《用打点计时器测速度》教学设计[范文]

第一篇：《用打点计时器测速度》教学设计[范文]

实验《用打点计时器测速度》教学设计

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

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

五、信息技术应用思路

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

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

（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）

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）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）

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）

七、教学特色

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。

第二篇：用打点计时器测速度 教案

1.4 实验：用打点计时器测速度

★新课标要求

（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。★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。

3、画物体的速度—时间图象。★教学难点

1、对纸带数据的处理。

2、画图象的方法。★教学方法

教师启发、引导，学生自主阅读、思考，亲自动手实验，并讨论、交流学习成果。★教学过程

（一）课前活动

教师活动：课前布置学生预习本节实验。

学生活动：学生看书明确实验的各项任务及实验仪器。

（二）进行新课

1、对“打点计时器的认识”的学习

教师活动：教师布置学生对照仪器看说明书，引导学生注意其重点部分

学生活动：观察打点计时器并阅读其使用说明书，明确两种打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法。

教师活动：指导学生动手练习使用打点计时器，并引导学生思考：纸带上的点与小车的位移和时间是如何对应的，怎样将纸带上的点变成相关的数据。

学生活动：动手练习使用打点计时器，打出几条纸带，讨论怎样获取数据，并用列表格的形式把数据列出。

教师活动：聆听学生回答，进行点评和指导。

学生活动：思考23页的思考与谈论：怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？如果纸带上的点迹分布不均，那么，点迹密集的地方表示运动的速度较大还是较小？

教师活动：聆听学生回答，进行点评。

2、用打点计时器测量瞬时速度 教师活动：根据前面所学的瞬时速度的理论，引导学生怎样计算实际运动中物体的瞬时速度。教师巡回指导。学生活动：讨论怎样获取数据，怎样根据自己的纸带计算不同时刻的瞬时速度并采用列表法有条理的列出。

3、用图象表示速度

教师活动：引导学生思考怎样画出速度—时间图象，为什么要用平滑的曲线“拟合”。学生活动：根据前面计算的瞬时速度，画出速度—时间图象，同组各成员之间再次比较运动的区别，感受不同的运动规律。体会交流“拟合”的意义。

教师活动：聆听学生回答，点评。

（三）课堂总结、点评

1、打点计时器的原理构造（如图）

实验原理：（1）电磁打点计时器：它是利用电磁感应原理打点计时的一种仪器，当通过4—6V低压交流电时，在线圈和永久磁铁的作用下，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，振针就在纸带上打出一系列点，当交流电源频率为50Hz时，它每隔0.02s打一点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔为0.02s。

（2）电火花计时器：它是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示点迹的计时仪器。当接通220V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50Hz时，它也是每隔0.02s打一次点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔也是0.02s。

电火花计时器工作时，纸带运动时受到的阻力小，比电磁打点计时器实验误差小。打在纸带上的点，记录了纸带运动的时间，如果把纸带跟物体连在一起，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。

2、带分析物体的运动情况并能计算平均速度。

（1）在纸带上相邻两点间的时间间隔均为0.02s（电源频率为50Hz），所以点迹密集的地方表示纸带运动的速度很小。

（2）根据v=△x/△t，求出在任意两点间的平均速度，这里△x可以用直尺测量出两点间的距离，△t为两点间的时间间隔数与0.02s的乘积。这里必须明确所求的是哪两点之间的平均速度。

3、粗略计算瞬时速度。

某点E的瞬时速度可以粗略地由包含E点在内的两点间的平均速度来表示。如图1.4-1，vE≈vDG，或vE=vDF。

说明：在粗略计算E点的瞬时速度时，可利用公式v=△x/△t来求解，但须注意的是，如果取离E点越接近的两点来求平均速度，这个平均速度越接近E点的瞬时速度，但是距离太小会使测量误差增大，应该根据实际情况选取这两个点。

4、v-t图象与其画法

为了更直观地反映物体的运动情况，我们可以用v-t图象来表示速度随时间的变化规律。以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系，根据计算出的不同时刻对应的瞬时速度值，在坐标系中描点，最后用平滑曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v与时间t关系的图象。

5、实验器材

电磁打点计时器（或电火花计时器）及纸带、刻度尺、电源、导线等。

6、注意事项

（1）电源电压要符合要求，电磁打点计时器应使用10V以下的交流电源；电火花计时器要使用220V交流电源。

（2）实验前要检查打点的稳定性和清晰程度，必要时要进行调节或更换器材。（3）使用打点计时器应先接通电源，待打点计时器稳定后再用手拉纸带。（4）手拉纸带时，速度应快一些，以防点迹太密集。

（四）实例探究 ☆打点计时器及应用

［例1］一同学在使用打点计时器时，纸带上点不是圆点而是一些短线，这可能的原因是（）

A．接在直流电源上

B．电源电压不稳 C．电源频率不稳

D．打点针压得过紧 解析：A．接在直流电源上不会打点。A错。

B．打点与电压是否稳定无关，点痕重轻与电压有关。B错。C．频率不同打的点仍为圆点。故C错。

D．打点针压得过紧。针和纸接触时间长，打出一些短线。D正确。答案：D ☆打点计时器直接测量的量

［例2］电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸

带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是（）

A．时间间隔

B．位移

C．加速度

D．平均速度

解析：从打下的纸带上数一下点的个数就知道时间，因为两个点的时间间隔为0.02s.故A选项正确。

用刻度尺量一下任意两个点间的距离，就知道了物体的位移。故B选项正确。从纸带上不能直接得到加速度、平均速度，只可以间接计算。故C、D选项错误。答案：AB ［例3］ 用接在50 Hz 交流电源上的打点计时器，测定小车速度，某次实验中得到一条纸带，如下图所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个记数点，分别标明0、l、2、3、4„„，量得0与 1两点间距离x1=30mm，3与4两点间的距离x2=48mm，则小车在0与1两点间平均速度为

m／s。

解析：0～1两点间的平均速度vx10.030.3m/s T0.1

★课余作业

1、思考P24“说一说”栏目中提出的问题，2、完成P26“问题与练习”中的问题。

3、阅读教材P26“科学漫步”《气垫导轨和数字计数器》短文，思考并回答文后提出的问题。

★“问题与练习”（P26）参考答案

1、电磁打点计时器误差较大。

因为电磁打点时振针与复写纸对纸带的摩擦力较大，而电火花相对阻力较小，另外，电磁打点时容易出现振针压的过紧、过松、复写纸不好用都不易把点打清晰，所以电火花计时器误差较小。

2、解：（1）纸带左端与重物相连。

（2）取离A点最近的两个点，求其两点间的平均速度就可代替A点的瞬时速度。因为在A的附近取的点越近，用平均速度代替A点的速度就越精确，而离A最近的只能是BC两点，所以如此。

3、对甲：物体开始有初速度，方向为正，在运动过程中是大小不变，方向也不变化的，所以甲是匀速直线运动，速度的大小方向都不变，运动方向也不变。

对乙：物体开始初速度为0，向正向运动，到达一定值后大小方向不变，一段时间后速度开始变小，方向不变，直到减为零，而运动方向不变。速度大小变化，方向没变。

4、两相邻点距离与纸带速度有关，速度越大距离越大。两相邻点的时间都是1s，纸带快慢不影响。★教学体会：

思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。★资料袋：

高速摄影与频闪摄影

人们称摄影为瞬间艺术，但只有当高速摄影出现后，才有了真正意义上的瞬间摄影。普通闪光灯持续发光时间可达到1／20000 s，这对于拍摄体育运动等素材是够用了。然而子弹飞行时的速度少说也有数百米每秒，要想抓拍子弹运动的瞬间，曝光时间要用百万分之一秒的数量级。后来人们开始使用激光光源以达到在更短时间中发出更强烈的照明，才能清楚地将它的影像凝固在底片上。

高速摄影有广泛的用途。例如，在汽车的快速碰撞试验的研究中，人们先把碰撞的过程拍摄成电影，然后以很慢的速度放映，以便观察在碰撞期间车身如何变形，从而发现薄弱的那位。又如，某些昆虫具有令人惊叹的飞行技巧，如在急速飞行过程中急剧减速、悬空停住、以不超过其身长的半径转弯等。借助高速摄影技术，可以对它们运动过程中的振翅情况进行研究。

高速摄影甚至在绘画艺术中也发挥了作用。以前谁也没有清楚地见过奔马的四只蹄子到底是如何摆动的，以至于画家们一直凭借主观感觉去画奔马。借助高速摄影技术，人们对此才有了正确的认识。

闪光频闪摄影是借助于电子闪光灯的连续闪光，在一张底片上记录运动物体的连续运动过程的摄影技术。频闪摄影的关键器材是电子频闪灯。当电子频闪灯充足电后，就可以像连发手枪一样，一次紧接一次地频繁闪光。闪光频率越高，底片曝光次数越多，在照片上出现的影像也越多。高频电子频闪灯的闪光频率（每秒钟的闪光次数）可达上百次。用电子频闪灯拍摄频闪照片应选择一个黑色的背景，被摄者距离背景尽可能远些，以避免频闪光照亮背景，或在画面中出现影子，从而影响主体的效果。如果主体距离背景比较近，最好使闪光灯与被摄物体形成侧光和侧逆光的照射角度，被摄物体也最好有明显的轮廓线条，从而防止影像与背景的色调混杂。相机与被摄者的距离要近一些，这是因为设定频闪后，闪光指数会下降很多。

第三篇：《用打点计时器测速度》教学设计文件稿

《实验：用打点计时器测速度》教学设计

一、教材分析

这个实验是高中的第一个实验，对于培养学生学习兴趣以及实验能力都具有重大意义。教材编排：先简单介绍了两种打点计时器的结构及工作原理，然后介绍了使用方法，接着介绍实验数据的处理（瞬时速度的计算及图像法表示速度），最后介绍了当今比较先进的测速度方式（借助传感器用计算机测速度以及用气垫导轨和数字计时器测速度）。整个教材编排按照探究的逻辑顺序编排，有效地解决了探究过程中学生遇到的问题。

二、学情分析

1、知识分析

学生在前面已经知道了有关位移、速度、时间的概念及相关知识点，会求平均速度，理解瞬时速度。

2、能力分析

具有初步的数据记录及处理能力；对探究实验的顺序有初步的认识及计划。

三、教学三维目标

1、知识与技能

（1）了解打点计时器的构造，记住打点计时器工作电压；

（2）熟悉打点计时器使用步骤，会使用打点计时器；

（3）掌握测量瞬时速度的方法，会用图像法。

2、探究过程与方法

教师对学生进行分组，引导学生阅读使用说明，然后学生练习使用打点计时器；接着教师引导学生进行数据的处理；最后由学生进行讨论与反馈实验的优缺点，教师进行点评与深化。

3、情感态度和价值观

让学生经历科学探究的过程，体会科学探究的乐趣，产生学习物理的兴趣。

四、教学重点与难点

1、重点

（1）掌握打点计时器使用步骤；

（2）会计算瞬时速度、能进行数据与图像的转换；

（3）养学习兴趣。

2、难点

计算瞬时速度、图像法

五、教法设计

讲授法：先讲授打点计时器使用方法，之后进行必要的实验思路讲解

分组教学法：对学生进行分组，然后进行实验与讨论

六、教学器材

教学设备：多媒体教室、课件

学生分组实验器材：打点计时器及其相关器材

七、教学过程

1、情景引入：速度计能即时显示物体的运动速度，那没有速度计时你又能如何去获知物体的瞬时速度呢？这节课我们将来学习使用打点计时器以及如何用它来测量物体的瞬时速度。接着介绍频闪照片，并从中启发学生用仪器记录物体的运动。

2、认识打点计时器：介绍两种打点计时器的构造和工作原理，识记其工作电压。

3、练习使用打点计时器：介绍打点计时器的使用方法，并且让学生进行练习使用。

4、测瞬时速度：每个小组都打出若干纸带后，再让他们从中挑选出清晰的纸带进行数据的测量与分析。

用图像法表示速度：引导学生用图像来处理实验数据并作出v-t图像。

5、适当的课堂练习。

（注：过程中不断地在小组间指导各个小组实验。）

八、教学反思

1、本堂课需要对学生进行快速的分组；

2、学生人数比较多，尽量选好组长做代表。

九、自我评价

本堂课主要以学生动手为主，教师引导为辅，充分调动学生的能动性，增加学生的学习兴趣。

第四篇：打点计时器测速度教学设计

1.4《打点计时器测速度》教学设计

【教材分析】

打点计时器是高中一个重要的计时仪器，计时的同时还能记录物体的运动情况，这对高一新生来说是全新的。通过对打点计时器的了解，掌握其使用方法。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。加强对瞬时速度的理解，拉近物理与生活、模型与实际的距离，培养学生从不同角度看同一问题的素养和学生的发散思维。用图像表示物理量的变化，在生活中是十分常见的方法，本书在这方面加强了很多。在过去教材中“用平滑曲线把点连起来”改换为“根据所描点子”的分布和走向尝试用条曲线来“拟合”这些测量点，即将验证性实验换为探究性实验，思路不一样、逻辑线索不一样。此外，让学生体会图象在反映两物理量关系时的优越性。本节内容从知识到能力要求均很高，特别对刚入高中的新生来说有难度，更具有吸引力和挑战性。

一、【教学目标】

1、知识与技能

（1）了解打点计时器的计时原理，会安装并使用打点计时器

（2）理解纸带中包含的物体运动的信息(时间、位置、时刻)，并根据纸带测量物体速度。

（3）明确v-t图象的物理意义、描点法画图象的方法，并能画出该实验中的速度一时间图象从、图象中获取有用的信息．

2、过程与方法

（1）通过实验得出物体的运动信息，用数学方法表述出来，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．

（2）通过画速度一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．（3）体验实验中理性思维的重要，既要动手，更要动脑．了解极限思想在处理模型和实际中的作用。

3、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）体验用图象的方法描述物理现象的乐趣，培养用数学方法处理物理问题的意识、敢于创新和实事求是的科学态度和科学精神．（4）培养合作与交流精神，将自己的见解与他人交流的愿望，养成在合作中既坚持原则又尊重他人的习惯．

二、教学重点、难点：

1、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一时间图象，并从中获取物理信息．

2、教学难点：处理纸带的方法，用描点法画图象的能力．

三、教学方法： 探究法、讲授法、讨论法 教具准备：

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 【教学过程】 [新课导入]

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．在实验中，我们可以使用秒表和尺子，直接测量物体运动的时间和位移，但当物体运动速度太快时，采用这种方法的测量误差较大.而且物体的速度是在不断变化的.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? 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.思考：1.彩笔打出的点能不能准确记录纸带的位置? 2.相邻两点的距离跟牵动纸带的速度有什么关系？

3.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? 【交流与讨论】

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? 学生: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.[新课教学] 教师:我们今天要介绍的打点计时器就是可以精确记录时间间隔和位移的仪器.------引出课题

师：通过预习，书上给我们介绍了哪两种打点计时器？ 生：电磁打点计时器和电火花打点计时器.一、电磁打点计时器

通过学案预习学习大家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.总结: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.【交流与讨论】

电磁打点计时器使用低压交流电源工作，能不能使用直流电源，为什么? 分析总结：原理中是靠电流方向的改变来改变磁铁的磁场方向，从而促使振动片上下振动，并且振动片的振动周期与电源的电流变化周期一致．若使用50 Hz的交流电，打点的时间间隔为0．02 s．这个值正好是电源频率的倒数．若使用直流电振动片将无法振动, 打点计时器将打不出点!

二、电火花打点计时器

通过学案预习学习大家明确电火花计时器的结构,各部分的名称,工作原理及使用方法.总结:电火花打点计时器可以代替电磁打点计时器使用.与电磁打点计时器不同的是: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.实验是纸带的两面可以重复使用,注意降低实验成本.【交流与讨论】从原理上讲两种打点计时器哪种误差更小,为什么? 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器操作简易,安全可靠.【交流与讨论】 打点计时器能记录哪些信息? 时间(时间间隔)和位移 课堂训练： 电磁打点计时器的打点周期取决于(B)A．交流电压的高低 B．交流电的频率 C．永久磁铁的磁性强弱 D．振针与复写纸间的距离

三、练习使用打点计时器 通过学案预习学习指导学生动手练习使用打点计时器，并引导学生思考：纸带上的点与小车位移和时间是如何对应的，怎样将纸带上的点变成相关的数据 【交流与讨论】

教师指导学生引导学生思考下列问题并练习使用打点计时器: 问题1.电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带? 总结:将复写纸套在复写纸定位销上,推动调节片可以调节复写纸位置.将纸带从复写纸圆片下穿过即可.问题2.振针打的点不清晰或打不出点可能有哪些情况?怎样调节? 总结: 1.可能是复写纸该换新的了

2.可能是振动片的振动幅度太小了,可以调节振动片的位置

3.可检查压纸框的位置是否升高而阻碍了振动片使振针打不到纸带上,可将压纸框向下调节到原来的位置

4.可能是振针的位置太高,调节振针直到能打出点为止

5.可能是选择的4—6V的电压太低,可适当调高电压,但不得超过10V 问题3.为什么要先打开电源让打点计时器先工作1—2s再松手打纸带?可不可以先松手再打开打点计时器的电源? 总结: 打点计时器打开电源后要经过一个短暂的时间才能稳定工作,所以应先打开电源让打点计时器工作1—2s后才能松手打纸带.这样做可以减小误差

问题4.打点计时器打完点后要及时关闭电源,这样做有什么好处? 总结:因打点计时器是按照间歇性工作设计的,长期工作会导致线圈发热而损坏

问题5.处理纸带时从某个能看清楚的点开始,往后数出n个点,这些点之间的时间间隔应该怎样确定? 总结:每2个相邻的点之间的时间间隔是0.02s,n个点之间的时间间隔为(n-1)倍的0.02s 问题6.怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度? 先介绍“计时点”和“计数点”（教师画出一条模拟的纸带）：相邻两个计时点间的时间间隔为T=0.02s，同时计时点间的距离也很小，为了减小误差，我们可以选取某些计时点，比如1、2中间隔两个计时点，2、3中间也隔两个，3、4中间还是隔两个，我们给选出的点命名叫计数点.总结:测出两个计数点的距离x,数出两个计数点之间有n段时间间隔,则t=nT.再用公式v=x/t即可计算出平均速度 【课堂训练】

打在纸带上的点，记录了纸带的运动时间．如果把纸带和运动的物体连接在一起，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置．研究纸带上的点子之间的间隔，就可以了解运动物体在不同时间内发生的位移，从而了解物体的运动情况．用简短的语言描述示每条纸带记录的物体的运动情况．

四 用打点计时器测量瞬时速度

思想方法:用某段时间内的平均速度来粗略的代替这段时间内的某点的瞬时速度.所取的时间间隔越接近该点计算出的瞬时速度就越精确.如图:要计算E点的瞬时速度可以用D---E的平均速度来替代,也可以用E—F的平均速度来替代,还可以用D—F的平均速度来替代.这三种方法中D—F包含E点且比较靠近E点,所以用D—F的平均速度来替代E点的瞬时速度是最精确的!学生根据粗略表示某点瞬时速度的方法，选择合适的计数点，测量包含这个点的一段时间内的位移△X，同时记录对应的时间△t，填入课本21页中设计好的表1中．表1中各点附近的平均速度，把它当作计时器打下这些点时的瞬时速度，抄入课本22页表2中．从该表中能粗略看出手拉纸带运动的速度变化情况．

【课堂训练】 如图，打点计时器所用电源的频率为50 Hz，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测出各点问的距离为：AC=14．O mm，AD=25.0 mm．那么由此可以算出纸带在AC间的平均速度为 O.35 m／s，纸带在AD间的平均速度为O.42 m／s；B点的瞬时速度更接近于 O．35 m／s．

五、用图象表示速度

在表2中我们只能粗略得知纸带在有些间断的点的速度.要想知道纸带的速度变化规律我们还要借助于图象，用图象来表示物体的运动速度呢? 【交流与讨论】

总结:在坐标纸上建立直角坐标系,用纵坐标表示物体的运动速度,用横坐标表示时间,根据表2中各个时刻的速度,将(v,t)作为一组坐标在图象中描点,将点连线后得出的图象称为速度---时间图象(v---t图象),简称速度图象.学生实际操作:在坐标纸上建立坐标系描点作图

思考:从根据实际测量数据所描出的点的走向可以大致看出纸带的速度变化规律.在把点连成线的时候我们是用折线来连还是用光滑的曲线来连呢? 【交流与讨论】

总结:速度的变化应该是比较平滑的,所以,如果用一条平滑的曲线来”拟合”这些点应该更符合实际情况.[课堂小结]

指导学生横向比较记忆两种打点计时器的工作电压、工作原理、结构.强调电磁打点计时器的使用步骤.[布置作业]纸带处理并完成实验报告册 主板书：

板书设计

4.1用打点计时器测速度

一、打点计时器种类 ①电磁打点计时器

②电火花打点计时器（1）电磁打点计时器

工作电压：10V以下低压交流电

f=50Hz 表示每隔t=1/f=0.02s 打一个点

结构：

工作原理：

使用步骤：先接通电源，待振针稳定后再开始操作.纸带能直接反映：运动的时间，某时刻对应的位置.（2）电火花打点计时器：

工作电压：220V交变电压，0.02s打一个点

工作原理：

区别：电磁：振针和复写纸

电火花：电火花和墨粉盘

二、练习打点计时器的使用 操作训练

三、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

四、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]

第五篇：《实验：用打点计时器测速度》教案设计

实验：用打点计时器测速度

【教学目标】：(一)知识目标：

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)能力目标：

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．通过实验得出物体的运动信息，用数学方法表述出来．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．通过画速度一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)德育目标：

1、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。

2、培养学生敢于创新和实事求是的科学态度和科学精神。【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。

3、画物体的速度—时间图象。【教学难点】：

1、对纸带数据的处理。

2、画图象的方法。

【教学方法】：探究、讲授、讨论

【教学用具】：多媒体课件、电磁打点计时器、电火花计时器、学生电源、导线、纸带、刻度尺、坐标纸

【教学过程】：

（一）引入

测定物体的速度并不是一件很容易的事情，特别是当物体的运动速度在不停变化时，测定某时刻的速度更是比较困难的，如上下飞舞的蝴蝶，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．今天,我们来学习测量速度的一种方法

(二)新课教学：

1、打点计时器的认识(展示实物)提出问题:

1、打点计时器分为几种,结构上有什么不同?

2、他们在工作要求上,有什么不同? 3 他们是怎么工作的? 学生活动:看课本,观察实验仪器,四个人一组进行讨论.提问学生并总结: 1电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，工作电压为4 V～6 V．当电源的频率是50 Hz时，它每隔0.02 s打一次点．当接通电源时，线圈产生的交变磁场使振动片(由弹簧钢制成)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面不断变化，在永久磁铁的磁场作用下，振动片将上下振动，其振动周期与线圈中的电流变化局期一致，即为0.02s．位于振片一端的振针就跟着上下振动起来，这时，如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列小点。

2电火花计时器：它是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示点迹的计时仪器。当接通220V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50Hz时，它也是每隔0.02s打一次点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔也是0.02s。

学生思考:

1、电磁打点计时器使用低压交流电源工作，大家想一想能不能使用直流电源，为什么? 答案:工作原理中是靠电流方向的改变来改变磁铁的磁场方向，从而促使振动片上下振动，并且振动片的振动周期与电源的电流变化周期一致。若使用50 Hz的交流电，打点的时间间隔为0．02s.这个值正好是电源频率的倒数。

2、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? 答案：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．

2、练习使用打点计时器

提出问题：

1、使用打点计时器，应该按照怎么样的步骤？

2、纸带上的点与小车的位移和时间是如何对应的，怎样将纸带上的点变成相关的数据? 学生活动:看课本 ,四个人一组进行讨论.提问并总结：

1、使用电火花计时器在纸带上打点，安装纸带的方法有两种，一种是用一条纸带从墨粉盘下穿过，打点时墨粉盘不随纸带转动，电火花只将墨粉盘上某一位置的墨粉蒸发到纸带上，打出的点迹颜色较淡，打过一条纸带后要将墨粉盘转一角度再打另一条纸带．学生实验时可采用这一方法．另一种是用两条纸带，将墨粉盘夹在中间，拖动纸带时由于两条纸带的摩擦作用，墨粉盘会随纸带转动，电火花将墨粉盘上不同位置的墨粉蒸发到纸带上，所以打出的点迹颜色较重．墨粉盘上面的一条纸带没有点迹，可重复使用．用一条纸带打点时，纸带与打点计时器之间的摩擦阻力较小，用两条纸带打点时摩擦阻力较大．不管用哪种方法，打完纸带后应立即切断电源．

2、两点之间的时间为0.02秒，n个点之间的时间为0．02*（n-1）

3、用打点计时器测量瞬时速度

提出问题: 根据前面所学的瞬时速度的理论，引导学生怎样计算实际运动中物体的瞬时速度? 学生活动: 讨论怎样获取数据，怎样根据自己的纸带计算不同时刻的瞬时速度并采用列表法有条理的列出。

提问总结: 为了测量打点计时器在打出某个点时纸带运动的瞬时速度，可以测量包括该点在内的两点间的平均速度，用来代替瞬时速度。这两点离该点越近，平均速度越接近该点的瞬时速度。然而，两点距离过小则测量误差增大，须根据实际情况选取这两个点。胜一筹

4、用图象表示速度

提出问题:1那么怎样用图象来表示物体运动的速度呢? 2 对描出的点应该怎么样进行处理才能得到我们所要的图像? 学生活动:四个人一起看书进行讨论.提问并总结:.在方格纸上建立直角坐标系，用纵坐标表示物体运动的速度，用横坐标表示时间，根据表中各时刻的速度．将(v，t)作为一组坐标在图象中描点，将点连线后得出的图象称为速度一时间图象(v—t图象)，简称速度图象．

学生思考: 百米赛跑时运动员的速度从始至终是不变的吗?如果有变化，你估计是怎样变化的?某位运动员的百米赛跑的成绩是10．57s，按照你的估计画出他在这段时间的v—t图象的草图.百米赛跑时运动员的速度是有变化的，运动员从静止开始，速度很快增大，冲刺阶段的速度达到最大。没有受过训练的同学跑百米，他在起始阶段速度增大的过程要长些，最大速度也比不过运动员，到终点时速度还可能有下降趋势，v

－t图象的形状是不同的。(三)巩固练习当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点迹。下列关于纸带上点迹的说法中正确的是（）

A.点迹记录了物体运动的时间

B.点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移 C.纸带上点迹的分布情况反映了物体的质量和形状 D.纸带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况

解析 打点计时器每隔一定的时间（当电源频率为50Hz时，打点的时间间隔为0.02s）打下一个点，因而点迹记录了物体运动的时间，也记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移；点迹的分布情况反映了物体的运动情况，而不能反映物体的质量和形状。正确选项为A、B、D。通过打点计时器得到的一条打点纸带上，如果点子的分布不均匀，那么是点子密集的地方纸带运动速度比较大，还是点子稀疏的地方纸带运动速度比较大？为什么？

解析 打点计时器打点的时间间隔△t保持不变，点子稀疏的地方△x大，从而纸带的运动速度比较大。某次打点计时器在纸带上依次打出A、B、C、D、E、F等一系列的点，测得距离AB=11.0mm, AC=26.5mm, AD=40.0mm, AE=48.1mm, AF=62.5mm。通过计算说明在打A、F点的时间间隔内，纸带是否做匀速直线运动。如果是，则求速度；如果不是，则求平均速度。已知打点时间间隔为0.02s。

解析

AB=11.0mm, BC=AC－AB=15.5mm, CD=AD－AC=13.5mm, DE=AE－AD=8.1mm, EF=AF－AE=14.4mm, 各段距离不等，说明在打A、F点的时间间隔内，AF62.5103纸带不是做匀速直线运动。vm/s=0.625m/s。t0.0254 如图1－23为某次实验时打出的纸带，打点计时器每隔0.02s打一个点，图中O点为第一个点，A、B、C、D为每隔两点选定的计数点。根据图中标出的数据，打A、D点时间内纸带的平均速度有多大？打B点时刻纸带的瞬时速度有多大？计算的依据是什么？你能算出打O、D点时间内纸带的平均速度吗？为什么？

解析 AD段的平均速度 vADAD43.2515.50cm/s=231.25cm/s。tAD0.0223图1－23 当时间间隔很短时，可以用平均速度代替瞬时速度，故B点的瞬时速度

vBAC32.5015.50cm/s=212.50cm/s。tAC0.0222无法算出OD段的平均速度，因为不知道O、D间有多少个点，因而不知道OD段的时间间隔。使用打点计时器时，如果发现纸带上打出的点不清晰，那么可能是什么原因？如何采取措施？

解析 点迹不清的原因及应采取的措施主要有：

（1）复写纸使用过久，可调整复写纸位置，或更换复写纸；（2）电源电压过低，导致打点太轻，可适当提高电源电压；（3）振针位置偏高，同样会导致打点太轻，可适当调低振针。图1－24是两个匀速直线运动的位移图象。哪条直线所表示的运动的速度大?各是多大？

解析 直线②比较陡，其斜率大，故直线②所表示的运动的速度大。以v1、v2分别表示直线①、直线②所表示的运动的速度，则v1x26m/s=2m/s。t23(四)小结：略

(五)作业：课本第2,3,4题(六)板书设计：

§1.4 实验：用打点计时器测速度

x16m/s=1m/s, t16v21．电磁打点计时器：靠电磁感应带动探针振动通过复写纸打点 2．电火花计时器：靠产生电火花放电蒸发墨粉打点 3．计时器的使用：注童使用方法和领悟注童事项

4．测量瞬时速度：用包含某点在内的一段时间内的平均建度粗略表示该点的瞬时速度

5．速度时间图象：以时间为横轴，速度为纵轴，描点连线作图象．