高中物理 第一章第四节《打点计时器》教学设计 新人教版必修1.docx
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高中物理第一章第四节《打点计时器》教学设计新人教版必修1
2019-2020年高中物理第一章第四节《打点计时器》教学设计新人教版必修1
一、概述
《用打点计时器测速度》是普通高中课程标准试验教科书物理必修1中第一章第四节。
本课是高中阶段的第一堂涉及实验的课程,讲解了两种打点计时器的构造、工作原理和使用方法。
本次试验的学习能够使学生养成良好的实验习惯和实验态度,培养学生多想、多看、多动手的能力。
二、教学目标
1、知识与技能:
(1)掌握打点计时器的工作原理及其使用方法。
(2)理解纸带中包含的物体运动的信息(时间、位移),掌握对纸带上记录的原始数据进行处理的能力。
(3)明确速度一时间图象的物理意义,描点法画图象的方法,并画出该实验中的速度一时间图象,能从图象中获取有用的信息。
(4)能测定平均速度,画出v-t图象,通过图象来分析物体的运动情况。
2、过程与方法:
(1)能分析、处理实验过程中出现的问题。
(2)能通过画v-t图象处理数据即学会运用数学方法处理物理问题。
(3)掌握建立图像的一般规律,了解用图象研究物理问题的方法。
(4)掌握在极短的时间内物体的瞬时速度近似等于这段时间内的平均速度这一近似方法。
3、情感、态度和价值观:
(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及敢于创新和实事求是的科学态度和科学精神。
(4)培养合作与交流的精神,有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。
三、学习者特征分析:
1、学生是刚进入高一的青少年,思维活跃,有一定的独立思考处理问题的能力。
2、学生在初中阶段通过物理基本知识的学习,对物理已经有了初步的了解与认识。
3、本节课为高中第一节实验课,经过本次课堂的学习学生对于物理世界会有了一个新的认识和渴望发现。
4、学生在将理论与实践相结合的方面仍有所欠缺,需在教学过程中得到加强。
四、教学重点、难点及其策略:
1、教学重点及其教学策略:
重点:
打点计时器的使用方法。
策略:
通过实验探索、观察思考和实际演练来加深理解。
2、教学难点及其教学策略:
难点:
对纸带上记录的原始数据进行处理。
测定瞬时速度,画出v-t图象,并通过图象来分析物体的运动情况。
策略:
采用边讲边做的方式,遇到问题让学生多思考,激发他们探究的热情,并引导学生试着解决这些问题。
教师加强示范作用,学生规范训练。
五、教学资源
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.
六、教学设计
教师活动
学生活动
点评
1.引入新课:
打点计时器首先是一种计时仪器。
提问:
中国作为世界四大文明古国之一,发明计时器的历史很悠久。
从古至今你知道哪些计时器?
日晷是利用阳光投影的计时器,
壶漏又称漏壶是用漏水的方法,观测“刻箭”的昼夜计时器。
日晷、壶漏、手表、大钟、体育比赛中用的电子计时器、原子钟-----
通过对文明古国计时史的介绍以及新中国原子钟的发明来增强对祖国的热爱
中国虽然在很早就发明了各种计时仪器,走在世界的前列。
然而却在世界科技蓬勃发展的清代却没有抓住机遇,没有大的建树,基本是仿造国外的各种计时器。
为什么?
自大
对科学技术不重视
没有安定的社会环境
对于我们学生来讲就不能骄傲自大,要相信科学技术反对迷信,同时也要珍惜目前良好的社会环境,学好本领,将来为祖国建设贡献自己的力量。
下面介绍国外两位与计时器发展有关的重要人物
1、意大利科学家伽利略Galileo1564---1642
(1583年伽利略发现了著名“摆的等时性学说”继而发明了动摆,被用作钟的调节器)
2、荷兰物理学家惠更斯Huygens1629---1695
(1656年惠更斯成功地制作了第一个有摆的钟)
介绍伟大科学家,使学生能有伟大的梦想,激发他们对学习的热情。
今天我们就来研究一种新的计时器,它就是
打点计时器
讲授新课
1、打点计时器的构造:
下面让我们来认识一下打点计时器(用实物投影仪展示两种打点计时器)并对照讲解打点计时器的结构以及各个组成部分的名称。
一边听、一边看、
一边认、一边想、
一些活泼、好动的学生会提出各种问题,教师要及时帮助学生解决认知过程中产生的各种疑问,保护他们对未知知识的追求热情。
2、打点计时器的原理
打点计时器是怎么工作的呢?
展示附图2
当线圈通以50赫的交流电时,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而不断变化,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周期一致,振动片的一端装有打点针,当纸带从针尖下通过时。
便打上一系列点。
这就是打点计时器的原理。
小组讨论,学生代表回答。
学生回答、补充。
学生回答、补充、纠正。
这里可以采用教师边诱导,学生边回答的方式。
同学们你们知道:
相邻点之间对应的时间为多少?
5个间距对应的时间为多少秒?
相邻点之间对应的时间为0.02秒。
5个间距对应的时间为0.10秒。
及时表扬回答正确的学生,对于回答有误的学生也要鼓励
思考:
1、可不可以用稳恒直流电?
为什么?
2、可不可以用100赫的交流电?
如果可以那相邻点之间对应的时间为多少?
不可以,振动片不会上下振动,
可以,时间为0.01秒
3、打点计时器的操作
教师边讲解、边操作
1安装好复写纸并将打点计时器固定在桌子边缘或铁架台上。
②将纸带穿过限位孔并从复写纸圆片下穿过。
③将打点计时器接入50Hz交流电源,从交流4V开始,观察振动片振动情况,若振动片振幅较小,再升高电压至6V。
打点计时器工作,待1~2s再拖动纸带打出点。
观察点迹是否清晰,打完点后,立即关闭电源。
学生先认真观察、认真听讲、然后再自己动手操作。
肯定会出现:
纸带上打不出点或点迹颜色过淡,那可以先请学生自己尝试着解决实验过程中出现的各种问题
教师应知:
在纸带上打不出点或点迹颜色过淡情况下,纠正的对策大致有三种:
1、电源电压较低(4V)情况下,可适当调高;2、调整复写纸位置或更换复写纸;3、调整打点计时器。
振动片没有工作在共振情况下。
可拧松螺钉,适当调整振动片位置,紧固后观察振幅,若达到或接近共振状态即可正常工作。
如果振动片振动较大仍打不出点,可调整振针的位置,直至打出点为止。
若振针向下调节过长,则打点针打点的声音过大,且易出现双点,调节时要仔细,有的学生可能将打点计时器错接到学生电源的直流电源上(非稳压电源),也能在纸带上打出点迹,这是因为直流输出为单向脉动电流,频率为100Hz,会导致数据处理时发生错误。
4、利用打点计时器测瞬时速度:
什么是瞬时速度?
如何测瞬时速度?
教师讲解:
在极短的时间内物体的瞬时速度近似等于这段时间内的平均速度。
你认为极短的时间是多少?
学生回答、补充。
学生回答、补充、纠正
(0.02秒,0.10秒都可以看成是极短的时间)
学生回答调动他们的积极性
此关系一定要认真讲解。
D、F两点的时间极短,故可以将D、F间的位移S除以时间t,认为是E点的瞬时速度V
学生分别每隔0.10算出该点的瞬时速度V,并填写在相应的表格内。
注意长度测量的误差、有效数字问题
如何作v-t图象?
学生回答、补充。
学生回答、补充、纠正
教师要耐心的听、及时表扬
教师总结画图步骤:
1、画出纵横坐标
2、选择合适的单位
3、确定合适的最小分度
4、对照表格在坐标纸上描出点
5、用一条平滑的曲线来“拟合”描出的各点
(教师在学生实际演练的过程中要及时巡视,发现问题及时纠正,如果问题具有普遍性那要及时讲评。
)
学生自己动手按步骤进行实验
画好v-t图象及时利用实物投影仪进行交流,并由学生进行点评。
画v-t图象时,横轴、纵轴单位长度的确定要根据实验数据的最大值、最小值合理选取,使描绘的图象v-t能充满坐标平面的大部分空间。
教师再进行最后点评。
本课小结:
1、打点计时器的构造
2、打点计时器的原理
3、打点计时器的操作
4、利用打点计时器测瞬时速度:
5、如何作v-t图象?
学生回答、补充。
学生回答、补充、纠正
可以让学生自己归纳总结,有不到之处教师再帮助总结。
布置作业
1、认真复习《利用打点计时器测瞬时速度》的各个知识点
2、完成实验报告
4实验:
用打点计时器测速度
1、打点计时器的构造4、利用打点计时器测瞬时速度
2、打点计时器的原理在极短的时间内物体的瞬时速度近似等于这段时间内的平均速度
3、打点计时器的操作5、如何作v-t图象
七、教学总结
正如设计思路中所谈到的一样,本课是高中阶段的第一堂涉及实验的课程,而且一个是既重要又较难的实验,上好本堂课是很不容易的,请注意以下几个关键点:
1、打点计时器的原理及数据处理。
2、教师要能熟练处理实验过程中出现的各种问题。
(如:
打不出点或点迹颜色过淡等)
3、如何作好v-t图象?
及作图的一般步骤。
附表:
手拉纸带的速度—时间图象
实验:
用打点计时器测速度
距离d/m
时间t/s
速度v/(m·s-1)
作图(或粘贴坐标纸)
2019-2020年高中物理第一章走进物理课堂之前导学案新人教版必修1
物理
(1)
导学案
走进物理课堂之前
学习目标:
1、了解物理问题的研究策略
2、培养学习物理的科学态度
3、激发学习物理的兴趣
知识链接:
频闪仪的使用方法
学习内容:
阅读课本1—5页
学法指导:
第一阶段:
独立阅读、思考后得出结论
第二阶段:
与同桌交流优化结论
学习小结:
把学习感受和所得结论表达出来
达标检测:
1、研究落体运动规律的思路是什么?
2、历史上哪些人对落体运动规律进行过研究?
物理学与人类文明
学习目标:
1、了解物理学的研究对象及学科特点
2、了解物理学的意义
3、了解物理学发展史
4、激发学习物理的兴趣
知识链接:
1、初中阶段物理课程的主要内容是些什么?
2、实际生活、生产中有哪些现象、技术与物理学有关?
学习内容:
阅读课本1—7页
学法指导:
第一阶段:
独立阅读、思考后得出结论
第二阶段:
与同桌交流优化结论
学习小结:
把学习感受和所得结论表达出来
达标检测:
1、物理学的研究对象是什么?
2、物理学是一门___________,也是一门____________、__________________的科学,在物理学研究中形成的_____________________、_____________和________________,已经越来越广泛地应用于其他学科,进而极大地丰富了人类对___________________,极大地推动了_________________________,极大地促进了______________________________________。
3、物理学对科学技术的影响有哪些?
4、物理学在促进社会进步方面有哪些贡献?
5、物理学在改变人的思维观念方面有哪些作用?
质点参考系和坐标系
学习目标:
1、知道质点、参考系的概念
2、理解物体能被视为质点的条件并能判定哪些物体能看作质点
3、能用直线坐标系描述物体的位置及位置变化
4、掌握理想化方法的基本思想
知识链接:
1、地球的半径是多少?
2、日地距离是多少?
学习内容:
阅读课本8—11页
学法指导:
第一阶段:
独立阅读、思考后完成第11页问题与练习
第二阶段:
与同桌交流学习结果
学习小结:
把学习重点、难点书面表达出来
达标检测:
1、_______________________________________称为机械运动,机械运动是自然界中最简单、最基本的一种运动形式。
2、在以下两种情况下物体能被视为质点:
(1)____________________________;
(2)______________________________________。
3、参考系是为了描述物体的运动而预先________________的物体,同一个物体的同一个运动过程,选择不同的参考系,观察结果_______________。
4、在研究下述运动时,能把物体看作质点的是()
A.研究地球的自转 B.研究乒乓球的旋转
C.研究火车从北京运行到上海D.研究悬挂的轻绳下系着的小钢球的摆动
5、下列情况中,可以将所研究的物体抽象成质点模型的是()
A.裁判员研究跳水运动员在空中的翻滚动作,人可看成质点
B.研究“和谐号”火车全程运行的平均速度,车可看成质点
C.研究自转中的地球的转动快慢,地球可看成质点
D.教练员研究乒乓选手发球时球的旋转,球可看成质点
6、在研究物体的运动时,下列研究对象中不可以当做质点处理的是()
A.中国网球女双队员李婷、孙甜甜在第28届雅典奥运会上获得金牌,在研究她们发出的网球时
B.研究雅典奥运会首金得主――杜雨打出的子弹时
C.研究哈雷慧星绕太阳公转时D.用GPS定位系统研究汽车的位置时
7、研究下列问题时,可以把物体看成质点的是()
A.研究火车通过黄河铁路大桥所用的时间B.研究人在汽车上的位置
C.研究汽车从天津到北京的时间D.研究汽车通过某一路标所用的时间
8、下列关于质点的说法中正确的是()
A.只有体积很小的物体才能看成是质点B.有很小的物体才能看成是质点
C.质点一定代表一个小球
D.当物体大小远小于运动的距离时,可以把物体看成质点
9、在研究下述运动时,能把物体看作质点的是()
A.研究绕地球飞行的航天飞机 B.研究汽车后轮上一点的运动情况的车轮
C.研究在水平推力作用下沿水平地面运动的木箱
D.研究小孩沿滑梯下滑E.手榴弹被抛出后的运动轨迹
F.对于汽车的后轮,在研究车的牵引力来源时
G.地面上放一只木箱,在上面的箱角处用水平力推它,在研究它是先滑动还是先翻转时。
H.研究乒乓球运动员在比赛过程中打出的乒乓球
I、研究子弹的弹道曲线时,可将子弹看成质点。
J、研究调整飞船的飞行姿态时,可将飞船看作质点。
10、某校高一的新同学分别乘两辆汽车去市公园游玩。
两辆汽车在平直公路上运动,甲车内一同学看见乙车没有运动,而乙车内一同学看见路旁的树木向西移动。
如果以地面为参考系,那么,上述观察说明()
A.甲车不动,乙车向东运动B.乙车不动,甲车向东运动
C.甲车向西运动,乙车向东运动D.甲.乙两车以相同的速度都向东运动
11、甲、乙、丙三架观光电梯,甲中乘客看高楼向下运动,乙中乘客看甲向下运动,丙中乘客看甲、乙都向上运动,这三架电梯相对地面运动情况可能是()
A.甲向下、乙向下、丙向下B.甲向下、乙向下、丙向上
C.甲向上、乙向上、丙向上D.甲向上、乙向上、丙向下
12、小说《镜花缘》第七十九回中,宝云问奶公:
“家乡有什么趣闻?
”奶公说:
“前几天刮了一阵大风,把咱们家的一口井忽然吹到墙外去了……”你认为,对“井在运动”的参照物判断,错误的是()
A.井B.奶公C.墙D.风
13、关于参考系的选择,以下说法中正确的是()
A.参考系必须选择静止不动的物体 B.任何物体都可以被选作参考系
C.参考系就是不动的物体 D.参考系必须是和地面连在一起的物体
§2时间和位移
学习目标:
1、能区分状态量和过程量
2、能区分矢量和标量
3、能区分时间和时刻
4、能区分位移和路程
5、能运用直线坐标系分析直线运动的位置和位移
知识链接:
1、怎样建立直线坐标系?
2、什么是路程?
学习内容:
阅读课本12—14页
学法指导:
第一阶段:
独立阅读、思考后把存在问题书面表达出来
第二阶段:
完成第14页问题与练习
第三阶段:
独立完成达标检测
第四阶段:
与同桌交流优化结论
学习小结:
把学习感受和存在问题表达出来
达标检测:
1、什么是状态量?
什么是过程量?
2、哪些物理量是状态量,哪些物理量是过程量?
3、什么是矢量?
矢量的运算遵循什么原则?
4、哪些运动位移和路程在数值上相等?
5、下列物理量中,属于矢量的是()
A.质量B.时间C.路程D.速度
6、下列描述中,属于时刻的有()
A、第三秒内;B、第二节课;C、曲靖至昆明的城际列车13点离站;D、5秒内
7、a、b、c三个质点在x轴上运动,它们的位移—时间图象如图所示,下列说法正确的是()
A、在0~t3时间内,三个质点位移相同
B、在0~t3时间内,质点c的路程比质点b的路程大
C、质点a在时刻t2改变运动方向,质点c在时刻t1改变运动方向
D、在t2~t3这段时间内,三个质点运动方向相同
8、下列说法中正确的是(、)
A、对同一运动物体,位移和路程二者大小一定相等
B、对同一运动物体,位移和路程二者大小一定不相等
C、位移是矢量,路程是标量
D、位移是标量,路程是矢量
9、某同学在水平路面上先向北行走30米,再向东行走40米。
该同学整个过程中走过的路程是___________米,所发生的位移是__________米,位移的方向是_______________。
10、某同学沿半径为10米的圆弧形路线(如图中实线)从A点运动到B点的过程中,所通过的路程是__________米,所发生的位移是__________米。
11、一个小球从离地10米高处落下,与地碰撞后反弹到离地4米高处,在此过程中小球所通过的路程是____________米,位移是__________米,位移方向___________。
12、某同学的家到学校的直线距离为1000m,但他从家出发步行到学校,要先向东走400m,然后再向北走600m,最后再向东走400m才能到达学校,如图所示。
则他从家到学校的位移大小为m,走过的路程为m。
§3运动快慢的描述——速度
学习目标:
1、会通过位置坐标的变化量计算位移
2、知道描述运动快慢的两种方法
3、知道速度的概念及匀速度直线运动速度的定义
4、掌握比值法定义物理量的过程及特点
5、了解平均速度的定义方法——等效法,掌握平均速度的计算方法。
6、能区分平均速度和瞬时速度,能区分速度和速率。
7、理解匀速直线运动的定义。
知识链接:
1、什么是位移?
2、怎样计算变化量?
学习内容:
阅读课本15—18页
学法指导:
第一阶段:
独立阅读、思考后把存在问题书面表达出来
第二阶段:
完成第18页问题与练习
第三阶段:
独立完成达标检测
第四阶段:
与同学交流优化结论
学习小结:
把学习感受和所得结论表达出来
达标检测:
1、匀速直线运动的位移与时间有什么关系?
2、平均速度是矢量还是标量?
3、推导1m/s等于多少km/h?
4、平均速度与瞬时速度的关系是什么?
5、为提高百米赛跑运动员的,教练员分析了运动员跑百米全程的录相带,测得:
运动员在前7s跑了61m,7s末到7.1s末跑了0.92m,跑到终点共用10.8s,则下列说法错误的是()
A.运动员在百米全过程中的平均速度是9.26m/sB.运动员在前7s的平均速度是8.71m/s
C.运动员在7s末的瞬间时速度约为9.2m/sD.无法知道运动员在7s末的瞬间时的速度
6、子弹以900m/s的速度从枪筒射出,汽车在北京长安街上行驶,时快时慢,20min行驶了18km,汽车行驶的速度是54km/h,则()
A.900m/s是平均速度B.900m/s是瞬时速度C.54km/h是平均速度D.54km/h是瞬时速度
7、2001年11月28日,在纽约举行的世界杯游泳比赛中,我国女蛙王罗雪娟在50m蛙泳比赛中,以30秒68获得金牌.高科技记录仪测得她冲刺终点的速度为40m/s.则她在50m的运动中平均速度约为()
A.20m/sB.1.63m/sC.4.0m/sD.1.70m/s
8、我国运动员刘翔获得雅典奥运会110米栏冠军,成绩是12秒91在男子110米跨栏中夺得金牌,实现了我国在短跑中多年的梦想。
是亚洲第一人。
刘之所以能够取得冠军,取决于他在110米中的()
A.某时刻的瞬时速度大B.撞线时的瞬时速度大
C.平均速度大D.起跑时的加速度大
9、短跑运动员100m赛跑中,测得5s末的速度是9ms-1,10s末到达终点时速度是10.2ms-1。
则运动员在全程内的平均速度是()
A、9ms-1;B、9.6ms-1;C、10ms-1;D、10.2ms-1。
10、我国著名的田径运动员刘翔多次在国际比赛中为国争光。
在奥运会的110m栏的决赛中,终点处有一站在跑道侧面的摄影记者用照相机给他拍摄最后冲刺的身影,摄影记者使用的照相机的光圈(控制进光量的多少)是16,快门(曝光时间)是s,得到照片后测得照片中刘翔的身高为h,胸部模糊部分的宽度为L,已知刘翔的身高为H。
由以上数据可以知道刘翔的()
A.110m栏成绩B.冲线速度
C.110m内的平均速度D.110m栏比赛过程加速度的大小
11、物体通过两个连续相等位移的平均速度分别为v1=10m/s,v2=15m/s,则物体在整个运动过程中的平均速度是()
A.12.5m/s B.12m/sC.12.75m/s D.11.75m/s
12、沿平直公路行驶的汽车,在开始的1km位移内的平均速度大小为2m/s,紧接着的1km位移内的平均速度大小为3m/s,则在这两千米位移内的平均速度大小为___m/s,合________km/h。
13.做变速直线运动的物体,若前一半时间的平均速度为v1,后一半时间的平均速度为v2,则它在全程的平均速度是。
§4用打点计时器测速度
学习目标:
1、掌握两种打点计时器的结构和使用方法
2、能用极限方法测量纸带上各点对应的瞬时速度并绘出速度图像
3、掌握匀速直线运动的速度图像特点
知识链接:
1、平均速度是怎样定义的?
2、图像产生的步骤有哪些?
学习内容:
阅读课本15—18页
学法指导:
第一阶段:
独立阅读、思考后把存在问题书面表达出来
第二阶段:
与同学交流优化结论
第三阶段:
完成第18页问题与练习
第四阶段:
独立完成达标检测
第五阶段:
与同学交流改错
学习小结:
把学习感受和所得结论表达出来
达标检测:
1、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.平均速度D.瞬时速度
2、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
3、在如图所示打点计时器实物图中标出各部分的名称。
4、关于计数点的下列说法中,不正确的是()
A.用计数点进行测量和计算,既方便,又可减少误差
B.相邻计数点
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- 打点计时器 高中物理 第一章第四节打点计时器教学设计 新人教版必修1 第一章 第四 打点 计时器 教学 设计 新人 必修