高中物理 13 记录物体的运动信息 学案 粤教版必修1Word文档格式.docx
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【问题探究】
电磁打点计时器使用低压交流电源工作，想一想能不能使用直流电源，为什么?
答：
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50Hz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。
【典型例题】
电磁打点计时器的打点周期取决于…………………………………（）
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
答案：
B
解析：
电磁打点计时器的打点周期，即振针击打复写纸和纸带的周期，从它利用电磁感应打点的原理可知，振针是由振片带动振动的，而振片上下振动的周期就是线圈中磁场变化的周期，与所用交流电源的电流方向变化周期相对应．也就是交流电的周期，等于交流电的频率的倒数，即若使用电源的频率为50Hz，则交流电的周期为1/50s＝0．02s．我国使用的交流电的频倒数，即若使用电源的频率为50Hz，则交流电的周期为频率统一为50Hz。
【当堂反馈】
1．关于打点计时器在纸带上打出的点痕，下列说法中正确的是（）
A．点痕记录了物体运动的时间
B．点痕记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移
C．点在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况
D．根据纸带上的点痕可以知道任一时刻运动物体的瞬时速度
2．在使用打点计时器前应检查（）
A、所用电源是否符合要求B、纸带是否平整
C、打点周期的等时性是否良好D、复写纸安装是否正确
3．由打点计时器打出的纸带可以直接得到（可直接测量得到，而不需经过计算）的物理量是（）
A、时间间隔B、位移C、加速度D、平均速度
4．在使用打点计时器时（）
A、每打完一列点子就要切断电源
B、不要移动圆形复写纸片的位置
C、纸带一定要从两限位孔穿过，并且压在复写纸的下面
D、侧向移动限位孔位置，在一条纸带上可以打出两列点，提高纸带的利用率
5．在使用打点计时器时（）
A、应先接通电源，再使纸带运动
B、应先使用纸带运动，再接通电源
C、在使纸带运动的同时接通电源
D、先使纸带运动或先接通电源都可以
6．下面是四位同学在测定匀速运动的小车的速度时分别打出的四条纸带，纸带上的点迹比较理想的是（）
7．运动小车拉动的纸带通过打点计时器后，在纸带上留下的点子中有5个连续清晰的点，测出5个点间的距离为20cm，则（）
A、小车运动的平均速度为2.00m/s
B、小车运动的平均速度为2.50m/s
C、小车运动的平均速度为200m/s
D、小车运动的平均速度为250m/s
8．某同学用手水平地拉动纸带通过打点计时器后，纸带上打下了一列点，他要根据这列点计算纸带运动的平均速度及纸带是否做匀速直线运动，则下列操作正确的是（）
A、他首先查清共有多少个点
B、他首先从第一个能看清的点数起，查清共有多少个点
C、他分别测出每两个相邻清晰点间的距离，然后相加，把相加的结果作为所有能够看清点间的总长度，用来计算平均速度。
D、他分别测出每两个相邻清晰点间的距离，用来计算各段的平均速度，判断是否是匀速运动。
9．根据图所示的打点计时器构造图，
指出各主要部件的名称：
①____，
②____，③____，
④____，⑤____，
⑥____，⑦____，
⑧____，⑨___。
10．电磁打点计时器的电源应是________电源，通常的工作电压为________伏，实验室使用我国民用电时，每隔________秒打一次点，如果每打5个取一个计数点，即相邻两个计数点间的时间间隔为________秒。
11．电磁打点计时器是一种使用交流电源的＿＿仪器，当电源的频率为50Hz时，振针每隔＿＿s打一次点，现在用打点计时器测定物体的加速度，当电源频率低于50Hz时，如果仍按频率为50Hz的时间间隔打一次点计算，则测出的加速度数值＿＿＿＿（选填“大于”，“小于”，或“等于”频率为50Hz时测出的加速度的值。
12．打点计时器是一种使用流电源的仪器，它的工作电压为V，当电源频率为50Hz时，它第隔s打一次点，当电源的频率为60Hz时，它第隔s打一次点。
13．下图是某同学用打点计时器（电源频率为50Hz）研究某物体运动规律时得到的一段纸带，从A点通过计时器到B点通过计时器历时s，位移为m，这段时间内纸带运动的平均速度为m/s，BC段的平均速度为m/s，而AD段的平均速度是m/s。
【参考答案】
1、ABC2、A、B、C、D应注意
（1）还应检查振针的高度是否适当，固定振动片的螺丝是否松动，如果有上述现象会出现漏点、双点、等时性不良情况。
（2）如果经检查发现打点计时器有问题，不要自己调整，应请实验老师调整，（3）一个性能良好的打点计时器的振动片的固有频率和所使用交流电频率相等，这样使振动片共振，振幅较大，打点清晰，等时性好，而振动片的固有频率与振动片的长度及材料的弹性系数有关，可以通过调节振动片的长度来调整它的固有频率，改变振动片的长度，观察振动片的振幅，把振动片长度固定在振幅最大位置。
3、A、B4、A、C、D，每打完一列点就要切断电源，是为了防止线圈过热而损坏，圆形复写纸是套在定位轴上的，定位轴可以移动，每打完一列点后移动一下定位轴，以充分利用复写纸的各个部位，可保证打点清晰，限位孔也可以侧向移动，但在移动时要保证两限位孔纵向对齐，移动后要把螺钉拧紧。
5、A6、B7、B此题的解答有两点需要注意：
一是在5个连续点间只有4个间隔，因此在这5个点间运动的总时间为0.02×
4s=0.08s；
二是要注意长度的单位是cm，在计算平均速度时应把cm换成m。
8、B、D在大多数测量中不需要全部的点子，因此在很多情况下把最先打出的一些不很清晰、分布不够合理的点子舍去，而利用那些清晰的、分布合理的点子，在此题的实验中也应如此处理，因此A选项错误，B选项正确，在测量距离时，按C选项所叙的方法测量误差较大，原因是每次测量都会带来绝对误差，在相加时会造面误差积累，正确的方法是用较长的尺一次测出所需的总长，D答案的叙述是正确的，因为计算各段的平均速度时需要的是各段的长度，必须分段测量。
10、低压交流，4~6,0.02秒，0.1
11、计时、0.02、大于。
12、交；
计时；
4～6；
0.02；
0.017（这里取了两位有效数字）打点计时器打点的时间间隔由所用交流电源的频率决定，打点计时器1s内打点的次数n和所用电源的频率f相等，因此打点时间间隔T=（s）。
13、0.04，2.8×
10-2，0.70，1.10，0.76。
注：
平均速度的值，与在哪段时间或在哪段位移上计算有关，要注意单位换算，有时单位标在纸带图上。
【反思】
收
获
疑
问
2019-2020年高中物理13.1光的发射和折射教案新人教版选修3-4
1、教材分析
本节课是光学的第一小节，教材在节前首先介绍了光学的发展史。
正文直接由生活中的反射和折射现象回顾初中所学知识——反射定律和折射现象，接着由光的折射现象中折射角与入射角的定性关系直接给出了光的折射定律。
折射定律是研究几何光学的重要法宝，是全章的重点，折射率是掌握折射定律的关键，也是难点。
高中阶段只研究在两种介质中并且其中一种介质是空气的两界面间的折射情况及所遵循的规律。
2、教学目标
1、通过观察实验，了解光的反射和折射现象，并能规范做光路图。
2、通过对实验数据的分析，探究折射角与入射角的关系并归纳折射定律。
3、通过比较光从空气射入不同介质（玻璃和空气）时，入射角的正弦与折射角的正弦比值的不同来引出折射率的概念和理解其物理意义，并能用来解释光现象和计算有关的问题。
4、知道折射率与光速的关系，并能用来进行计算。
5、知道在光的反射和折射现象中光路是可逆的，建立光路是可逆的的观点并能用此处理有关的问题。
3、教学重点难点
重点：
折射定律的得出过程以及对光的折射率的理解
难点：
折射率的理解，折射定律与光路可逆原理的综合运用
四、学情分析（根据个人情况写）
五、教学方法
实验观察、理论分析、学案导学
6、课前准备
光的折射演示器，多媒体课件，直尺
7、课时安排：
1课时
八、教学过程
（一）预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
1．多媒体播放各种光的奇妙美丽的现象。
（创设情景）
2．介绍光的发展史：
从17世纪波、粒二种学说，到19世纪波动说的完美，再到二十世纪的波粒二象性。
3．介绍本书安排的知识：
物理光学和几何光学
3）合作探究、精讲点拨
一、反射定律
结合实验现象回忆光的反射现象和光的反射定律：
反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；
反射角等于入射角。
二、折射定律
1、插针法体现光路图：
学生回顾光的反射定律和折射定律。
激励个别学生主动用实物放置来体现光的反射定律和折射定律，并请学生放置体现的具体含义。
（空间——平面——1/4平面——线；
空间——平面——1/4平面——比1/4平面更小的平面，折射光线暂不能确定）。
2、提出问题1：
如何确定折射光线的位置？
3、探究光的折射规律
引导学生在光具盘上找出分界面、法线、入射光线、折射光线、入射角和折射角。
再次观察光的折射：
空间——平面——1/4平面——线：
定性观察光从空气斜射入玻璃中时折射角与入射角的关系，改变入射角的大小，观察折射角的变化，定性分析入射角与折射角的大小关系。
。
定量测定几组入射角与折射角（精度小）。
教师提供更精确数据（光从空气射入玻璃），组织学生分析数据：
入射角
折射角
10°
6.7°
20°
13.3°
30°
19.6°
40°
25.2°
50°
30.7°
60°
35.1°
70°
38.6°
80°
40.6°
◆教师用PPT控制，先给出前四组数据，学生猜测可能的函数关系，如成正比﹍﹍﹍，再用Excell计算验证。
◆教师再给出后四组数据，验证假设——修正猜测﹍﹍﹍，得出初步结论。
4、介绍历史足迹，渗透思想、方法教育
公元140年，希腊天文学家托勒密曾经认为，入射角与折射角之间存在着简单的正比关系，并且用实验方法求出了从空气射入玻璃时=0．67。
但是，由此计算出来的折射角，只对比较小的入射角才大致与实验结果相符，当入射角增大时，就不符合了。
为了研究折射角与入射角的定量关系，科学家作了多方面的尝试，直到1621年，斯涅耳才终于找到了这个关系。
人类从积累入射角与折射角的数据到找出两者之间的定量关系，经历了一千多年的时间。
直到1621年，荷兰数学家斯涅耳才终于找到了入射角与折射角之间的规律：
入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。
5、归纳折射定律
折射定律：
折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧；
即式中是比例常数。
说明，我们在上一章研究波的折射时已见过这个等式，那时从惠更斯原理得出的推论；
而这里是用实验得出的。
由此我们可以想到：
光可能是一种波？
6、实验直观观察折射现象中光路可逆
演示光路可逆实验。
光从空气斜射入玻璃中的实验已经在前面做过，若让光从玻璃射入空气中，结果会如何？
请一位同学用笔在入射光线和折射光线的位置分别做上一个标记。
再让入射光线逆着原来折射光线的方向入射，观察现在折射光线的所在的位置是否与原入射光线的方向相同。
三、折射率
1、创造情景2：
进一步验证折射定律（光从空气射入水时的情况）
入射角（度）
折射角（度）
10
7°
29＇
20
52＇
30
22°
01＇
40
28°
49＇
50
35°
60
30＇
70
44°
48＇
80
47°
36＇
2、发现问题2：
光从空气射入水时入射角的正弦跟折射角的正弦的比值不一样？
3、探讨比值常数的含义
光从第1种介质射入第2种介质时，虽然入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数，但是对不同的介质来说，这个常数是不同的。
由此可见常数与入射角、折射角无关，只与两种介质有关。
交代常数就记为
在实际应用中，遇到最多的情形是光从空气射入某种介质，或从某种介质射入空气，而空气对光的传播的影响很小，可以当作真空处理。
因此，以后我们讨论光从真空射入介质的情形，常数就记为。
对于不同的介质常数是不同的。
光从空气射入玻璃时，常数=1.5；
光从空气射入水时=1.33。
可见常数与介质有关系。
4、折射率
（1）定义：
光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的绝对折射率,简称折射率，用符号表示。
=sinθ1/sinθ2
（2）不同介质的折射率
介质
金刚石
二氧化碳
玻璃
水晶
岩盐
酒精
水
空气
折射率
2.42
1.63
1.5-1.8
1.55
1.36
1.33
1.00028
（3）意义：
是一个反映介质光学特性的物理量。
常数越大，光线从空气射入这种介质时偏折的角度越大。
5、折射率与光的传播速度的关系：
研究表明，光在不同介质中的速度不同。
这也正是光发生折射的原因。
某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c跟光在这种介质中的传播速度v之比，即
由于光在真空中的传播速度c大于光在任何其他介质中的传播速度v，所以任何介质的折射率n都大于1。
光从真空射入任何介质时，sinθ1都大于sinθ2，即入射角大于折射角。
思考“当光从介质射入空气时，会怎么样呢？
”
根据光路可逆，光由玻璃砖射向空气时，即入射角小于折射角，并再次实验演示。
并引导学生讨论“当光由玻璃射入空气时sinθ1是否与sinθ2成正比及比例常数是多少？
玻璃的折射率是多大？
”。
从而真正理解折射率和灵活应用光路可逆。
课堂巩固训练：
例1
光在某介质中的传播速度是2.122×
108m/s，当光线以30°
入射角，由该介质射入空气时，折射角为多少？
解：
由介质的折射率与光速的关系得
又根据介质折射率的定义式得
r为在空气中光线、法线间的夹角即为所求．i为在介质中光线与法线间的夹角30°
．
由
（1）、
（2）两式解得：
（四）反思总结，当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：
引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。
（课堂实录）
（五）发导学案、布置预习。
九、板书设计
1．折射定律：
内容（三句话）
2．折射率：
定义（光从真空射入空气……
意义
3．折射率与光速的关系：
4．光路可逆
体会画好光路的必要性和重要性
十、教学反思（根据实际情况写）
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