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教案
第四节实验:用打点计时器测速度
沛县歌风中学李亚东
一、教学分析:
本节试验是高中物理的第一个试验,应先让学生了解试验的常规要求,及安全注意事项(可让学生阅读课本教师点评),然后讲清试验的一般程序、思路、方法、步骤等.针对本试验应明确试验的目的,打点计时器使用方法、及作用,理解如何计算纸带上各点的速度,会在直角坐标系中描点、拟合曲线,并描述物体运动的规律.打点计时器是高中阶段学习的一个重要的计时仪器，通过本节课的学习要掌握打点计时器的工作原理和操作方法为后面对打点计时器的应用打下良好的基础。
二、教学目标:
1.了解电磁打点计时器和电火花打点计时器的基本构成，知道打点计时器的计时原理，并学会使用打点计时器。
2.通过实例学会根据纸带上的点分析速度的变化情况，并学会测定平均速度。
3.通过实例学会用打点计时器测量瞬时速度。
4.学会用图象表示速度变化规律的方法，理解用平滑曲线“拟合”坐标系中描出的点来反映客观规律的思想。
三、教学重点
1、学会使用打点计时器
2、能根据纸带计算物体运动的瞬时速度
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
四、教学难点
处理纸带的方法,用描点法画图象的能力
五、教学器材
电磁打点计时器,电火花计时器,学生电源,导线,纸带,刻度尺,小车细线及钩码,坐标纸
六、教学方法
以学生活动为主，各种活动应有序进行。指导学生阅读课文、说明卡，对照课文和说明卡观察仪器结构、了解仪器功能、操作要领。认真观察实验现象，小组之间可以交流、对比实验情况。如有意识的变速拉动纸带，观察纸带上打出的点起始部分、中间部分、最后部分有什么变化？其他小组打出的点有什么不同，这些差异都说明什么问题？以提高对实验现象的观察力。
要求学生尊重原始测量的数据，不能随意改动，实验测量的原始数据是研究实验想象，寻找结论和规律的基本依据，也是检验、评价实验结果的依据。尊重原始测量数据，是良好实验素质和可科学精神的具体体现。
七、教学过程
（一）引入新课
测定物体的运动速度并不是一件容易的事,特别是物体的速度在不断变化时.为了简化我们今天只研究物体的直线运动.当物体沿直线运动时,其位移在不断变化,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?
师：提出设想：请两位同学合作用彩笔和纸带模拟打点计时器
生：思考讨论1.彩笔打出的点能不能准确记录纸带的位置?
2.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无影响?
师：总结: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.原因在哪?
生:原因出在用手打点时的时间间隔不能严格相等,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。
(培养学生动手实验的能力以及分析实验的能力)
(二)电磁打点计时器
电磁打点计时器是一种使用交流电的计时仪器.工作电压为4—6V.当电源频率为50Hz时,打点计时器每隔0.02s打一个点.通电前把纸带穿过限位孔并压在复写纸的下面.通电时,线圈产生的交变磁场使振动片磁化,振动片的一端位于永久磁铁的磁场中,由于振动片的磁极随着电流方向的改变而不断变化,在永久磁铁的作用下,振动片将上下振动.其振动周期与线圈中交流电的周期一致,即为0.02s.如果纸带运动振动片一端的振针就会在纸带上打出一系列的点.
师：布置学生仔细观察实物，阅读说明书
生：对照实物认真阅读说明书。
思考:电磁打点计时器用低压交流电源工作,能不能用直流电源呢,为什么?
师：总结若使用直流电振动片将无法振动,打点计时器将打不出点!
(培养学生的观察能力和思考解决问题的能力。)
(三)电火花打点计时器
电火花打点计时器的工作电压是220V的交流电.使用时将电源插头直接插在交流220V插座内就可以了.点火花打点计时器用墨粉和电火花打点.墨粉盘夹在两条纸带之间,当按下脉冲输出开关时会产生高温电火花,高温电火花可以使墨粉汽化在纸带上.当输入交流电的频率是50Hz时,电火花打点计时器也每隔0.02s打一个点.
师：布置学生阅读电火花打点计时器的说明书，明确打点计时器的结构,各个部分的名称,工作原理及使用方法.
生：对照实物认真阅读说明书。
思考:电火花打点计时器用220伏交流电源工作,能不能用直流电源呢,为什么?
师：从原理上讲两种打点计时器哪中误差更小,为什么?
生：讨论思考
师：总结:电磁打点计时器使用时阻力较大:阻力包括振针和纸带间的摩擦以及限位孔和纸带间的摩擦.而电火花打点计时器在使用过程中阻力极小,这极小的阻力来自纸带运动的本身而不是打点时产生的,因而系统误差较小.同时电火花打点计时