高中物理實驗教案集 物理教案_第1頁
高中物理實驗教案集 物理教案_第2頁
高中物理實驗教案集 物理教案_第3頁
高中物理實驗教案集 物理教案_第4頁
高中物理實驗教案集 物理教案_第5頁
已閱讀5頁,還剩194頁未讀 繼續免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

高中物理實驗教案集物理教案

(高中物理必修一)

實驗一:《用打點計時器測速度》教案

一、教材分析

打點計時器是高中一個重要的計時儀器,計時的同時還能記錄物體的運動情況,這對高一新生來說是全新的。通過對打點計時器的了解,掌握其使用方法。平均速度和瞬時速度是本節的難點,教材用極限的思想,從平均速度過渡到瞬時速度。加強對瞬時速度的理解,拉近物理與生活、模型與實際的距離,培養學生從不同角度看同一問題的素養和學生的發散思維。用圖像表示物理量的變化,在生活中是十分常見的方法,本書在這方面加強了很多。在過去教材中“用平滑曲線把點連起來”改換為“根據所描點子”的分布和走向嘗試用條曲線來“擬合”這些測量點,即將驗證性實驗換為探究性實驗,思路不一樣、邏輯線索不一樣。此外,讓學生體會圖象在反映兩物理量關系時的優越性。本節內容從知識到能力要求均很高,特別對剛入高中的新生來說有難度,更具有吸引力和挑戰性。

二、教學目標

(一)知識與技能

1.了解兩種打點計時器的結構和工作原理。

2.會安裝并使用打點計時器。

3.理解根據紙帶測量速度的原理并測量瞬時速度。

4.明確速度—時間圖象的意義,描點法畫圖象的方法,并畫出該實驗中的速度—時間圖象。

(二)過程與方法

1.通過學生自己看打點計時器的說明書,培養學生獨立學習的能力。

2.通過對紙帶的處理過程培養學生獲取信息、處理信息的能力,體會處理問題的方法,領悟如何間接測一些不能直接測量的物理量的方法。

3.通過畫速度—時間圖象培養學生用圖象法處理數據的能力,體驗數學工具在物理發展中的作用。

4、體驗實驗中理性思維的重要,既要動手,更要動腦。

1

(三)情感、態度與價值觀

1.感覺打點計時器的巧妙設計思路,體會物理原理在解決實際問題中的指導作用,增強將物理知識應用于生活實際的意識。

2.經歷實驗過程,體驗科學實驗過程的艱辛與喜悅,并樂于探索自然界的奧妙。

3.培養學生敢于創新和實事求是的科學態度和科學精神。

三、教學重點

1.打點計時器的使用。

2.由紙帶計算物體運動的瞬時速度。

3.畫物體的速度—時間圖象。

四、教學難點

1.對紙帶數據的處理

2.畫圖象的方法。

五、教學方法

教師啟發、引導,學生自主閱讀、思考,親自動手實驗,并討論、交流學習成果。

六、教學過程

(一)課前活動

教師活動:課前布置學生預習本節實驗。

學生活動:學生看書明確實驗的各項任務及實驗儀器。

(二)進行新課

1、對“打點計時器的認識”的學習

教師活動:教師布置學生對照儀器看說明書,引導學生注意其重點部分

學生活動:觀察打點計時器并閱讀其使用說明書,明確兩種打點計時器的結構、各

部分的名稱、工作原理及使用方法。

教師活動:指導學生動手練習使用打點計時器,并引導學生思考:紙帶上的點與小

車的位移和時間是如何對應的,怎樣將紙帶上的點變成相關的數據。

學生活動:動手練習使用打點計時器,打出幾條紙帶,討論怎樣獲取數據,并用列

表格的形式把數據列出。

教師活動:聆聽學生回答,進行點評和指導。

學生活動:思考20頁的思考與討論:怎樣根據紙帶上的點跡計算紙帶的平均速度?

如果紙帶上的點跡分布不均,那么,點跡密集的地方表示運動的速度較

2

大還是較小?

教師活動:聆聽學生回答,進行點評。

2、用打點計時器測量瞬時速度

教師活動:根據前面所學的瞬時速度的理論,引導學生怎樣計算實際運動中物體的

瞬時速度。教師巡回指導。

學生活動:討論怎樣獲取數據,怎樣根據自己的紙帶計算不同時刻的瞬時速度并采

用列表法有條理的列出。

3、用圖象表示速度

教師活動:引導學生思考怎樣畫出速度—時間圖象,為什么要用平滑的曲線“擬合”。學生活動:根據前面計算的瞬時速度,畫出速度—時間圖象,同組各成員之間再次

比較運動的區別,感受不同的運動規律。體會交流“擬合”的意義。

教師活動:聆聽學生回答,點評。

(三)課堂總結、點評

1、打點計時器的原理構造(如圖)

實驗原理:(1)電磁打點計時器:它是利用電磁感應原理打點計時的一種儀器,當通過4—6V低壓交流電時,在線圈和永久磁鐵的作用下,振片便上下振動起來,位于振片一端的振針就跟著上下振動而打點,這時,如果紙帶運動,振針就在紙帶上打出一系列點,當交流電源頻率為50Hz時,它每隔0.02s打一點,即打出的紙帶上每相鄰兩點間的時間間隔為0.02s。

(2)電火花計時器:它是利用火花放電在紙帶上打出小孔而顯示點跡的計時儀器。當接通220V交流電源,按下脈沖輸出開關時,計時器發出的脈沖電流經接正極的放電

3

針、墨粉紙盤到接負極的紙盤軸,產生火花放電,于是在運動紙帶上就打出一系列點跡。當電源頻率為50Hz時,它也是每隔0.02s打一次點,即打出的紙帶上每相鄰兩點間的時間間隔也是0.02s。

電火花計時器工作時,紙帶運動時受到的阻力小,比電磁打點計時器實驗誤差小。打在紙帶上的點,記錄了紙帶運動的時間,如果把紙帶跟物體連在一起,紙帶上的點就相應地表示出運動物體在不同時刻的位置。

2、實驗器材

電磁打點計時器(或電火花計時器)及紙帶、刻度尺、電源、導線等。

3、紙帶分析物體的運動情況并能計算平均速度。

(1)在紙帶上相鄰兩點間的時間間隔均為0.02s(電源頻率為50Hz),所以點跡密集的地方表示紙帶運動的速度很小。

(2)根據v=△x/△t,求出在任意兩點間的平均速度,這里△x可以用直尺測量出兩點間的距離,△t為兩點間的時間間隔數與0.02s的乘積。這里必須明確所求的是哪兩點之間的平均速度。

4、粗略計算瞬時速度。

某點E的瞬時速度可以粗略地由包含E點在內的兩點間的平均速度來表示。如圖

1.4-1,

vE≈vDG,或vE=vDF。

說明:在粗略計算E點的瞬時速度時,可利用公式v=△x/△t來求解,但須注意的是,如果取離E點越接近的兩點來求平均速度,這個平均速度越接近E點的瞬時速度,但是距離太小會使測量誤差增大,應該根據實際情況選取這兩個點。

5、v-t圖象與其畫法

為了更直觀地反映物體的運動情況,我們可以用v-t圖象來表示速度隨時間的變化規律。

以速度v為縱軸,時間t為橫軸建立直角坐標系,根據計算出的不同時刻對應的瞬時速度值,在坐標系中描點,最后用平滑曲線把這些點連接起來就得到了一條能夠描述速度v與時間t關系的圖象。

6、注意事項

(1)電源電壓要符合要求,電磁打點計時器應使用10V以下的交流電源;電火花4

計時器要使用220V交流電源。

(2)實驗前要檢查打點的穩定性和清晰程度,必要時要進行調節或更換器材。

(3)使用打點計時器應先接通電源,待打點計時器穩定后再用手拉紙帶。

(4)手拉紙帶時,速度應快一些,以防點跡太密集。

(四)實例探究

☆打點計時器及應用

[例1]一同學在使用打點計時器時,紙帶上點不是圓點而是一些短線,這可能的原因是()

A.接在直流電源上B.電源電壓不穩

C.電源頻率不穩D.打點針壓得過緊

解析:A.接在直流電源上不會打點。A錯。

B.打點與電壓是否穩定無關,點痕重輕與電壓有關。B錯。

C.頻率不同打的點仍為圓點。故C錯。

D.打點針壓得過緊。針和紙接觸時間長,打出一些短線。D正確。

答案:D

☆打點計時器直接測量的量

[例2]電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器,根據打點計時器打出的紙帶,我們可以從紙帶上直接得到的物理量是()

A.時間間隔B.位移C.加速度D.平均速度

解析:從打下的紙帶上數一下點的個數就知道時間,因為兩個點的時間間隔為0.02s.故A選項正確。

用刻度尺量一下任意兩個點間的距離,就知道了物體的位移。故B選項正確。從紙帶上不能直接得到加速度、平均速度,只可以間接計算。故C、D選項錯誤。答案:AB

[例3]用接在50Hz交流電源上的打點計時器,測定小車速度,某次實驗中得到一條紙帶,如下圖所示,從比較清晰的點起,每五個打印點取一個記數點,分別標明0、l、2、3、4??,量得0與1兩點間距離x1=30mm,3與4兩點間的距離x2=48mm,則小車在0與1兩點間平均速度為m/s。

5

解析:0~1兩點間的平均速度v?

七、作業

1.完成實驗報告。

2.思考P22“說一說”欄目中提出的問題,

3.完成P24“問題與練習”中的問題。

4.閱讀教材P23“科學漫步”《氣墊導軌和數字計數器》短文,思考并回答文后提出的問題。

八、教學反思

思維方法是解決問題的靈魂,是物理教學的根本;親自實踐參與知識的發現過程是培養學生能力的關鍵,離開了思維方法和實踐活動,物理教學就成了無源之水、無本之木。學生素質的培養就成了鏡中花,水中月。

★資料袋:

x10.03??0.3m/sT0.1

人們稱攝影為瞬間藝術,但只有當高速攝影出現后,才有了真正意義上的瞬間攝影。普通閃光燈持續發光時間可達到1/20000s,這對于拍攝體育運動等素材是夠用了。然而子彈飛行時的速度少說也有數百米每秒,要想抓拍子彈運動的瞬間,曝光時間要用百萬分之一秒的數量級。后來人們開始使用激光光源以達到在更短時間中發出更強烈的照明,才能清楚地將它的影像凝固在底片上。

高速攝影有廣泛的用途。例如,在汽車的快速碰撞試驗的研究中,人們先把碰撞的6

過程拍攝成電影,然后以很慢的速度放映,以便觀察在碰撞期間車身如何變形,從而發現薄弱的那位。又如,某些昆蟲具有令人驚嘆的飛行技巧,如在急速飛行過程中急劇減速、懸空停住、以不超過其身長的半徑轉彎等。借助高速攝影技術,可以對它們運動過程中的振翅情況進行研究。

高速攝影甚至在繪畫藝術中也發揮了作用。以前誰也沒有清楚地見過奔馬的四只蹄子到底是如何擺動的,以至于畫家們一直憑借主觀感覺去畫奔馬。借助高速攝影技術,人們對此才有了正確的認識。

閃光頻閃攝影是借助于電子閃光燈的連續閃光,在一張底片上記錄運動物體的連續運動過程的攝影技術。頻閃攝影的關鍵器材是電子頻閃燈。當電子頻閃燈充足電后,就可以像連發手槍一樣,一次緊接一次地頻繁閃光。閃光頻率越高,底片曝光次數越多,在照片上出現的影像也越多。高頻電子頻閃燈的閃光頻率(每秒鐘的閃光次數)可達上百次。

用電子頻閃燈拍攝頻閃照片應選擇一個黑色的背景,被攝者距離背景盡可能遠些,以避免頻閃光照亮背景,或在畫面中出現影子,從而影響主體的效果。如果主體距離背景比較近,最好使閃光燈與被攝物體形成側光和側逆光的照射角度,被攝物體也最好有明顯的輪廓線條,從而防止影像與背景的色調混雜。相機與被攝者的距離要近一些,這是因為設定頻閃后,閃光指數會下降很多。

7

(高中物理必修一)

實驗二:《探究小車速度隨時間變化的規律》教案

一、教材分析

本節內容為探究實驗,目的是讓學生通過研究小車在重物牽引下運動的速度隨時間變化的規律,經歷科學探究的活動,學會實驗數據的處理方法。這節課的任務是測量小車的速度,做出小車運動的v—t圖象,初步分析小車速度的變化規律。要學生體驗從實驗研究中獲取數據、做出圖象、分析圖象、尋找規律的科學思維方法。使學生認識圖象在研究物理問題中的作用;與數學公式相比,圖象更顯得直觀、形象、生動,從而使學生感受到圖象的直觀的美。

二、三維目標

(一)知識與技能

1.會運用已學知識處理紙帶,求各點瞬時速度。

2.會用表格法處理數據,并合理猜想。

3.巧用v-t圖象處理數據,觀察規律。

(二)過程與方法

1.初步學習根據實驗要求設計實驗,完成某種規律的探究方法。

2.初步學會根據實驗數據進行猜測探究、發現規律的探究方法。

3.認識數學化繁為簡的工具作用,直觀地運用物理圖象展現規律,驗證規律。

(三)情感、態度與價值觀

1.通過對紙帶的處理實驗數據的圖象展現,培養學生實事求是的科學態度,能使學

生靈活地運用科學方法來研究問題、解決問題、提高創新意識。

2.在對實驗數據的猜測過程中,提高學生合作探究能力。

3.通過經歷實驗探索過程,體驗運動規律探索的方法。

三、教學重點

1.圖象法研究速度隨時間變化的規律。

2.對運動的速度隨時間變化規律的探究。

8

四、教學難點

1.各點瞬時速度的計算。

2.對實驗數據的處理、規律的探究。

五、教學用具

學生電源、導線、打點計時器、小車、鉤碼、一端帶有滑輪的長木板、帶小鉤的細線、紙帶、刻度尺、坐標紙、電腦

六、教學方法

啟發、引導,學生自主實驗,討論、交流學習成果。

七、課時安排

2課時。

八、教學過程

我們已經學習了用打點計時器測定物體運動的速度。我們這節課再利用打點計時器探究小車速度隨時間變化的規律。

如何探究一個物體速度隨時間變化的規律?如何知道物體在不同時刻的速度?用什么儀器測?

①讓學生自己設計好實驗,并口頭闡述相關實驗器材及步驟。

問題一:打點計時器結構如何?

問題二:用打點計時器測小車的速度所需哪些實驗器材、實驗步驟?

實驗步驟:

1.把一端附有滑輪的長木板平放(一高一低可否?)在實驗桌上,并使滑輪伸出桌面,把打點計時器固定在長木板上遠離滑輪的一端,連接好電路。

2.把一條細繩拴在小車上,使細繩跨過滑輪,下邊掛上合適的鉤碼,先接通電源,然后放開小車,讓小車拖著紙帶運動,打完一條后立即關閉電源。

問題三:本實驗特別要注意哪些事項?

1.固定打點計時器時應讓限位孔處在長木板的中央位置。

2.滑輪不能過高。

9

3.應考慮復寫紙與紙帶的位置關系。

4.鉤碼數量不能過多,長木板兩端高低相差不能太大。

5.小車應由緊靠打點計時器處開始釋放,在撞擊長木板末端前應讓小車停止運動,防止小車從板上掉下來。

6.先接通電源,后讓紙帶運動。

7.打點結束后立即關閉電源。

②引導學生熟練地擺好器材,進行合理、準確地操作,得到一條點跡清晰的紙帶。

注意:引導學生“三思而后行”,注意實驗邏輯性、合理性及其相關注意事項,而確保準確,并巡視全場,對出現的問題予以及時糾正。

③選擇紙帶,并選好計數點,計算各計數點的瞬時速度填入表格。

問題四:怎樣分析和選取紙帶上的點?

開頭過于密集的點舍掉,紙帶的一段;若紙帶上點與點之間的距離較小,可取多個間隔(可5)為一個計數間隔時間(間隔不再是0.02s)(但要看具體情況靈活選定);原則上能取六、七個計數點為宜;給選取的點加標記。

問題五:如何計算出所取點的速度?用求平均速度的方法來代替(用計算較準確的平均速度來代替),如何代替?(選擇包括該點在內的一段位移(該點最好處在中間時刻位置)Δx,找出對應的時間Δt,用Δx/Δt作為該點的瞬時速度);對于選取的兩個端點的速度暫時不計算(誤差較大);測量各個計數點之間的距離應考慮估位、單位。

④數據處理,總結分析

問題六:如何處理計算出來的數據?

1.列表法。(注意列表要求)

數據表格猜想出小車運動速度隨時間的變化規律:速度與時間成正比。鼓勵學生大膽猜想,并一一列舉學生的各種想法,了解學生猜想的原因,進行總結與點評,糾正盲目的瞎想。

學生在猜想中回答猜想原因,闡述猜想思路。

10

2.圖象法:

①根據所得數據,選擇合適的標度建立坐標系(讓圖象盡量分布在坐標系平面的大部分面積)。

②描點:觀察和思考點的分布規律。

③擬合:從點的分布可以有很大把握地說這些點應該在一條直線上,用直線擬合,讓盡可能多的點處在直線上,不在直線上的點應對稱地分布在直線兩側。

引導描點法一般原則,強調作圖的精確性,培養嚴謹的科學態度。

步驟方法:先確定標度,再準確描點,并用平滑的曲線進行連接。

總結介紹:

描點法是作圖的一種最基本的方法,最重點的兩點:一是準確性(標度要合適)。二是要用平滑曲線連接(要讓盡可能多的點分布在線上,不在線上的點分布在兩側,離線較遠的點刪去)。最后還要注意美觀性(使圖象分布在坐標紙中央)。

問題七:如何根據速度—時間圖象(v—t圖象)求小車的加速度和初速度?

①取任意兩組數據求出Δv和Δt,然后代入Δv/Δt求解。

②在v—t圖象上取一段時間Δt(盡量取大一些),找出兩個時刻對應的坐標值求出Δv,代入Δv/Δt求解。

問題八:紙帶上零時刻的速度和末速度如何求?

⑤【計算機繪制v-t圖象】Excel軟件演示作v-t圖

將實驗所得數據在電腦的Excel文件中輸入表格,利用其“圖表向導”擬合v-t圖象。

這節課重點是對重物牽引下小車的運動進行探究,在探究過程中,涉及到了實驗的設計、操作以及作圖象的方法、原則,很好地提高了大家各方面的能力,同時又為后面學習這種勻變速運動打下了基礎。

九、課堂小結

這節課重點是對重物牽引下小車的運動進行探究,在探究過程中,涉及到了實驗的設計、操作以及作圖象的方法、原則,很好地提高了大家各方面的能力,同時又為后面學習這種勻變速運動打下了基礎。

11

十、作業

1.完成實驗報告。

2.書后習題1、2、3、4

3.思考如何進行數據處理?

十一、教學反思

1.本節課運用知識的遷移,探究新的知識,通過實驗、數據的處理、畫圖象、討論并得出結論,充分調動了學生的參與意識,使學生從被動接受知識向主動獲取知識轉化,培養了學生的科學探究能力和勇于探索的精神,增強了學生的成就感,激發了學生的求知欲,將學習重心從過分強調知識的傳承和積累向知識的探究過程轉化。

2.利用圖片,讓學生回顧了所學的知識;通過師生互動,使學生注意了在探究性實驗中容易出現的問題,養成學生分析實驗誤差的習慣,以避免以后實驗中出現錯誤,少走彎路。

3.利用了現有的教學條件,使用多媒體課件、用Excel軟件作圖,與信息技術相結合,體驗學科結合的魅力。加強了學科之間的聯系,提高了學生的思考與認知水平,以互動課程為學習平臺,培養了學生的自主、合作、探究及創新方面的能力。

4.不盡如人意的是:案例中實驗的探究基本是在教師的引導下完成的,這使得學生心態的開放、主體性的凸顯、個性的張揚和創造性的解放受到了一定的限制。

12

(高中物理必修一)

實驗三:《探究加速度與力、質量的關系》教案

一、教材分析

新課標較原有的教學大綱更注重對學生動手能力、探索能力、自己總結觀察現象的能力的培養,以本節課為例,以前是驗證牛頓第二定律,注重的是知識的再現,而現在變為探究,注重的是問題的提出與發現。本節課以實驗的形式出現,不僅鍛煉學生的動手能力,更重要的是如何設計實驗,如何提出問題,以及如何操作,如何進行數據處理,分析并得出實驗結果,這些才是現代中學生最應該掌握的方法和技巧。至于學生自己設計的方案不管是否符合要求,不管實驗后能否得出正確的結論,都要加以鼓勵,因為學生在設計和實際操作中的親身體驗才是最重要的。因此,本節課的三維目標制定如下:

二、教學目標

1.知識與技能目標

(1)理解物體運動狀態的變化快慢即加速度大小與力有關,與質量也有關;

(2)通過實驗探究加速度與力和質量的定量關系;(意圖:加速度與質量的定量關系下一課時探究,實踐證明1課時45分鐘根本無法探究2個問題,若調成2課時合上,又給學校正常的教學秩序帶來不便,所以建議分2課時探究。)

(3)培養學生動手操作能力。

2.過程與方法目標

(1)指導學生半定量地探究加速度與力和質量的關系,知道用控制變量法進行實驗;

(2)引導學生自己設計實驗,并根據設計進行實驗;

(3)對實驗數據進行處理,并能根據數據結果得出結論。

3.情感態度與價值觀目標

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論