1.4試驗：用打點計時器測速度★新課標要求（一）學問與技能1、理解兩種打點計時器的構造和工作原理。2、會安裝并運用打點計時器。3、理解依據紙帶測量速度的原理并測量瞬時速度。4、明確速度—時間圖象的意義，描點法畫圖象的方法，并畫出該試驗中的速度—時間圖象。（二）過程與方法1、通過學生自己看打點計時器的說明書，培育學生獨立學習的實力。2、通過對紙帶的處理過程培育學生獲得信息、處理信息的實力，體會處理問題的方法，領悟如何間接測一些不能干脆測量的物理量的方法。3、通過畫速度—時間圖象培育學生用圖象法處理數據的實力，體驗數學工具在物理開展中的作用。4、體驗試驗中理性思維的重要，既要動手，更要動腦。（三）情感、看法與價值觀1、感覺打點計時器的奇妙設計思路，體會物理原理在解決實際問題中的指導作用，增加將物理學問應用于生活實際的意識。2、經驗試驗過程，體驗科學試驗過程的艱辛與喜悅，并樂于探究自然界的微妙。3、培育學生敢于創(chuàng)新和實事求是的科學看法和科學精神?！锝虒W重點1、打點計時器的運用。2、由紙帶計算物體運動的瞬時速度。3、畫物體的速度—時間圖象?！锝虒W難點對紙帶數據的處理。畫圖象的方法?！锝虒W方法老師啟發(fā)、引導，學生自主閱讀、思索，親自動手試驗，并探討、溝通學習成果。★教學過程（一）課前活動老師活動：課前布置學生預習本節(jié)試驗。學生活動：學生看書明確試驗的各項任務及試驗儀器。（二）進展新課1、對“打點計時器的相識”的學習老師活動：老師布置學生比照儀器看說明書，引導學生留意其重點局部學生活動：視察打點計時器并閱讀其運用說明書，明確兩種打點計時器的構造、各局部的名稱、工作原理及運用方法。老師活動：指導學生動手練習運用打點計時器，并引導學生思索：紙帶上的點與小車的位移和時間是如何對應的，怎樣將紙帶上的點變成相關的數據。學生活動：動手練習運用打點計時器，打出幾條紙帶，探討怎樣獲得數據，并用列表格的形式把數據列出。老師活動：傾聽學生答復，進展點評和指導。學生活動：思索23頁的思索與議論：怎樣依據紙帶上的點跡計算紙帶的平均速度？假如紙帶上的點跡分布不均，則，點跡密集的地方表示運動的速度較大還是較小？老師活動：傾聽學生答復，進展點評。2、用打點計時器測量瞬時速度老師活動：依據前面所學的瞬時速度的理論，引導學生怎樣計算實際運動中物體的瞬時速度。老師巡回指導。學生活動：探討怎樣獲得數據，怎樣依據自己的紙帶計算不同時刻的瞬時速度并采納列表法有條理的列出。3、用圖象表示速度老師活動：引導學生思索怎樣畫出速度—時間圖象，為什么要用平滑的曲線“擬合”。學生活動：依據前面計算的瞬時速度，畫出速度—時間圖象，同組各成員之間再次比擬運動的區(qū)分，感受不同的運動規(guī)律。體會溝通“擬合”的意義。老師活動：傾聽學生答復，點評。（三）課堂總結、點評1、打點計時器的原理構造（如圖）試驗原理：（1）電磁打點計時器：它是利用電磁感應原理打點計時的一種儀器，當通過4—6V低壓溝通電時，在線圈和永久磁鐵的作用下，振片便上下振動起來，位于振片一端的振針就跟著上下振動而打點，這時，假如紙帶運動，振針就在紙帶上打出一系列點，當溝通電源頻率為50Hz時，它每隔0.02s打一點，即打出的紙帶上每相鄰兩點間的時間間隔為0.02s。（2）電火花計時器：它是利用火花放電在紙帶上打出小孔而顯示點跡的計時儀器。當接通220V溝通電源，按下脈沖輸出開關時，計時器發(fā)出的脈沖電流經接正極的放電針、墨粉紙盤到接負極的紙盤軸，產生火花放電，于是在運動紙帶上就打出一系列點跡。當電源頻率為50Hz時，它也是每隔0.02s打一次點，即打出的紙帶上每相鄰兩點間的時間間隔也是0.02s。電火花計時器工作時，紙帶運動時受到的阻力小，比電磁打點計時器試驗誤差小。打在紙帶上的點，記錄了紙帶運動的時間，假如把紙帶跟物體連在一起，紙帶上的點就相應地表示出運動物體在不同時刻的位置。2、帶分析物體的運動狀況并能計算平均速度。（1）在紙帶上相鄰兩點間的時間間隔均為0.02s（電源頻率為50Hz），所以點跡密集的地方表示紙帶運動的速度很小。（2）依據v=△x/△t，求出在隨意兩點間的平均速度，這里△x可以用直尺測量出兩點間的間隔，△t為兩點間的時間間隔數與0.02s的乘積。這里必需明確所求的是哪兩點之間的平均速度。3、粗略計算瞬時速度。某點E的瞬時速度可以粗略地由包含E點在內的兩點間的平均速度來表示。如圖1.4-1，vE≈vDG，或vE=vDF。說明：在粗略計算E點的瞬時速度時，可利用公式v=△x/△t來求解，但須留意的是，假如取離E點越接近的兩點來求平均速度，這個平均速度越接近E點的瞬時速度，但是間隔太小會使測量誤差增大，應當依據實際狀況選取這兩個點。4、v-t圖象與其畫法為了更直觀地反映物體的運動狀況，我們可以用v-t圖象來表示速度隨時間的改變規(guī)律。以速度v為縱軸，時間t為橫軸建立直角坐標系，依據計算出的不同時刻對應的瞬時速度值，在坐標系中描點，最終用平滑曲線把這些點連接起來就得到了一條可以描繪速度v與時間t關系的圖象。5、試驗器材電磁打點計時器（或電火花計時器）及紙帶、刻度尺、電源、導線等。6、留意事項（1）電源電壓要符合要求，電磁打點計時器應運用10V以下的溝通電源；電火花計時器要運用220V溝通電源。（2）試驗前要檢查打點的穩(wěn)定性和清晰程度，必要時要進展調整或更換器材。（3）運用打點計時器應先接通電源，待打點計時器穩(wěn)定后再用手拉紙帶。（4）手拉紙帶時，速度應快一些，以防點跡太密集。（四）實例探究☆打點計時器及應用［例1］一同學在運用打點計時器時，紙帶上點不是圓點而是一些短線，這可能的緣由是（）A．接在直流電源上B．電源電壓不穩(wěn)C．電源頻率不穩(wěn)D．打點針壓得過緊解析：A．接在直流電源上不會打點。A錯。B．打點與電壓是否穩(wěn)定無關，點痕重輕與電壓有關。B錯。C．頻率不同打的點仍為圓點。故C錯。D．打點針壓得過緊。針和紙接觸時間長，打出一些短線。D正確。答案：D☆打點計時器干脆測量的量［例2］電磁打點計時器是一種運用溝通電源的計時儀器，依據打點計時器打出的紙帶，我們可以從紙帶上干脆得到的物理量是（）A．時間間隔B．位移C．加速度D．平均速度解析：從打下的紙帶上數一下點的個數就知道時間，因為兩個點的時間間隔為0.02s.故A選項正確。用刻度尺量一下隨意兩個點間的間隔，就知道了物體的位移。故B選項正確。從紙帶上不能干脆得到加速度、平均速度，只可以間接計算。故C、D選項錯誤。答案：AB［例3］用接在50Hz溝通電源上的打點計時器，測定小車速度，某次試驗中得到一條紙帶，如下圖所示，從比擬清晰的點起，每五個打印點取一個記數點，分別標明0、l、2、3、4……，量得0與1兩點間間隔x1=30mm，3與4兩點間的間隔x2=48mm，則小車在0與1兩點間平均速度為m／s。解析：0～1兩點間的平均速度m/s★課余作業(yè)1、思索P24“說一說”欄目中提出的問題，2、完成P26“問題與練習”中的問題。3、閱讀教材P26“科學閑逛”《氣墊導軌和數字計數器》短文，思索并答復文后提出的問題。★“問題與練習”（P26）參考答案1、電磁打點計時器誤差較大。因為電磁打點時振針與復寫紙對紙帶的摩擦力較大，而電火花相對阻力較小，另外，電磁打點時簡單出現振針壓的過緊、過松、復寫紙不好用都不易把點打清晰，所以電火花計時器誤差較小。2、解：（1）紙帶左端與重物相連。（2）取離A點最近的兩個點，求其兩點間的平均速度就可代替A點的瞬時速度。因為在A的旁邊取的點越近，用平均速度代替A點的速度就越準確，而離A最近的只能是BC兩點，所以如此。3、對甲：物體開場有初速度，方向為正，在運動過程中是大小不變，方向也不改變的，所以甲是勻速直線運動，速度的大小方向都不變，運動方向也不變。對乙：物體開場初速度為0，向正向運動，到達肯定值后大小方向不變，一段時間后速度開場變小，方向不變，直到減為零，而運動方向不變。速度大小改變，方向沒變。4、兩相鄰點間隔與紙帶速度有關，速度越大間隔越大。兩相鄰點的時間都是1s，紙帶快慢不影響。★教學體會思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學的根本；親自理論參加學問的發(fā)覺過程是培育學生實力的關鍵，分開了思維方法和理論活動，物理教學就成了無源之水、無本之木。學生素養(yǎng)的培育就成了鏡中花，水中月?！镔Y料袋：人們稱攝影為瞬間藝術，但只有當高速攝影出現后，才有了真正意義上的瞬間攝影。一般閃光燈持續(xù)發(fā)光時間可到達1／20000s，這對于拍攝體育運動等素材是夠用了。然而子彈飛行時的速度少說也有數百米每秒，要想抓拍子彈運動的瞬間，曝光時間要用百萬分之一秒的數量級。后來人們開場運用激光光源以到達在更短時間中發(fā)出更劇烈的照明，才能清晰地將它的影像凝固在底片上。高速攝影有廣泛的用處。例如，在汽車的快速碰撞試驗的探討中，人們先把碰撞的過程拍攝成電影，然后以很慢的速度放映，以便視察在碰撞期間車身如何變形，從而發(fā)覺薄弱的那位。又如，某些昆蟲具有令人驚羨的飛行技巧，如在急速飛行過程中急劇減速、懸空停住、以不超過其身長的半徑轉彎等。借助高速攝影技術，可以對它們運動過程中的振翅狀況進展探討。高速攝影甚至在繪畫藝術中也發(fā)揮了作用。以前誰也沒有清晰地見過奔馬的四只蹄子究竟是如何搖擺的，以致于畫家們始終憑借主觀感覺去畫奔馬。借助高速攝影技術，人們對此才有了正確的相識。閃光頻閃攝影是借助于電子閃光燈的連續(xù)閃光，在一張底片上記錄運動物體的連續(xù)運動過程的攝影技術。頻閃攝影的關鍵器材是電子頻閃燈。當電子頻閃燈足夠電后，就可以像連發(fā)手槍一樣，一次緊接一次地頻繁閃光。閃光頻率越高，底片曝光次數越多，