2019版高中物理新教材 测量直线运动物体的瞬时速度教学设计（2）粤教版高中物理必修第一册 Word版含答案

第一章　运动的描述
测量直线运动物体的瞬时速度
教材上一节学习了速度相关概念及定义，在此基础上，这节课学习测量物体的瞬时速度。这个是高中的第一个实验，对于培养学生学习兴趣及实验能力有重要的意义。为了测量物体的瞬时速度，需要掌握打点计时器的使用，本节先介绍打点计时器的原理，结构及使用方法，再利用打点计时器测量直线运动物体的瞬时速度。
物理观念：认识打点计时器的原理、结构、使用方法，并能用打点计时器测量直线运动物体的瞬时速度。
科学思维：通过速度的测量，让学生把理论与实践通过实验联系起来，通过小组合作，实验方案的设计，可以培养学生的科学论证，质疑创新等科学思维能力。
科学探究：围绕瞬时速度的测量，小组成员对测量速度的原理，器材的选用，实验方案的设计，误差分析等展开讨论与交流，从而得出精确实验结论。
科学态度与责任：通过实验操作，利于培养学生理论联系实际的能力以及严谨细致的实验态度。
重点
打点计时器的原理及使用
瞬时速度的计算
难点
计算瞬时速度

一、情景导入
生活中物体运动快慢经常发生变化，为此，我们需要知道物体的瞬时速度，测量瞬时速度不是一件容易的事，为了简化问题，只研究如何测量直线运动物体的瞬时速度。
二、新课探究
探究点一 记录物体的运动位置
提出问题：要研究物体的运动,我们首先要准确记录物体的运动信息.怎样记录呢？
课堂活动：请同桌的两位同学合作用彩笔和纸带模拟打点计时器.
归纳小结：彩笔打出的点可以记录纸带的位置.但在打点时间间隔大致相同的情况下,纸带拉动的快慢对纸带上点的间隔有影响(拉的越慢纸带上点越密,反之就会越稀疏)考虑到用手打点的时间间隔不能准确相等,所以无法准确测定物体的运动速度，要是有一台打点时间间隔严格相等的仪器问题就可以解决了。
例题一：如图所示，可用一支笔和一块表做成一台简单的“打点计时器”，为了提高计时的准确性，应掌握的操作要领是（?? ）
A.?使纸带做匀速运动??????????????????????????????????????????????B.?使纸带做匀加速运动C.?使打点时间间隔相等???????????????????????????????????????????D.?使打点时间间隔为0.02s
【答案】 C
【解析】根据打点计时器的构造特点可知，打点计时器是一种计时仪器，每隔相同时间打一次点，因此用一支笔和一块表做成一台简单的“打点计时器”，为了提高计时的准确性，关键是保证每次打点时间间隔相同，不一定非得每隔0.02s打一次点，至于纸带如何运动不影响其准确性，故ABD错误，C正确．
探究点二 打点计时器
提出问题：打点计时器的作用，结构是什么，怎么使用？
小组合作：阅读课本19-20页，讨论与交流打点计时器及其使用方法。
归纳小结：
作用：既可以记录物体的位置，还可以用来测时间，每两个计数点之前，都是0.02S。
结构（电磁打点计时器）如下：
上述结构中：永久磁体、线圈、振片，对于做题来说，都没什么用。就关注一下：振针、限位孔、纸带就行了。
（3）使用：①电磁打点计时器接入4-6v的交流电中使用，电火花打点计时器接入220 v的交流电中使用；②让纸带通过限位孔，放在复写纸下面；③先接通电源，再释放纸带。
例题二：下列实验过程中正确使用打点计时器的步骤顺序是（ ）
①启动电源，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出一行小点
②关掉电源
③取下纸带，从能够看清的某个点开始，往后数若干个点，如果数出n个点，这些点划分出的间隔数是（n﹣1），由此计算出纸带从第1个点到第n个点的运动时间
④把纸带装好
⑤了解打点计时器的结构，然后把它固定在桌子上
⑥用刻度尺测量出从第1个点到第n个点的距离．
A. ⑤④①②③⑥ B. ⑤④①③⑥②
C. ⑤④①⑥③② D. ⑤④①②⑥③
【答案】A
【解析】解：在使用打点计时器时应先进行安装，即步骤⑤；然后安装纸带即④；然后开始实验，要先开电源，再拉动纸带，即进行步骤①；然后关掉电源进行数据处理，故进行步骤②；数据处理时先数出点数，再测量长度，故为③、⑥；
故正确的步骤为⑤④①②③⑥
故选：A．
探究点三 利用打点计时器测量直线运动物体的瞬时速度
提出问题：如何利用打点计时器测量直线运动物体的瞬时速度？
实验：利用打点计时器测量直线运动小车的瞬时速度。
归纳小结：
（1）把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面
（2）把打点计时器固定在木板没有滑轮的一端，并连好电路
（3）把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着合适的钩码
（4）把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面
（5）使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动
（6）换上新的纸带再重做两次
（7）断开电源，取出纸带。
例题三：某学生在用打点计时器做测定匀变速直线运动的实验时，其开始时的装配图如图所示，其中有错误与不妥之处，请把它找出来。
解析：①电磁打点计时器接直流电源，应该接4~6V的交流电源；
②初始时，小车离定滑轮太近，使纸带上打不上几个点。
探究点四 计算瞬时速度
提出问题：如何根据纸带上的点计算物体的瞬时速度？
小组合作：小组交流合作，计算物体的瞬时速度
归纳小结：
计算瞬时速度的步骤（如纸带上的E点）：
测出包括点E在内的D，F两点间的位移x和时间t
算出这两点的平均速度，D，F离E越近，算出的平均速度越接近E点的瞬时速度。
例题四：某在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图所示，是一条记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，每相邻的两个计数点之间还有4个点没有画出，交流电的频率为50Hz．（计算结果保留3位有效数字）
vB=________m/s；
【答案】 1.38
【解析】交流电的频率为 ，则每打两个点之间的时间间隔为 ，则每相邻的两个计数点之间还有四个点没有画出，故相邻两个计数点的时间 。
打B点时小车的速度为：
三、练习设计
完成学案达标检查部分习题。
四、课堂小结
1．打点计时器及其使用
2．利用打点计时器测量直线运动的瞬时速度
组织学生探讨与实验，有效提高学生的观察力与动手操作能力，也利用锻炼小组成员的合作能力。