1.3 位置变化快慢的描述-速度（第2课时） 讲义 -2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册.docx

运动的描述

第3节位置变化快慢的描述—速度

第2课时用打点计时器测速度

【学习目标】

素养类别

学习目标

物理观念

1. 学生能形成运用打点计时器测量物体速度的基本观念，理解通过纸带点迹获取物体运动信息的原理，构建从实验现象到物理量测量的思维体系。

2. 基于实验数据处理和图像绘制，深化对速度、平均速度、瞬时速度等概念的理解，明确其在描述物体运动状态中的作用，构建清晰的运动描述物理观念。

科学思维

1. 在实验过程中，引导学生思考打点计时器的工作原理、纸带点迹与物体运动的关系，培养逻辑推理能力，学会从实验现象中抽象出物理规律。

2. 处理纸带数据时，通过运用取平均速度近似计算瞬时速度的方法，让学生体会极限思维；绘制v-t图像并分析其变化趋势，提升运用数学工具进行科学推理和论证的能力。

3. 鼓励学生对实验过程和结果进行质疑和反思，培养批判性思维，能发现问题并尝试提出改进方案。

科学探究

1. 学生亲自参与实验操作，经历提出问题（如何用打点计时器测速度）、设计实验（选择实验器材、确定实验步骤）、进行实验（安装装置、操作打点计时器、获取纸带）、收集证据（测量纸带数据）、分析论证（计算速度、绘制图像）等科学探究过程，掌握科学探究的基本方法和流程。

2. 在小组合作完成实验和比赛的过程中，培养团队协作能力和沟通交流能力，学会在探究中分工合作、共同解决问题。

3. 引导学生对实验误差进行分析和评估，尝试改进实验方案以减小误差，培养学生的科学探究精神和创新能力。

科学态度与责任

1. 通过实验操作和数据处理，培养学生严谨认真、实事求是的科学态度，要求学生如实记录实验数据，尊重实验结果，不篡改数据。

2. 在实验比赛环节，激发学生的竞争意识和学习积极性，同时让学生认识到科学研究中的竞争与合作并存，培养学生的责任感和集体荣誉感。

引导学生关注物理实验在科学研究和实际生活中的应用，如汽车安全性能测试、运动员运动数据分析等，增强学生将物理知识应用于实际的意识和社会责任感

【知识导览】

【重难点分析】

（一）教学重点

打点计时器的工作原理和使用方法。

纸带数据的处理方法，包括瞬时速度的计算和v-t图像的绘制。

（二）教学难点

理解用相邻计数点间平均速度来近似计算瞬时速度的原理。

对v-t图像的理解和应用，通过图像分析物体的运动状态。

【教学过程设计】

课程导入

播放一段汽车加速过程的视频，提问学生：“如何精确知道汽车在加速过程中不同时刻的速度呢？”引导学生思考测量速度的方法，激发学生的好奇心和探索欲。

展示打点计时器实物，介绍它在研究物体运动速度方面的重要作用，引出本节课的主题——用打点计时器测速度，让学生对本节课的学习内容有初步的了解和期待。

知识新授

打点计时器介绍：

电磁打点计时器利用电磁感应原理工作。当给其接入4-6V低压交流电时，线圈产生周期性变化的磁场，振片在磁场力作用下以50Hz的频率振动，即每0.02秒振动一次。振片一端的振针随之上下振动，下压时在复写纸上留下痕迹，从而在纸带上打出一系列等时间间隔的点。电火花打点计时器则是利用220V交流电产生的高压脉冲，通过放电针与墨粉纸盘之间的火花放电，在纸带上留下点迹，同样以0.02秒的间隔打点。这种稳定的打点频率为后续测量时间提供了精准的基准。

将电磁打点计时器和电火花打点计时器放在讲台上，用投影仪进行投影，方便学生观察其外观，各个部件，感受其构造。利用PPT展示打点计时器内部构造的详细图片，对照实物，详细讲解各个部分的名称和功能，如振针、复写纸、限位孔等。结合动画演示，生动形象地讲解电磁打点计时器振针在低压交流电作用下，每0.02秒下压复写纸打出点迹的原理；以及电火花打点计时器利用火花放电在纸带上打出点迹的原理。对比两种打点计时器，从工作电压（电磁打点计时器4-6V低压交流电，电火花打点计时器220V交流电）、打点周期（均为0.02秒，因为工作频率都是50HZ）等方面进行详细比较，让学生清晰地认识到它们的异同点，加深对打点计时器的理解。

实验操作演示：在讲台上放置好实验装置，包括打点计时器、长木板、小车、纸带、细线、钩码等。邀请一位学生上台协助，教师边操作边详细讲解实验装置的安装步骤。在固定打点计时器时，强调要安装稳固，避免在实验过程中晃动影响实验结果；讲解纸带的正确穿法，确保纸带能够顺利通过限位孔，且不与其他部件摩擦；展示复写纸的放置位置，让学生明白复写纸的作用是使纸带上留下点迹。连接好装置后，向学生强调操作过程中的关键注意事项，如必须先接通电源，待打点稳定后再释放小车；实验结束后，要先断开电源，再取下纸带。随后，接通电源，释放小车，打出一条纸带。将打出的纸带展示给学生，让学生直观地看到纸带上的点迹，引