1.3记录物体的运动信息 （表格式）教案

1.3记录物体的运动信息
教案
一、教材分析：
物理学是一门以实验为基础的自然科学.本节课为实验课，目的是让学生自主探究学习打点计时器的使用方法，测定物体牵引纸带的速度，并尝试用图象的方法来表示速度随时间变化的关系.根据瞬时速度是在无限短时间内的平均速度的思想方法，让学生用求平均速度的方法，粗略表示物体运动的瞬时速度.教材这样处理更进一步加深了上节课对平均速度和瞬时速度概念的理解.当然这种用平均速度代替瞬时速度的方法，在匀变速直线运动中有它的准确性，这要在下一章中学习，在此可不必要向学生介绍这种结论性的知识，以免冲淡学习重点，加重学生负担.本节课旨在让学生学到科学实验中探究的方法，而不是注重探究的结果多么完美，所以千万不能让学生养成不尊重实验事实、拼凑实验结果的习惯.要让学生在亲身体验描点法作图象的思想方法，向学生讲清图象的横、纵坐标，描点法，图象的物理意义.要充分发挥学生的主观能动性，让学生积极参与.教师要补充一些更为典型的、学生非常熟悉的、不一定是物理方面的图象，要突出图象的直观性，使学生对图象的作用有更多、更深入的了解，为本节建立物理图象来分析、寻找物体运动的规律打下基础.
二、学情分析：
学生对测量速度已经有了一定的认识，但是对新的物理实验仪器会有陌生感，要引导学生弄明白新的实验仪器的了解和使用。
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。
(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、教学重难点：
一、教学重点
1、打点计时器的使用。
2、由纸带计算物体运动的瞬时速度、加速度。
3、会用描点法描绘物体的速度—时间图象,并从中获取物理信息。
二、教学难点
1、
对纸带数据的处理。
2、
画图象的方法。
五、教学资源：
打点计时器、学生电源、导线、纸带、复写纸、刻度尺、坐标纸。
六、教法与学法：
讲授法、演示法、探究法
七、教学策略：
教师到每个实验小组中去观察指导学生实验,及时发现并纠正学生的错误操作,引导学生挖掘纸带上的运动信息,要求每个学生都要自己动手体验实验的过程,这样才能达到情感态度与价值观的要求。
八、教学环节设计：
新课引入
感性体验
深化研究
归纳升华
知识拓展
九、教学过程：
教学环节
教学内容
师生活动
教学意图
新课引入
教师：同学们能说一下你知道有哪些计时仪器吗？学生竞相回答，相互补充。教师肯定学生的回答，同时指出人类对计时的研究经过了漫长的过程。进行情感态度价值观的教育。展示图片：古代日晷、漏滴、手表（钟表）、秒表、原子钟、电影007使用的脉波。教师：上下飞舞的蝴蝶，要确定它某一时刻的速度是很困难的。我们现在只研究直线运动的速度．的测量问题，大家知道该怎么做么？学生各抒己见，老师总结：我们首先要准确
记录物体运动的信息．直接测量物体运动的速度在技术上是比较复杂的，我们在测量
时可以尝试通过测量物体运动的时间和位移，
再经过计算或作图来判断物体的运动情况。
教师：我这有两个秒表，一把直尺，请三位同学上来共同做一个实验测平均速度，我释放直尺，其中一个同学用手握住（自由落体的）直尺，另外两位同学分别用秒表计时，并计算出直尺的平均速度，对比展示。教师：谁能说一下造成结果差别很大的原因是什么？学生回答，教师总结：精确度小，人反应有快慢。教师：为了解决这个问题，我们引入一个新的计时仪器──打点计时器。（展示图片）打点计时器是一种记录物体运动位移和时间信息的仪器，我们可以通过测量位移和时间来计算物体运动的速度以及速度的变化快慢.
教师发问，学生竞相回答。请三名学生到黑板前与教师一起做演示实验。
目的是提高学生的学习兴趣，让学生复习用刻度尺测位移，用秒表测时间求平均速度。培养学生自己动手操作的能力。
新课教学教师总结板书设计教学反思
一、对打点计时器的认识⒈电磁打点计时器1.教师布置学生对照仪器看说明书，引导学生注意其重点：观察打点计时器并阅读其使用说明书，明确电磁打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法，回答以下问题。2.教师问：打点计时器的用途是什么？其构造是怎么样的？打点的原理什么？对电源的要求是什么？怎么安装打点计时器？纸带从什么地方穿过？纸带和复写纸的上下顺序怎么样？在学生回答的基础上教师加以补充、强调。电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器。当接通6
V以下低压交流电源时，电流在线圈上产生的是方向变化的磁场使振片磁化，由于电流方向周期性改变，振片的磁极也周期性改变，在永久磁铁的作用下，振片便上下振动起来，位于振片一端的振针就跟着上下振动而打点，这时，如果纸带运动，振针就在复写纸下面的纸带上打出一系列点，当交流电源频率为50
Hz时，它每隔0.02
s打一点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔为0.02
s，时间间隔的计算方法为T=1/50s,相邻两点间的距离就是0.02
s内的位移。3.探讨：是否能用直流电源？为什么？在学生回答的基础上，补充说明若使用直流电源，线圈产生的是稳定的磁场，振片的磁极不变，振片就不会上下周期性振动。2.电火花计时器电火花打点计时器是利用火花放电在纸带上打出小点而显示点迹的计时仪器。当接通220
V交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在运动纸带上就打出一系列点迹。当电源频率为50
Hz时，它也是每隔0.02
s打一次点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔也是0.02
s，相邻两点间的距离就是0.02
s内的位移。【交流与讨论】教师：从原理上考虑，电火花计时器跟电磁打点计时器相比，哪个更好些，误差可能会更小？学生：电火花计时器可能会更好些，因为电磁打点计时器中振针和纸带间的摩擦会更大些会影响纸带的运动。教师评论并系统总结：教师：1、电火花计时器使用中运动阻力极小，这种极小阻力来自于纸带运动的本身，而不是打点产生的，因而系统误差小，计时精度与交流电源频率的稳定程度一致（脉冲周期不大于50
μs，这一方面也远优于电磁打点计时器），同时它的操作简易，使用安全可靠（脉冲放电电流平均值不大于5μA）.电磁打点计时器：4—6伏低压交流电源；电火花打点计时器：220v交流电；打点计时器的工作频率是50Hz，即每秒振动50次；工作周期为0.02s，即每振动一次时间0.02s，每隔0.02s在纸带上打一个点教师：打点计时器能记录哪些信息？学生：时间和位移.二、练习使用打点计时器实验仪器：打点计时器、长木板、学生电源、导线、纸带、复写纸、刻度尺、坐标纸。学生动手做实验实验1：把打点计时器接在直流电源上
实验2：接交流电源不拉动纸带
实验3：接交流电源用手匀速直线拉纸带
实验4：接交流电源用手加速直线拉动纸带操作方法与步骤：
①把打点计时器固定在桌子上。
②按照说明把纸带和复写纸装好。
③先启动电源，再用手水平地拉动纸带，纸带上就打出一系列的点。随后立即关闭电源。④取下纸带。让学生按照操作步骤分别完成以上4个实验。引导学生观察纸带上打出来的点有什么特点学生回答教师在学生回答的基础上总结：实验1：打出的纸带上没有点，是因为使用的是直流电源，振片不振动。实验2：打出的纸带只有一个点，因为纸带没有运动。实验3：打出的纸带相邻的两点间的距离几乎相等。实验4打出的纸带相邻的两个点的距离越来越大。教师引导学生思考如果减速拉动纸带，相邻两个点的距离会怎么样变化？学生：相邻两个点的距离越来越小。验证：让学生试做一下减速拉动纸带，观察结果和分析是否一致。纸带的处理方法：
在纸带上取计数点，每隔4个点取一个（或每5个点取一个），即两个计数点之间的时间间隔为0.1s，T=0.1s由纸带直接得到的物理量是时间。由纸带测量得到的物理量是两点之间的距离实验原理验证小车做匀变速运动在纸带上任取相邻、相等时间内的两段位移s1、s2如果物体做匀变速直线运动
①
v0为s1的初速度
②
v1为s2的初速度，s1的末速度
③①、③两式连立得：结论：匀变速直线运动中，任意相邻、相等时间内位移的变化量相同
如果对纸带进行研究，能够得到相邻的相等时间T的位移近似相等，就可以证明物体做的是匀变速直线运动。此结论还可以用图像证明由图可以看出由图进一步可以看出
计算任意一个计数点的瞬时速度由匀变速直线运动的平均速度公式：v1为v0至v2的中间时刻因此同理可得：并可利用：求得v0及其它各点的瞬时速度。计算匀变速运动的加速度公式法求加速度为充分利用实验数据，减小误差，可采用逐差法计算将纸带上所取的位移分成等时间的两大段，利用公式计算加速度。如上图，则可用如下公式计算：②图像法把各点的瞬时速度画在v-t图上注意图线应使各点均匀分布在两侧，或使图线压住尽量多的点。求出该图线的斜率即为加速度的值三、课堂练习大家打开练习册第六页，左下角例1.1．打点计时器是一种利用交流
电源工作的计时仪器。2.
电磁打点计时器的工作电压是
交流4-6
V,电火花计时器的工作电压是
交流220
V，当他们电源频率是50
Hz时，它每隔
0.02
s打一次点。3.使用打点计时器是纸带和复写纸的顺序是纸带在复写纸上面
4.当交流电的频率为70Hz时，打出的纸带上相邻两点间的时间间隔为
1/70
s。四、课后作业教师布置作业：完成能力训练。教师小结要注意的问题：不能接直流电源。使用打点计时器时必须先接通电源再释放纸带。处理纸带时要从某个能看清楚的点开始取计数点。如果打出的点不清晰可能是振针太短或者振片的振动幅度太小，可以通过调节振针长度或振片的位置来解决。用平均速度v=Δx/Δt代替测量点的瞬时速度，选取的Δx越小（即Δt越短），平均速度越接近瞬时速度，误差越小，最好取连续的三个点计算中间那个点瞬时速度。画图像时要用平滑的曲线将各点连接起来。打完一条纸带后，要及时关闭电源。第四节 实验: 用打点计时器测速度 1.打点计时器的使用：注意使用方法和领悟注意事项 2.测量瞬时速度：用包含某点的一段时间的平均速度来粗略表示该点的瞬时速度 3.速度—时间图象：以时间为横坐标,速度为纵坐标,描点连线作出的平滑图象教学反思：１、多设置富有启发性的问题，尽量激发学生的求知欲和好奇心。如在讲ｖ－ｔ图时，可以问学生：要想更加直观明了物体的运动规律，谁能有更好的方法？比之于直接引入要好。 ２、要加强师生间、生生间互动交流，应努力把新课程理念落实到课堂教学上，学生发现的问题尽量让他们自己解决地，培养他们的参与意识。 ３、要了解学情学生知识结构，注意设计更为合理的课堂教学。 ４、在时间比较紧的情况下，不能光想着完成教学任务，而应该依学生实际学习效果，合理教学。如在求平均速度遇到困难时，可以只解决求平均速度和瞬时速度，而将画ｖ－ｔ图像留到下一节课解决。 ５、课前做好铺垫，实验前就让学生明确实验要求、实验目的、实验注意事项。这样在实验过程中学生就会更好地专注于去琢磨、去发现、去欣赏，也才能够让学生体验实验的乐趣，从而达到去热爱实验、热爱物理的目的。 遇到挫折是痛苦的，获得经验是宝贵的。虽然经历了失意，但是获得更多更好的课标理念，这又是令人欣慰的。
让学生自己看说明书并且提问学生回答问题老师学生互动探究打点计时器的原理学生亲自手拉纸带练习使用打点计时器教师引导学生思考，教会学生提出问题和验证问题的方法引导学生学会使用平均速度表示瞬时速度让学生根据实验测量的结果画出相应的v-t图像教师小结，学生思考
引起学生思考，让学生自己总结出结论，让学生做学习的主人。物理学习注重观察，让学生认真观察并且思考培养学生动手能力和分析实验能力拓展学生的分析、解决问题的能力让学生把数学的极限法应用到处理物理问题上让学生注重数形结合，运用数学知识解决物理问题。培养学生总结反思的能力
教师提问，如：飞舞的蝴蝶，要确定它某一时刻的速度是很困难的。
练习使用打点计时器测量平均速度
打点计时器的工作原理
画v---t图像，分析规律，计算加速度a
用打点计时器测量瞬时速度
反馈练习
sⅠ
sⅡ
sⅢ
sⅣ
sⅤ
sⅥ
S1
S2
S3
S4
S5
S6
v1
v0
v2
v3
s1
s2
s3
v
S4
S3
S2
S1
t
S6
S5
S4
S3
S2
S1