反应时间尺的研制.doc

反应时间尺的研制结题报告学校班级：嵊州市长乐中学高一（11）班 课题组长： 张煜靖 指导老师： 邢云开 执 笔 人： 董黎雯 小组成员：张煜靖、徐学英、曹丁之、 安佳恩、麻江明、董黎雯 研究时间：2009年2月～2009年6月 目　录1．课题报告：反应时间尺的研制结题报告……………………………………………… 2² 问题的提出…………………………………………………………………… 2² 理论依据……………………………………………………………………… 2² 实施过程与具体操作（准备阶段、制作阶段、总结阶段）……………… 3² 研究成果……………………………………………………………………… 6² 结束语………………………………………………………………………… 72．附件一：研究性学习课题方案………………………………………………………… 83．附件二：课题活动记录表(1～5)……………………………………………………… 94．附件三：研究性学习过程图片………………………………………………………… 145．附件四：我们的感想…………………………………………………………………… 15反应时间尺的研制结题报告[摘　要]从发现情况到采取行动所经过的时间叫反应时间。

人教版物理必修1教材提供了用直尺测定人的反应时间的方法，但每次都要从直尺下落的高度间接地计算出人的反应时间能否设计一种直接测量人的反应时间的尺子，这引起了我们强烈的兴趣，我们组成了“反应时间尺的研制”研究性学习小组，在物理老师的指导下，设计制作了反应时间尺，并用它测量了人的反应时间[关键字]反应时间尺　模型制作　自由落体　研究性学习一、课题的提出在日常工作与生活中，有时需要人们反应灵敏，对于战士、驾驶员、运动员更是如此从发现情况到采取行动所径过的时间叫做反应时间在人教版物理必修1教材中介绍了一种测定人的反应时间的简单方法让一位同学A用两个手指捏住直尺的顶端，另一位同学B用一只手在直尺下方做捏尺的准备，但手不能碰到尺，记下这时手指在直尺上的位置当同学B看到同学A放开尺子时，同学B立即捏住直尺测出尺子下落的高度，根据自由落体运动的知识，便可计算出同学B的反应时间该方法简单易行，但每次都要进行计算才能间接地得出人的反应时间由于直尺降落的高度与人的反应时间存在着一一对应的关系，能否设计一个特殊的尺子，尺子在记录降落高度的同时能立即从中读出对应的反应时间呢？这个问题引起了我们强烈的兴趣，对此我们成立了研究性学习小组，打算自己设计制作一个可直接用于测量人的反应时间的刻度尺。

通过上网搜索，我们发现类似研究性学习的课题“用自己的尺子改造成反应时间尺”，已有学生进行了研究，但他们的制作方法过于简陋，作品外观不够美观，课题报告也不够详尽我们认为有继续进行研制的必要二、理论依据用直尺测量人的反应时间须两人配合进行操作，尺子由其中一个同学静止释放，尺子做自由落体运动所以制作反应时间尺的理论依据是自由落体运动的知识，自由落体运动的位移公式为： ⑴由⑴得： ⑵⑴、⑵式中，h为尺子降落的高度，g为当地的重力加速度，本文g取9.8m/s2，t为下落h高度所对应的反应时间由⑵式可知，尺子下落的高度与人的反应时间之间存在着对应关系，t与h的平方根成正比我们将利用以上两个公式，分别计算出每经过0.01s对应的下降高度与每下降1cm高度所对应的反应时间，并分别将它标注到尺子上，制成两个反应时间刻度尺三、实施过程和具体操作1．准备阶段（2009年5月1日——2009年5月10日）①确定题目我们选择以“反应时间尺的研制”为研究性学习的课题②可行性分析分析进行研究性学习的可行性，确定研究性学习的目标，即制作两个反应时间尺，在一个反应时间尺上标注每下降1cm对应的反应时间，在另一个反应时间尺上标注每隔0.01s对应的下降高度。

③设计制作方案先用Excel软件计算出每下降1cm对应的反应时间与每隔0.01s对应的下降高度；选择用废旧米尺与PVC管作为尺身的制作材料；再用Word进行精确作图，绘制包裹在废旧米尺与PVC管周围的刻度；最后将用Word设计的图片进行电脑打印并粘贴在废旧米尺与PVC管外侧，制成反应时间尺④方案的研究与确认画出设计方案的草图，在研究性学习小组中进行研讨，相互交流、群策群力，使设计的方案不断得到完善2．制作阶段（2009年5月11日——2009年6月10日）①用Excel软件进行计算用Excel软件能快速地进行数据处理，经过计算机课程的学习，我们已能较熟练地使用该软件具体操作如下：图1图2步骤1：建立一个新的Excel工作簿，将第一张工作表命名为“高度对应时间”并在此工作表内输入表头，如图1所示是它的一个的局部图像步骤2：在A2至A31单元格中输入1至30，在B2单元格输入“=SQRT(2*A2*0.01/9.8)”，式中SQRT为返回数值的平方根函数这样就得到降落1cm对应的反应时间值选中B2单元格，移向右下方，使指针变成黑色“+”（即填充柄）形，按住鼠标左键向下拖动填充柄至单元格B31，得到每下降1cm对应的反应时间数据。

步骤3：选择第二张工作表，命名为“时间对应高度”，在此工作表内输入表头，如图2所示是它的一个局部图像步骤4：A2至A26单元格输入0.01至0.25共25个数据，在B2单元格输入“=0.5*9.8*A2*A2*1000”，得到反应时间为0.01s时对应下降的高度选中B2单元格，移向右下方，使指针变成黑色“+”形，按住鼠标左键向下拖动填充柄至单元格B26，得到每隔0.01s对应下降高度的数据②用Word软件进行精确作图Word是一个常用的文字处理应用程序，但它的绘图功能也十分强大我们用它设计了反应时间尺的刻度，具体操作如下：图3图4步骤1：取一段长为30cm的废旧米尺，测量它的横截面的长与宽，画出尺子侧面的四个矩形调整矩形的大小，使高均为30cm，宽度分别为废旧米尺的长与宽，将它们紧挨着排列，以保证打印后能将尺子的四周包裹起来步骤2：在其中一个矩形框中画出cm刻度线，在cm刻度线的旁边用文本框标注刻度数值在另一个矩形框中画出同样的cm刻度线并用文本框标注对应的反应时间数值如图3所示是它的一个局部图像步骤3：取一段长为30cm的PVC管，测出它的周长，画出以它的周长为底，30cm为高的矩形框，以保证打印后能将PVC管包裹起来。

步骤4：在矩形框中间画一个长为30cm的直线，将矩形框分为左右两部分，在右侧的区域画出mm刻度尺，用文本框标注0到30共31个刻度值在左侧区域以每隔0.01s反应时间对应的高度画一条刻度线，并标注从0.05开始到0.24共20个刻度数值如图4所示是它的一个局部图像我们在作图的过程中发现以下两个重要的技巧第一，在绘制均匀的刻度线时，可利用绘图工具栏中的“对齐或分布”进行左对齐与纵向分布操作，使刻度均匀分布选中这些刻度，将它们组合起来，在右键菜单中选择“设置自选图形格式”属性窗口，在“大小”选项卡中设置它的高度为30cm第二，在绘制不均匀的刻度线时，先画一条直线再复制这一直线，选中这两条直线进行左对齐操作，将它们组合起来，在右键菜单中选择“设置自选图形格式”属性窗口，在“大小”选项卡中设置它高度与宽度，复制组合后的图形，改变不同的高度与宽度，画出其它的刻度线，最后将这些图形进行底端对齐与右对齐操作③制作完成两反应时间尺将用Word设计好的图形进行电脑打印，沿轮廓线将它们剪下用双面胶粘贴到废旧米尺与PVC管上，这样两个反应时间尺便制作完成了由于它们外表面材料是纸做的，我们可以用透明胶在它们的外表面绕上一圈，起到保护作用。

3．总结阶段（2009年6月11日——2009年6月30日）①作品的展示向其他同学展示自己的作品，介绍设计的思想和制作的过程，测量他们的反应时间②对作品的评价我们制作的两个反应时间尺主要有以下优点从功能上看，它们都能方便地进行反应时间的测量；从制作材料上看，它们产用废旧米尺与PVC管为材料，这些材料极易获得且成本低廉；从外观上看，由于它们用电脑打印，相对手绘的反应时间尺，它刻度线更清析，数字标注更清楚；从制作时间上看，我们用Excel处理数据，节约了大量的重复运算时间，然而在用Word进行作图时却化了不少时间我们觉得这样做值得，这样便于我们将成果进行保存、交流与重复利用我们制作的反应时间尺也存在一些缺陷，由于废旧米尺与PVC管是塑料材质，它们容易折断与变形；由于尺子刻度是电脑打印的普通纸张，虽然已用透明胶加以保护，但还是容易损坏我们设想，用不锈钢做尺身材料，尺子刻度直接刻在不锈钢上，不过这样的工艺只能由专门制造尺子的厂家生产了③完成研究性学习报告撰写研究性学习报告，汇报研究过程和结果，对研究的全过程和结果进行评价四、研究的成果1．制作完成两个反应时间尺及资料整理图5图6如图5、图6所示是我们制作的两个反应时间尺的局部照片。

它们具有材料易找、制作简单、操作方便、价格低廉等优点整理本次研究性学习相关的资料，内容有，网络查找的与本课题相关的资料、Excel数据处理文件、Word绘图文件、研究性学习过程图片、研究性学习结题报告等2．用反应时间尺进行实际测量用我们制作的反应时间尺对六位同学进行了反应时间的测量，数据处理如下表所示张煜靖徐学英曹丁之安佳恩麻江明董黎雯t10.1660.1700.1670.1570.1300.165t20.1300.1550.1580.1650.1650.144t30.1200.1350.1400.1440.1500.155t平均0.1390.1530.1550.1550.1480.155通过查找资料我们知道，反应时间跟人的心情与状态，人的睡眠和是否喝酒有很大关系，一般心情好的时候比心情差的时候反应快，兴奋的时候比沮丧的时候反应快，没睡醒或喝酒后反应时间会大大延长正常情况下人的反应时间在0.15s—0.4s之间从表格中我们测得每个人的反应时间虽略有不同，但都在0.15s附近这说明用我们设计制作的反应时间尺测量人的反应时间是真实有效的五、结束语在这次研究性学习活动中，我们要特别感谢研究性学习课程的老师，是他教会了我们进行研究性学习的一般方法，是他给了我们进行这次研究性学习的机会；我们还要特别感谢物理老师，是他帮助我们一起选择课题，是他与我们一起攻克一个又一个难关，使课题能圆满结题。

通过这次研究性学习我们收获主要有以下几方面，第一，通过上网搜索与收集资料，加深了我们对反应时间的认识，拓宽了我们的知识面；第二，通过用Excel处理数据与Word进行作图，增强了我们计算机的应用能力通过制作的过程，培养了我们的动手能力与解决实际问题的能力；第三，通过课题研究，激发了我们学以致用的意识与发明创造的意识，培养了我们热爱科学的精神与团队协作精神六、参考文献1． 常生龙　《高中物理课题研究》　上海教育出版社　20042． 霍益萍　《让教师走进研究性学习》　广西教育出版社　20013． 安明　《探究式教学中教师的作用》　附件1：嵊州市长乐中学研究性学习课题方案课题名称反应时间。