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視頻標(biāo)簽：傳感器,及其工作原理
所屬欄目：高中物理優(yōu)質(zhì)課視頻
視頻課題：高中物理人教版選修3-2-6.1傳感器及其工作原理-江蘇省 - 徐州
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高中物理人教版選修3-2-6.1傳感器及其工作原理-江蘇省 - 徐州溫度信號(hào)、力信號(hào)轉(zhuǎn)化
演示實(shí)驗(yàn)二：通過(guò)溫度傳感器，DIS數(shù)據(jù)采集器來(lái)觀察溫度信號(hào)的轉(zhuǎn)換
教師 這是溫度傳感器，經(jīng)數(shù)據(jù)采集器后連接電腦，點(diǎn)擊啟動(dòng)，用電吹風(fēng)給溫度傳感器加熱，停止加熱后會(huì)逐漸冷卻，觀察圖1，這是什么信號(hào)轉(zhuǎn)化什么電信號(hào)？
圖1
學(xué)生：溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)
評(píng)析：在溫度傳感器加熱和冷卻的過(guò)程中，沒(méi)用溫度計(jì)等測(cè)溫工具怎么能畫(huà)出其溫度隨時(shí)間變化的圖像？該實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生體會(huì)到溫度傳感器和數(shù)字化信息系統(tǒng)結(jié)合的奇妙之處。實(shí)驗(yàn)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)手段的進(jìn)步不僅讓學(xué)生“看到”了物理現(xiàn)象, 幫助他們總結(jié)出了物理規(guī)律, 還喚起了學(xué)生對(duì)物理學(xué)的興趣, 而這種興趣正是決定學(xué)生在科學(xué)探索的道路上能走多遠(yuǎn)的關(guān)鍵因素。科學(xué)方法是科學(xué)知識(shí)的脈絡(luò)，它縱橫交錯(cuò)，貫穿于整個(gè)知識(shí)領(lǐng)域之中，把不同的知識(shí)相互聯(lián)系起來(lái)并形成一定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)【1】。因此在設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，一方面要把握知識(shí)線索，另一方面要巧設(shè)實(shí)驗(yàn)，突破傳統(tǒng)的思維定勢(shì)，選用更先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)手段。“我們總不能用牛頓時(shí)代的實(shí)驗(yàn)器材來(lái)培養(yǎng)比爾蓋茨時(shí)代的人才”，也要與時(shí)俱進(jìn)引進(jìn)新的實(shí)驗(yàn)器材。
演示實(shí)驗(yàn)三：通過(guò)力傳感器，DIS數(shù)據(jù)采集器來(lái)觀察物體超重失重時(shí)力信號(hào)的轉(zhuǎn)換
實(shí)驗(yàn)裝置如圖2：
圖2
圖3 “力- 時(shí)間”圖線
學(xué)生總結(jié) 這是力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)
評(píng)析：讓學(xué)生“看到現(xiàn)象”是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵。利用圖線反映物理規(guī)律、分析物理問(wèn)題, 歷來(lái)是物理教學(xué)重要的方法之一。
超重、失重現(xiàn)象發(fā)生在物體變速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中, 傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝備只能用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量拉力的變化, 而且在課堂中演示實(shí)驗(yàn)所經(jīng)歷的時(shí)間又很短暫, 學(xué)生根本就看不清楚彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù), 更談不上對(duì)數(shù)據(jù)的記錄, 不能給學(xué)生提供有分析價(jià)值的數(shù)據(jù)。借助數(shù)字信息系統(tǒng)就可以在很短的時(shí)間內(nèi)清楚地記錄下拉力隨時(shí)間變化的圖像，如上圖, 學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中手持吊有砝碼的力傳感器向上運(yùn)動(dòng)然后停止, 即可在電腦屏幕上獲得清晰的“力- 時(shí)間”圖線, 從圖中可以清晰地觀察到先超重后失重現(xiàn)象。學(xué)生用“眼”看到了力信號(hào)轉(zhuǎn)化為“電”信號(hào)。
它山之石可以攻玉。超重失重不是本節(jié)的重點(diǎn)，但是借用此實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生看到了力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的實(shí)證，為理解傳感器的作用提供了依據(jù)。實(shí)驗(yàn)的“借用”往往會(huì)收到意想不到的效果。
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