课件34张PPT。第四节 用打点计时器测速度人教版高中物理必修一 第一章 运动的描述说课流程一、教材分析1.本节新课位于高中物理必修一第一章第四节，重点介绍打点计时器这一高中重要的计时仪器，计时的同时还能记录物体的运动情况。
2.平均速度和瞬时速度是本节的难点，教材用极限的思想，从平均速度过渡到瞬时速度。
3.将过去教材中“用平滑曲线把点连起来”改为“用一条平滑曲线来拟合坐标系中描出的点”，即将验证性实验改为探究性实验，思路不一样、逻辑线索不一样。二、学情分析1.认知发展分析：
在初中阶段，学生所做的几乎都是定性或半定量的实验，而且实验处理的方法、手段与高中相比也大不相同，本类实验对学生来说还是第一次，不管是在理解上，还是在操作上，难度可能都非常大。
2.知识结构分析：
通过前几节的学习，学生对速度的概念有了较为深刻的认识，但对速度的计算还只是停留在理论上，现在要通过实验测量并处理纸带上的信息，还是难题。
3.非认知因素分析：
学生实验的积极性比较高涨，探索精神比较强，对物理探究还保持着浓厚的兴趣。 三、教学目标（一）知识与技能
1.了解两种打点计时器的结构和工作原理。
2.会安装并使用打点计时器。
3.理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度。
4.明确速度—时间图象的意义，描点法画图象的方法，并画出该实验中的速度—时间图象。三、教学目标（二）过程与方法
1.通过学生自己看打点计时器的说明书，培养学生独立学习的能力。
2.通过对纸带的处理过程培养学生获取信息、处理信息的能力，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法。
3.通过画速度—时间图象培养学生用图象法处理数据的能力，体验数学工具在物理发展中的作用。
4.体验实验中理性思维的重要，既要动手，更要动脑。三、教学目标（三）情感、态度与价值观
1.感受打点计时器的巧妙设计思路，体会物理原理在解决实际问题中的指导作用，增强将物理知识应用于生活实际的意识。
2.经历实验过程，体验科学实验过程的艰辛与喜悦，并乐于探索自然界的奥妙。
3.培养学生敢于创新和实事求是的科学态度和科学精神。四、教学方法教法情景导入法
实验探究法学法小组讨论法
总结归纳法1五、教学过程情境导入预习任务：自制打点计时器
1.根据课后第四题中情境，利用刻度尺、表、彩色画笔、纸带，由两位同学合作共同做一个实验，测量手拉动纸带的平均速度！
2.在操作、计算时遇到怎样的问题？
3.在生活中，有哪些可以改装利用的打点计时装置 ？设计目的：本环节完成三个教学任务:
1.复习平均速度的计算公式。
2.使学生对打点计时有深入理解。
3.充分展现学生的主体地位和创新意识。课堂情境再现小组展示看着表，每隔1s点一个计时点小组展示3.在生活中，有哪些可以改装利用的打点计时装置 ？2.在操作、计算时遇到怎样的问题？在每隔1s点一点时，由于反应时间影响，不能准确计时！小组展示学生创意：滴水点点计时—利用点滴滴水在纸带上留下痕迹
计时。课堂情境再现学生创意：电动机打点计时—利用电动机带动光盘上沾有
墨汁的棉棒转动，从而在纸带上留下痕迹计时。课堂情境再现总结归纳
无论采用哪种计时方式，只要能够利用纸带和计时仪器，准确测量出点之间对应的位移和时间，我们便可计算其对应的平均速度。引入打点计时器存在问题：不能准确测量出打点的时间间隔。电磁打点计时器电火花打点计时器电磁打点计时器的工作原理特点：打点计时器的线圈中通入50Hz的交流电时，电流1秒钟改变100次方向，振片相当于一个磁极不断变化的电磁铁，当左端为N极时，振片被永久磁铁的S极吸引向下运动；当左端为S极时，振片被永久磁铁的N极吸引向上运动，振片1秒钟震动50次，振针0.02s打一个点。小实验：
按照课本规范步骤练习使用打点计时器，用不同速度拉动并打出几条清晰的纸带，观察纸带上点的疏密分布，感知其与拉动纸带快慢的关系，试着计算手的最大速度和最小速度。组织学生活动比一比：小组之间利用纸带比一比，哪位同学手最快？设计目的：本环节完成三个教学任务：
1.体会打点计时器的妙用，由于打点时间间隔小，纸带速度很大时，也可以打出一系列计时点。
2.巩固新学知识，由于每条纸带上相邻计时点时间相等，可以直接比较纸带上点的密集程度；也可用纸带测量位移，计算速度进行比较。
3.提高学生物理实验兴趣和课堂参与度。总结归纳：
1.实验中，在测量距离时，一般采用测量1、2、3、4点到0的距离，用做差的方法来计算0-1、1-2等两点之间距离，这样做可以有效减小测量误差。总结归纳：
2.利用极限思想，理论上，点E附近距离越近，两点间平均速度越接近E点的瞬时速度。但在实际测量时，并不是越近越好，实验的可行性和准确性都应兼顾。拓展训练：各组选择一条清晰纸带，每隔相同计时点取几个计数点，计算其对应的瞬时速度，填入表格。 问题：
除了看纸带各点疏密变化和计算各点速度，还能利用哪些数学工具来判断观察速度变化？组织学生活动总结归纳
可以帮助判断速度变化的方法：
1.纸带计时点分布的疏密变化。
2.将各点的瞬时速度计算后填入表格后观察速度随时间变化。
3.建立v-t图象，根据表格中对应的数据描点连线，直观观察。
1、图像特点： 直观
2、常用作图法： 描点连线
3、作图步骤： （1）建系 （2）描点 （3）作图
4、速度—时间图象（v-t）教学要点：
使学生掌握长度测量、数据处理、作图的规范步骤！建系标明物理量和单位选择合适的标度描点平滑曲线拟合各点讨论探究其他测速装置 想一想：同学们还知道哪些生活中常见的测速方式？ 回归生活借助运动传感器用计算机测速度借助运动传感器用计算机测速度气垫导轨和数字计时器（光电门）气垫导轨和数字计时器（光电门）光电门传感器六、教学反思1.本次教学,我没有完全按照教材设计好的思路、实验，照本宣科,而是设计大量的环节组织学生去讨论、创新、展示，充分体现了学生的主体地位。
2. 在实验探究中，我重点点评、归纳了实验的规范步骤和注意事项，以便使学生养成良好的实验习惯，形成严密的物理思想。
3.展示实验室中多种测速方法，拓展学生见识，提高学生兴趣，使学生爱上物理、爱上科学，从而实现高中物理实验教学的真正目的。 教学设计
教学主题
用打点计时器测速度
一、教材分析
1.本节新课位于高中物理必修一第一章第四节，重点介绍打点计时器这一高中重要的计时仪器，计时的同时还能记录物体的运动情况。
2.平均速度和瞬时速度是本节的难点，教材用极限的思想，从平均速度过渡到瞬时速度。
3.将过去教材中“用平滑曲线把点连起来”改为“用一条平滑曲线来拟合坐标系中描出的点”，即将验证性实验改为探究性实验，思路不一样、逻辑线索不一样。
二、学生分析
1.原有认知发展分析：在初中阶段，学生所做的几乎都是定性或半定量的实验，而且实验处理的方法、手段与高中相比也大不相同，本次实验对学生来说还是第一次，不管是在理解上，还是在操作上，难度可能都非常大。
2.原有知识结构分析：通过前几节的学习，学生对速度的概念有了较为深刻的认识，但对速度的计算还只是停留在理论上，现在要通过实验测量并处理纸带上的信息，可能还是难题。
3.非认知因素分析：学生实验的积极性比较高涨，探索精神比较强，对物理探究保持着浓厚的兴趣。
三、教学目标
从大的方面来看，教材上明确指出中学生做实验，出于以下几个目的：
1.经历科学过程，体会科学方法，树立科学的价值观。
2.更加热爱科学，体验科学工作的乐趣。
3.学习科学知识，提高操作技能。
就本节实验课而言，我们需要完成以下教学目标：
（一）知识与技能
1.了解两种打点计时器的结构和工作原理。
2.会安装并使用打点计时器。
3.理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度。
4.明确速度—时间图象的意义，描点法画图象的方法，并画出该实验中的速度—时间图象。
（二）过程与方法
1.通过学生自己看打点计时器的说明书，培养学生独立学习的能力。
2.通过对纸带的处理过程培养学生获取信息、处理信息的能力，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法。
3.通过画速度—时间图象培养学生用图象法处理数据的能力，体验数学工具在物理发展中的作用。
4、体验实验中理性思维的重要，既要动手，更要动脑。
（三）情感、态度与价值观
1.感觉打点计时器的巧妙设计思路，体会物理原理在解决实际问题中的指导作用，增强将物理知识应用于生活实际的意识。
2.经历实验过程，体验科学实验过程的艰辛与喜悦，并乐于探索自然界的奥妙。
3.培养学生敢于创新和实事求是的科学态度和科学精神。
四、教学环境
□简易多媒体教学环境?? □交互式多媒体教学环境?? □网络多媒体环境教学环境?? □移动学习? ?□其他
五、信息技术应用思路（突出三个方面：使用哪些技术？在哪些教学环节如何使用这些技术？使用这些技术的预期效果是？）200字
使用PPT课件辅助教学，提高课堂效率，提升直观认识，拓展课堂容量。录制播放学生视频，突出学生主体地位，增加学生参与意识，培养学生实验兴趣和穿新能力。教 学中展示数字传感器，拓展学生见识，提高学生兴趣。依托媒体教育技术手段，培养学生的综合能力。新时代的教学理论中，培养和训练学生的综合应用能力是现代 教学的基本要求。多媒体运用图、文、声并茂，动静结合，有声有色的情景，刺激着学生多种感官参与学习活动。通过制作课件，构建一个问题情境，课堂上进行适 当操作、控制，就能通过各种问题情境的变换，去观察问题、发现问题、验证结论、体验本质、归纳和发现新结论。
六、教学流程设计（可加行）
教学环节
（如：导入、讲授、复习、训练、实验、研讨、探究、评价、建构）
教师活动
学生活动
信息技术支持（资源、方法、手段等）
预习任务：自制打点计时器（图1）
1.根据课后第四题中情境，利用刻度尺、表、彩色画笔、纸带，由两位同学合作共同做一个实验，测量手拉动纸带的平均速度！
2.在操作、计算时遇到怎样的问题？? ? ? ? ? ?
3.在生活中，有哪些可以改装利用的打点计时装置 ？
（二）小组展示
(学生)学生展示实验并讲诉如何测量手的速度和遇到的问题！（图2）
（每隔1s在纸带上点一个点计时，完成后，用毫米刻度尺测量两点之间距离，然后除以对应时间，便可以算出两点间对应手的平均速度）??????????????????????????
(遇到的问题)在每隔1s点一个点时，由于受到反应时间影响，不能准确计时。
(遇到的问题)如果手拉动纸带的速度过大，每隔1s点一个点不实际，必须加快点点，而加快点点则不方便测量点点时间。
（老师）肯定学生想法，同时提出第三个问题：在生活中，有哪些可以改装利用的打点计时装置？
（学生）学生展示：想法有：1、滴水法2、钢琴节拍器3、电动机4、电动缝纫机5、闹钟6、小风扇7、达芬奇机械传动装置
（老师）辅助学生展示了部分想法。（图3、图4）
（老师）肯定并表扬学生的想法，同时总结，无论采用哪种计时方式，只要能够利用纸带和计时仪器，准确测量出点之间对应的位移和时间，我们便可计算其对应的平均速度。
同时应指出，以上方法，大都存在这样的问题：不能方便的准确测量出打点计时的时间间隔。引出打点计时器。（图5）
（三）实验探究
（老师）组织学生观察实物，对照实物认真阅读说明书，了解其结构、各部分名称、工作原理和使用方法。（图6）
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以电磁为例简要介绍其计时原理，使是学生了解该仪器为什么会每隔相等时间0.02s打一个计时点。（图7）
（学生）观察实物，阅读说明书，了解打点计时器
（老师）组织学生按照课本规范步骤练习使用打点计时器，用不同速度拉动并打出几条清晰的纸带，观察纸带上点的疏密分布，感知其与拉动纸带快慢的关系。创设环节：小组之间利用纸带比一比，哪位同学看谁的手最快？（图8）???????????? ? ? ?
（学生）练习使用打点计时器，用不同速度拉动并打出几条清晰的纸带，观察纸带上点的疏密分布，感知其与拉动纸带快慢的关系。
（学生）学生完成后，展示、说明、对比
（老师）总结归纳：1、实验中，在测量距离时，一般采用测量1、2、3、4点到0的距离，用做差的方法来计算0-1、1-2等两点之间距离，这样做可以有效减小测量误差。（图9）
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2、利用极限思想，理论上，点E附近距离越近，两点间平均速度越接近E点的瞬时速度。但在实际测量时，并不是越近越好，实验的可行性和准确性都应兼顾。（图10）??????????????????????????????? ???
（老师）组织学生选择一条清晰的纸带，完成拓展练习，巩固新知。（图11）
提出问题：除了看纸带各点疏密变化和计算各点速度，还能利用哪些数学工具来判断观察速度变化？
（学生）各组选择一条清晰纸带，每隔相同计时点取几个计数点，计算其对应的瞬时速度，填入表格。思考问题
（老师）总结归纳：可以帮助判断速度的快慢变化的方法：
（1）纸带计时点分布的疏密变化。
（2）将各点的瞬时速度计算后填入表格后观察速度随时间变化。
（3）建立v-t图象，根据表格中对应的数据描点连线，直观观察。
在图象讲解中，重点强调建系、标明物理量和单位、选择合适标度、描点、最终用一条平滑曲线来拟合坐标系中描出的点，直观观察速度的变化。（图12）
?组织学生在坐标纸上完成v-t图象，巩固新知。
（五）回归生活
（老师）提问：生活中常见测速方式？
（学生）展示
（老师）补充并演示两种实验方法，拓展学生见识。
展示借助传感器用计算机测速度（图13）
??气垫导轨和数字计时器（图14）
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七、教学特色（如为个性化教学所做的调整，为自主学习所做的支持、对学生能力的培养的设计，教与学方式的创新等）200字左右
1.本次教学我没有完全按照教材设计好的思路、实验，照本宣科,而是大量设计环节组织学生去讨论、创新、展示，充分体现了学生的主体地位。学生自主设计了各种计时装置并做了演示视频，如滴水计时、电动机计时等，展示并培养了学生的创新能力。
2.在实验探究中，我重点点评、归纳了实验的规范步骤和注意事项，以便使学生养成良好的实验习惯，形成严密的物理思想。
3.展 示实验室中多种测速方法，比如利用传感器直接利用多媒体显示测量结果并可利用各种工具显示物体速度变化，比如v-t图像；实验室中也常利用气垫导轨、光电 门测量显示物体速度和其他需要数据。拓展学生见识，提高学生兴趣，使学生爱上物理、爱上科学，从而实现高中物理实验教学的真正目的。
