第一节 实验:探究小车速度随时间变化的规律
第一节实验:探究小车速度随时间变化的规律
高一物理教学案§2.1实验:探究小车速度随时间变化的规律编写:刘俊保2010、6、29教学目标:1、根据相关实验器材,设计实验并熟练操作。
2、学会运用已学知识处理纸带,求各点的瞬时速度。
会用表格法处理数据,并合理猜想。
3、巧用v-t图像处理数据,观察规律。
掌握画图像的一般方法,并能用简洁的语言进行阐述。
教学重点、难点:1、图像法研究速度随时间变化的规律。
2、对运动物体的速度随时间变化规律的探究。
教学过程:一、进行实验1、实验目的:2、实验器材:3、实验步骤:(1)把打点计时器固定在桌上。
(2)把纸带穿过,再把套在上的复写纸片压在纸带面,在小范围内拉动纸带以检验是否灵活。
(3)启动电源,让振片振动起来,用手水平地拉动纸带,纸带上就打出一行小点,随后立即断开打点计时器的电源开关。
(4)取下纸带,再做上述实验步骤2~3次。
(5)选取一条的纸带进行数据分析。
二、处理数据1、选择所打纸带中点迹最清晰的一条,舍弃开头一些过于密集的点,找一个适当的点当作计时起点。
2、选择相隔0.1s,即中间空个点的时间间隔的若干计数点进行测量,并把数据填入表格。
3、计算各点的瞬时速度,填入自己设计的表格中,可参考课本第31页表格。
三、作出速度-时间图像(v-t图像)1、确定运动规律最好办法是作v-t图像,这样能更好地显现物体的运动规律。
2、以时间t为横轴,速度v为纵轴,建立坐标系,选择合适的标度,把刚才所填表格中的各点在速度-时间坐标系中描出。
注意观察和思考你所描画的这些点的分布规律,你会发现这些点大致落在条直线上,所以不能用折线连接,而用一根直线连接,还要注意连线两侧的要大致相同。
3、怎样根据所画的v-t图像求加速度?四、实验现象及注意事项1、要保证手每一次。
2、可以大致表示某点的瞬时速度,两边点离得越近算出的平均速度越接近B点的瞬时速度,但过小的间距也会增大,应根据课本中的例子仔细选取。
3、测量点要每隔选一个,即每点取一个点,而测量的的选取上应取前一个点与后一个点之间,即。
第二章 匀变速直线 第一节 实验:探究小车的速度随时间变化的规律
2
v1
3
x2 v3
x1
v2
x3
T v 2 v1
T
T v 3 v1
2T
T v3 v 0
3T
......
例1:在“研究匀变速直线运动”的实验中,
打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz, 记录小车运动的纸带如图所示,在纸带上依次 选择6个实际点A、B、C、D、E、F,各相
每5个打印点取作一个计数点作为计数点, 分别标明0,1,2,3,4。量得 x1=30.0mm,x2=36.0mm,x3=42.0mm, x4=48.0mm,则小车通过点2时的速度为 ______m/s,小车的加速度为______m/s2。 0.6 0.39
数据处理
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
邻两点间的距离依次是2.0cm、3.0cm、 4.0cm、5.0cm、6.0cm。
求出小车在B点的速度为vB=____m/s,
1.25 vE=____m/s,加速度为_______ m/s2 2.75 25.0
例2:在“探究小车加速度随时间变化的关系”实
验中,所用交流电的频率为50Hz。某次实验中 得到的一条纸带如图所示,从比较清晰的点起,
3、接通打点计时器电源和让纸带开
始运动,这两个操作之间的时间顺序 关系是_______ C
A.让纸带运动的同时接通电源 B.先让纸带运动,再接通电源
C.先接通电源,后让纸带运动
D.先让纸带运动或先接通电源都可
以
复习1:怎样利用打点计时器测平均速度?
∆X
D E
∆t=0.1s
G
1、测量:位移Δ x 时间Δ t 2、计算: v
第1节 实验:探究小车速度随时间变化的规律
[对点训练] 2.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,利用打点计时器
打出了如图所示的一条纸带,其中 1、2、3、4、5、6、7 均为记数 点,且相邻的两个计数点之间都还有 4 个点没有画出来,已知电源 的频率为 50 Hz。现测得: x1=1.40 cm,x2=1.90 cm,x3=2.40 cm, x4=2.90 cm,x5=3.40 cm,x6=3.90 cm。
(1)由纸带提供的数据求出打下点 C、E 时小车的速度,填入下表:
计数点序号
B
C
D
E
对应的时刻 t/s 0 0.1 0.2 0.3
小车的速度
0.25
0.45
v/(m·s-1)
(2)根据表中的数据,在下图中作出小车运动的 v-t 图像: (3)根据作出的 v-t 图线可得小车运动的加速度为________ m/s2。
[微点拨] 数据处理的规范要求
(1)处理纸带时,一定要分清计时点和计数点,搞清计数点之间的 时间间隔 T。
(2)明确坐标轴的意义并选取合适标度,既要把数据标注在坐标系 中,又要匀称直观,合理分布,大小适中。
(3)如果坐标系中的数据点大致落在一条直线上,作图线时应使尽 可能多的点落在直线上,不在直线上的点应均匀分布在直线两侧;如果 图线是曲线,要用平滑的曲线连接各点。
[解析] (1)vC= v BD=B2Dt =AD-2t AB=0.35 m/s; vE= v DF=D2TF=AF2-TAD=0.55 m/s。 (2)画出的 v-t 图像应为一条倾斜的直线,如图所示。
(3)由图像的斜率可求得加速度 a=ΔΔvt =1.0 m/s2。 [答案] (1)0.35 0.55 (2)见解析图 (3)1.0
50 Hz 的低压交流电源上,某同学在打出的纸带上每 5 个点取一个 计数点,共取了 A、B、C、D、E、F 六个计数点,如图甲所示。从 每一个计数点处将纸带剪开分成五段(分别为 a、b、c、d、e 段),将 这五段纸带由短到长紧靠,但不重叠地粘在 xOy 坐标系中,如图乙 所示,由此可以得到一条表示 v-t 关系的图线。
原创3:2.1 实验:探究小车速度随时间变化的规律
3、在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,对纸带进行处理时, 下列做法中正确的是(ABD) A.要选择一条点迹清晰的纸带进行处理 B.要舍去纸带上的密集点,然后选取计数点 C.必须每5个打印点选一个计数点 D.用毫米刻度尺测量间距时,应估读到0.1mm
4、在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列关于作v-t 图像的说法中,正确的是( BD ) A.只要确定了v-t图像中的两点,就可以得到小车运动的v-t图像,因此,实验只 需要测出两组数据 B.作v-t图像时,所取的点越多,图线就越准确 C.作出的v-t图线应该通过所有的点,图线曲折也可以 D.对于偏离直线较远的点,说明误差太大,应舍去
A.根据任意两计数点的加速度公式算出加速度 B.根据实验数据,画出v-t图像,量出其倾角α,由公式a=tanα算出加速度 C.根据实验数据,画出v-t图像,由图线上相隔较远的任意两点所对应的速度, 用公式算出加速度 D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,其平均值作为小车的加速度
6、在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,打点计时器使用的交流电源的频 率为50 Hz,记录小车运动的一段纸带如 下图所示,在纸带上选择A、B、C、D、 E、F六个计数点,相邻两计数点之间还 有四个点未画出. (1)由纸带提供的数据求出打下C、E点时 的小车的速度,填入下表:
细绳 槽码
进行实验
①木板平放,使滑轮伸出桌面; ②木板远离滑轮的一端固定打点计时器,连接好电路; ③拴细线,穿纸带,挂钩码; ④先接通电源,再释放小车; ⑤断开电源,取出纸带; ⑥换上新纸带,重复操作两次, 选择一条点迹清晰的留用。 ⑦增减所挂钩码,重复步骤③-⑥。
注意 1.开始释放小车的时候,小车应该靠近打点计时器。 2.先通电,后释放小车。 3.打点完毕,马上关闭电源。 4.钩码的质量要适中,不能质量太大,也不能质量太小。 5.实验时要注意保护小车及滑轮,要避免它们被碰坏或 跌坏。
第一节 实验:探究小车速度随时间变化的规律
第一节实验:探究小车速度随时间变化的规律姓名:________________ 班级:________________知识点一、实验仪器1.本次实验所需要的实验仪器:_____________________________________________________。
知识点二、实验步骤1.把长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面。
2.把打点计时器固定在木板没有滑轮的一侧,并连好电路。
3.把一条细绳栓在小车上,细绳跨过定滑轮,下边吊着合适的钩码。
4.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面。
5.使小车停在靠近打点计时器处,接通电源,放开小车,让小车运动。
6.断开电源,取出纸带。
7.换上新的纸带,再重做两次。
8.选择打点清晰的一条纸带进行数据处理,确定计数点并测量相邻计数点间的距离(注意计数点和计时点的区别)。
9.选择合适的方法计算出各计数点的瞬时速度,并在v-t坐标中把这些点描出来,分析点迹的分布规律,再用平滑的曲线或直线将这些点连接起来,就可以看出速度随时间变化的规律了。
知识点三、数据处理某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,每两个计数点间还有4个计时点未标出,打点计时器工作频率为50HZ。
其相邻点间的距离如图所示,每两个相邻的计数点之间的时间间隔为__________s。
(1)试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入下表(要求保留3位有效数字)(2)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线并算出小车的加速度。
【应用拓展】1.如下图所示,一固定的三角斜面上放置有一滑块,滑块轻放在斜面上后,将沿斜面下滑,为了研究滑块沿斜面下滑过程中速度随时间变化的规律,你有什么方法么?需要哪些仪器?如何进行操作请在下面写出来。
高中物理 第二章 匀变速直线运动的研究 第1节 实验:探究小车速度随时间变化的规律课件 新人教版必修1
纸、细绳、钩码、刻度尺、导线、___交__流___电源.
四、实验步骤 1.如图所示,把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,并
使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一 端,连接好电路.
2.把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边挂上 合适的钩码,放手后,看小车能否在木板上平稳地加速滑行, 然后把纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端固定在小车的后 面.
A.图中对应的小球在通过8 cm距离内的平均速度是2 m/s B.图中对应的小球在通过8 cm距离内的平均速度是1.6 m/s C.图中对应的小球通过6 cm处的瞬时速度是2.5 m/s D.图中对应的小球通过6 cm处的瞬时速度是2 m/s
解析:小球在通过8
cm距离内的平均速度
-v =
x t
=
8×10 4×0.1
cm/s=200 cm/s=2 m/s,A对,B错;小球通过6 cm处的瞬时
速度等于相邻两点间的平均速度v=xt′′=42××100.1cms =200 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱm/s
=2 m/s,C错,D对.
答案:AD
根据纸带数据分析运动性质通常是先由vn=
xn+xn+1 2T
求出
各计数点的瞬时速度,即由一段时间的平均速度表示中间时刻
第1节 实验:探究小车速度随时间变 化的规律
[知识概要]
实验 目的
1.练习使用打点计时器及利用纸带求速度. 2.探究小车速度随时间变化的规律,学会用v-t图象处 理实验数据.
实验 打点计时器、 学生电源、复写纸、纸带、导线、一端带 器材 有滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、坐标纸.
1.打点计时器打出的纸带能记录运动物体在不同时刻的
第二章第一节探究小车速随时间变化规律
第二章 匀变速直线运动的研究
解析:(1)显然,两相邻的计数点之间的时间间隔为
T=0.02s×5=0.1s.
对应各点的速度分别为:
人
教
v1=x12+Tx2=1.420×+01.1.90cm/s=16.50cm/s
版 物 理
匀变速直线运动
k tan v a
t
定义:加速度不变的直线 运动称为匀变速直线运动。
t/s
α角是用量角器量出的角还是用△v/△t算出的角?
P17
位移时间图像与速度时间图像的比较分析
静止
x
匀速直线运动
v
0
t
0
t
P17
位移时间图像与速度时间图像的比较分析
匀速直线
x
匀加速直线运动
v
X2
t t
t
vt v0 v at
vt v0 at
速度与时间的关系式
Vt V0 at
末速度 初速度 (速度变化量) 加速度与时间
注意:1、适用于匀变速直线运动。 的积
2、在具体运算中必须规定正方向! (一般以V0的方向为正方向,则对于匀加速直 线运动,加速度取正值;对于匀减速直线运动, 加速度取负值)
DBFAEGC. 答案:DBFAEGC. 点评:对于实验的步骤,同学们应结合实际操作掌
握.
解决问题
1.一辆汽车在平直公路上行驶,某时刻速度为10m/s, 此后每秒钟速度都增加2m/s,30秒后汽车速度为多 少?
解决问题
2.一辆汽车在高速公路上行驶,某时刻速度为40m/s, 突然司机发现前方有障碍物,立即减速,每秒钟速度 都减少2m/s,10秒后汽车速度为多少?
第一节实验:探究小车速度随时间变化的规律
第一节实验:探究小车速度随时间变化的规律第一节 实验:探究小车速度随时刻变化的规律【知能预备】 1.实验目的〔1〕练习使用打点计时器。
〔2〕利用打上点的纸带研究小车的运动情形,分析小车的速度是如何样随时刻变化的。
2.实验原理〔1〕电磁打点计时器:它是利用电磁感应原理打点计时的一种仪器。
当交流电源频率为50Hz 时,它每隔0.02s 打一次点,即打出的纸带上每相邻两点间的时刻间隔为0.02s 。
〔2〕v t -图象法:依照匀变速直线运动某段时刻中间时刻的瞬时速度等于这段时刻内的平均速度,即12n n n s s v T++=。
求出打第n 个计数点时纸带的瞬时速度,再作出v t -图象,分析v 与t 的关系。
3.实验器材打点计时器、纸带、 ① 、导线、 ② 、小车、钩码。
4.实验步骤〔1〕如图1所示,把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路。
〔2〕把一条细绳拴在小车内,使细绳跨过滑轮,下边挂上适量的钩码,把纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端固定在小车的后面。
〔3〕把小车停在靠近打点计时器处, ③ 后,开释小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一列小点。
换上新的纸带,重复实验三次。
〔4〕从三条纸带中选择一条比较理想的,舍掉开头一些比较密集的点,在后边便于测量的地点找一个开始点,为了测量方便和减小误差,通常不用每打一次点的时刻作为时刻的单位,而用每打五次点的时刻作为时刻的单位,确实是T= ④ 。
在选好的开始点下面标A ,在第六个点下面标B ,在第十一个点的下面标C ,依此类推A 、B 、C 、D ……叫做计数点,如图两个相邻计数点的距离分不是1s 、2s 、3s …〔5〕测出六段位移1s 、2s 、3s 、4s 、5s 、6s 长度,把测量结果记入下表中。
图1〔6〕依照测量结果,利用〝实验原理〞中给出的公式运算瞬时速度的值填入下表。
2.1实验:探究小车速度随时间变化的规律
7、如图给出了汽车从A点出发到B点做直线运动的V-t 图像,根据图像填空. 匀加速 运动,加速度是______ 0.5m/s2 . (1)在0~40s内汽车做______ 匀速直线 运动,加速度是 (2)在40s~120s内汽车做________ 0 _________ . 匀减速 运动,加速度是 (3)在120s~200s内汽车做________ 2 -0.25m/s 2800m 。 ______,发生位移是_______ (4)由图像得到汽车从A点开始到速度大小为10m/s时所 20s, 160s 。 需的时间_________
运动的加速度。
S1 0
1
S2
2
S3
3
S4
4
S5
5
S3 S 4 v3 2T
方法一:取任意两组数据求出Δ v和Δ t,然后代 入Δ v/Δ t求解。
方法二:图象上取一段时间Δ t(尽量取大一 些),找出两个时刻对应的坐标值求出Δ v,代入 Δ v/Δ t求解。
哪一种方法更好?我们画图时让不在直线上的点 尽可能等量地分布在直线两侧,就是为了使偏大 或偏小的误差尽可能地抵消,所以图象也是减小 误差的一种手段,也就是说应该用图象上的点, 而不是用实验所得到的数据。
问题三:如何处理计算出来的数据?
1、将实验数据填入设计好的表格中。
2、根据所得数据,选择合适的标度建立坐标系 (让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积) 3、描点:观察和思考点的分布规律。 4、拟合:从点的分布可以有很大把握地说这些 点应该在一条直线上,用直线拟合,让尽可能多 的点处在直线上,不在直线上的点应对称地分布 在直线两侧。
由纸带求物体运动加速度的方法: ⑴用“逐差法”求加速度.
根据S4-S1= S5-S2= S6-S3=3aT2 a S6 S5 S4 S3 S2 S1 2 9 T (T为相邻两计数点之间的时间间隔)
高中物理第二章匀变速直线运动的研究第1节实验:探究小车速度随时间变化的规律4教案新人教版必修
实验:探究小车速度随时间变化的规律备课资源完成本实验的一些建议:1. 打点计时器纸带限位器要与长木板纵轴位置对齐再固定在长木板上,使纸带、小车、拉线和定滑轮在一条直线上。
小车要选择在木板上运动不跑偏或跑偏较小的车。
2. 牵引小车的钩码以100 g以内为宜。
若用到150 g以上,则纸带上打出的点数不能满足以0.1 s为计数点取6组数值的要求。
解决办法:用小沙桶替代钩码。
沙桶及沙的质量在40~100 g之间取三种不同质量,可用托盘天平称量沙桶和沙子。
若用50 g钩码,取至150 g时打出的纸带计数点之间的时间间隔可减小至0.08 s或0.06 s,可以满足6组以上数据的要求。
为防钩码落地损伤钩码,可在地面铺泡沫塑料垫。
小沙桶可选择能装100 g以上砂子的带盖塑料瓶。
3. 在小车后面安装纸带的方法如图2-1-1所示。
使小车运动时保持纸带与打点计时器平面、木板平行,减少摩擦力影响。
注意调整滑轮高度,使拉车的线与木板平行,减少拉力的变化。
4. 开启电源,待打点计时器工作稳定后释放小车,同时用一只手在定滑轮一端准备接住小车,防止小车撞击定滑轮,防止小车落地。
即使安装了防撞挡板,也要防止小车落地。
关断电源后再取纸带,取下纸带后,将所用钩码质量标注在纸带上,并给纸带编号。
5. 纸带上的点先取零点和计数点进行编号再测距离。
测量长度时不要用短刻度尺分别测量相邻两个计数点间的长度,最好用长刻度尺对齐各计数点(不移动尺子)读出各计数点间长度值,避免测量误差的积累。
6. 在坐标纸上画v-t图象时,注意坐标轴单位长度的选取,使图象分布在坐标平面的大部分面积。
教学目标一、知识与技能1. 能熟练使用打点计时器。
2. 会根据相关实验器材,设计实验并完成操作。
3. 会处理纸带求各点瞬时速度。
4. 会设计表格并用表格记录并处理数据。
5. 会用v-t图象处理数据,描述物体运动规律。
二、过程与方法1. 初步学习根据实验要求,设计实验,探究某种规律的研究方法。
2-1实验:探究小车速度随时间变化的规律(教学课件)—高中物理人教版(2019)必修第一册
v-t图像 是一条 倾斜的
直线
0
t/s
匀减速直线运动
本课总结
匀变速直线运动: 加速度恒定不变(大小、方向都不变)的变速直线运动
匀变速直线运动可分为两类: a、匀加速直线运动;b、匀减速直线运动
匀变速直线运动的速度特点 Ⅰ.相等时间内速度的变化相等 Ⅱ.加速度恒定不变
匀变速直线运动的位移特点 在任意两个连续相等的时间内的位移之差是相等的。
数据处理
如何处理计算出来的数据? 1.列表法
t/s
0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
v/(m ·s-1)
0.26 0.43 0.60 0.77 0.94
数据处理
2.图像法
(1)在坐标纸上建立直角坐标系,横轴表 示时间,纵轴表示速度,并根据表格中 的数据在坐标系中描点. (2)画一条直线,让这条直线通过尽可能 多的点,不在直线上的点均匀分布在直 线的两侧,偏差比较大的点忽略不计, 如图所示. (3)观察所得到的直线,分析物体的速度 随时间的变化规律.
2.把小车停在靠近打点计时器的位置.先启动打点计时器,后放开小车,让小车拖着 纸带运动。随后,立即关闭电源. 3.换上新纸带,并增减所挂槽码(或在小车上放置重物)重新操作两次.
4.为了便于测量,舍弃开头一些密集的点,从一个适当的点开始作为计数 0点,之 后每隔 0.1s (或更短)取一个计数点进行测量,记入自己设计的表格.
2.利用判定式判断,如果相邻等时间间隔位移差近似相等,说明小车做匀加速直线 运动
【展、评】 二、小车如果做匀加速直线运动,如何利用数据求解其加速度? 1.根据加速度的定义式求解 2.利用v-t图像的斜率求解加速度 3.利用多次实验数据,使用等时间的位移差公式计算加速度
高中物理:实验 探究小车速度随时间变化的规律
实验:探究小车速度随时间变化的规律
六、误差分析
1.木板的粗糙程度不同,摩擦不均匀; 2.根据纸带测量的位移有误差,从来计算出 的瞬时速度有误差; 3.作v-t图像时单位选择不合适或人为作图不 准确带来误差。
实验:探究小车速度随时间变化的规律
七、注意事项
1.开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器; 2.先接通电源,等打点稳定后,在释放小车, 打点完毕,及时关闭电源; 3.要防止钩码下落时小车跟滑轮相撞,当小车 到达滑轮时及时用手按住它; 4.牵引小车的钩码个数要适当,以免加速度过 大而使纸带上的点太少,或者加速度太小而使 各段位移差别不大,从而使误差增大;
小车,细绳,钩码,一端附有定滑轮的长 木板,电磁打点计时器,低压交流电源, 导线若干,纸带,刻度尺,复写纸,坐标 纸。
实验:探究小车速度随时间变化的规律
四、实验步骤
实验:探究小车速度随时间变化的规律
2.把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边 挂上钩码,把纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端固 定在小车的后面.
实验:探究小车速度随时间变化的规律
实验:探究小车速度随时间变化的规律
实验:探究小车速度随时间变化的规律
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
九、跟踪训练
1.(多选)在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时,下列
方法中有利于减小实验误差的是
()
A.选取计数点,把每 5 个点的时间间隔作为一个时间单位
B.使小车运动的加速度尽量小些
C.舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰、点间间隔适当的那
一部分点进行测量、计算
实验:探究小车速度随时间变化的规律
5.要区别打点计时器打出的点与人为选取的 计数点,一般纸带上每五个点取一个计数点, 即时间间隔T=0.02·5s=0.1s; 6.不要逐次测量各段位移,可测量出各个计 数点到O点的距离,然后计算出两个相邻计数 点间的距离; 7.描点时最好用坐标纸,在纵、横轴上选取 合适的单位,用细铅笔认真描点作图。
高一物理必修1 第一节 实验:探究小车速度随时间变化的规律
高一物理必修1第一节实验:探究小车速度随时间变化的规律三维目标知识与技能1.根据相关实验器材,设计实验并熟练操作.2.会应用已学知识处理纸带,求各点瞬时速度.3.会用表格法处理数据,并合理猜想.v 图象处理数据,观察规律4.巧用t5.掌握画图象的一般方法,并能用简洁语言进行阐述.过程与方法1.初步学会根据实验要求设计实验,完成某种规律的探究方法.2.对打出的纸带,会用近似的方法得出各点的瞬时速度.3.初步学会根据实验数据进行猜想、探究、发现规律的探究方法.4.认识数学化繁为简的工具作用,直观地运用物理图象展现规律,验证规律.5.通过实验探究过程,进一步熟练打点计时器的应用,体验瞬时速度的求解方法.情感态度与价值观1.通过对小车运动的设计,培养学生积极主动思考问题的习惯,并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性.2.通过对纸带的处理、实验数据的图象展现,培养学生实事求是的科学态度,能使学生灵活地运用科学方法研究问题、解决问题、提高创新意识.3.在对实验数据的猜测过程中,提高学生合作探究能力.4.在对现象规律的语言阐述中,提高了学生的语言表达能力,还表达了各学科之间的联系,可引申到各物体间的关联性,使自己融入社会.5.通过经历实验探索过程,体验运动规律探索的方法.教学重点:1、图象法研究速度随时间变化的规律2、对运动的速度随时间变化规律的探究教学难点:1、各点瞬时速度的计算2、对实验数据的处理规律的研究教学过程新课引入物体的运动通常是比较复杂的。
放眼所见,物体的运动规律各不相同。
在生活中,人们跳远助跑、水中嬉戏……在自然界了,雨滴下落,猎豹捕食,蚂蚁搬家……这些运动中多有速度的变化。
物体的速度变化存在规律吗?怎样探索复杂运动蕴含的规律?怎样探索复杂运动蕴含的规律呢?要探究一个物体随时间变化的规律,必须知道物体在不同时刻的速度。
直接测量瞬时速度是比较困难的,我们可以借助打点计时器先记录物体在不同时刻的位置,在通过对纸带的分析,计算得到各个时刻的瞬时速度。
1-2.1-实验:探究速度随时间变化的规律
第二章 匀变速直线运动的研究第一节实验:探究小车速度随时间变化的规律【基础知识】1.在本实验中,求取两个计数点之间的距离时,应用刻度尺按在纸带上,一次性读取各点所对的刻度值,再依次相减,这样做可避免多次移动刻度尺带来的误差。
2.本实验采用包含某计数点的适当长度x ∆与这段运动所需时间t ∆的比值,即这段长度的平均速度来粗略代替该点的瞬时速度。
3.本实验采用图像法处理数据,在绘制的t υ-图像中,以横轴表示时间,纵轴表示速度,按需要取定单位、标度,描点后用平滑曲线连结各点就得到v – t 图象.斜率的大小等于加速度的值。
4.实验中应当首先接通打点计时器的电源,然后放开小车让它运动,打完纸带后应立即关闭打点计时器的电源。
【学法指导】一、疑难分析1.对变速运动的物体,如果取运动过程中一小段时间的位移与这段时间相比,得到的平均速度可以用来表示这一段是非问题中某个时刻的瞬时速度,所取的时间越短,平均速度越接近瞬时速度,从理论上来说,如果所取时间趋近于0取极限,则速度即为瞬时速度.2.电磁打点计时器使用的是低压交流电源,电压一般为4—6伏;而电火花计时器直接使用220伏交流电,但是,不管是电磁打点计时器还是电火花计时器,其打点频率与与电源频率是相同的,如果电源频率是50Hz ,它们的打点周期都是0.02s .二、典型例题(一)利用平均速度速度求瞬时速度在研究变速运动时,平均速度的定义式为:tx v ∆∆=,当t ∆趋近于零或很小时,可以用包含某点的一段距离内的平均速度来近似地当成该点的瞬时速度.【例1】如图所示,王勇在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中得到的一截纸带,测得A 到B 之间的距离是4.00cm ,B 到C 之间的距离是6.00cm ,AB 间、BC 间都有4个点没有画出,试粗略求取B 点的速度.【交流】因AB 、BC 两点间都有4个点未画出,则可知AB 、BC 之间的时间间隔都是0.1s ,2.010)00.600.4(2-⨯+=∆∆=t x v AC m/s=0.50m/s ,虽然这样算出的是AC 间的平均速度,但可以粗略地认为是B 点的瞬时速度.4682 【答案】0.50m/s .(二)对v -t图象的理解v -t 图象不是物体运动的轨迹;反映的物体运动的速度与时间的关系。
第1节 实验:探究小车速度随时间的变化规律
五、思维拓展
以下两种运动属什么运动呢?
v v
t
0
t
vC / (m/s)
1.列表
1
0.1
0.45
小车在对应计数点时的瞬时速度
0
0
0.30
2
0.2
0.60
3
0.3
0.74
4
0.4
0.89
5
0.5
1.03
9/12
2.描点连线作图
v/(m.s-1)
1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 △v
问题?
1.图线的特点?
2.小车的运动规律?
0.2
△t
3.如何求加速度? 4.如果这些点不在 一条直线上,怎么 办?
明确探究思路及探究过程中的几个重要 的步骤
• • • • • • • 首先是直接提出研究的问题; 第二步:进行猜想与假设; 第三步:设计实验方案; 第四步:进行实验,采集数据; 第五步:处理数据; 第六步:得出结论, 第七步:交流与评估。
小车在钩码牵引下做什么运动?
小车的速度按照怎样的规律变化呢?猜一猜? 第一节 实验: 探究小车速度随时间的变化规律
1.打点计时器使用的电源必须是交流电源,且电压是46V。(电火花计时器使用的电源为220V交流) 2.打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点,如遇 到打出的是小横线,应调整振针具复写纸片的高度,使之大 一点。 3.使用打点计时器,应先接通电源,待打点计时器稳定 后再放开纸带。 4.使用电火花计时器时,应注意把两条白纸带正确穿好, 墨粉纸盘夹在两纸带之间;使用打点计时器时,应让纸带通 过限位孔,压在复写纸下面。 5.复写纸不要装反,每打完一条纸带,应调整一下复写 纸的位置。 6.处理纸带时,密集点的应舍去。
实验 探究小车速度随时间变化的规
第一节实验:探究小车速度随时间变化的规律一设计思想:本节课的内容为探究实验,目的是让学生通过研究小车在重物牵引下运动的速度随时间变化的规律,复习巩固打点计时器的使用,纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。
经历科学探究的活动,体验从实验中获取数据、做出图像、分析图像、寻找规律的科学思维方法。
在学生学习探究的过程中,必须经常启发学生的思维、不断的提出问题,引导学生正确的完成实验。
通过问题的解决使学生在描点、取点、连线、分析等方面初步具有正确的认识和理解。
在通过图像获取规律的过程中,使学生认识图像在研究物理问题中的作用,体会图像的直观、形象、生动,感受图像的直观美。
二教学流程三教学目标:1,知识与技能:(1)巩固打点计时器的使用,纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。
(2)培养学生从实验中获取数据的能力,利用图像处理实验数据的能力。
(3)知道小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律。
2,过程与方法:(1)通过实验探究小车的速度随时间的变化规律,体会实验在发现规律中的重要作用。
(2)通过学习纸带的处理,体会数学图像在解决,研究物理问题过程中的重要作用。
3,情感态度与价值观:在实验中,学生通过观察、记录实验数据,并进行归纳总结,做出v-t图像,体验到发现的乐趣,同时提高了实验能力和技巧,培养尊重事实认真实践的态度四教学重、难点教学重点:启发,指导学生动手完成实验教学难点:通过实验,启发学生总结出小车运动的速度随时间的变化规律匀变速直线运动是一种非常重要的运动形式,而考虑到学生从来没有接触过该运动,所以用动手实验来体会其最直观的变化,而发现速度的变化的规律则是本节课的难点。
五教学过程(1)进行实验实验前,首先要求学生回忆前一章实验中打点计时器的使用方法和注意事项,以及测量瞬时速度的方法。
(该过程中通过提问学生来让学生回答的问题的形式,来让学生参与到教学中来,而该过程大约消耗5min)实验过程中,要求学生在实验中注意几点:1,打点计时器纸带限位器要与长板水平对齐,再固定在长木板上,使纸带,小车。
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⑶应该先接通电源,待打点计时器打点稳定后,再释放小车。
⑷要防止钩码落地和小车、定滑轮相撞。
⑸小车另一端所挂的钩码个数要适当,避免加速度过大而使纸带上打的点太少,或者加速度太小,使各段位移无多大区别。
⑹打点结束后立即关闭电源。
二、处理数据
问题:纸带能给我们提供哪些信息?通过测量或计算还能得到哪些信息?
2、通过对纸带的处理、实验数据的图象展现,培养学生实事求是的科学态度,能使学生灵活地运用科学方法来研究问题、解决问题、提高创新意识;
3、在对实验数据的猜测过程中,提高学生合作探究能力;
4、在对现象规律的语言阐述中,提高了学生的语言表达能力,还体现了各学科之间的系,可引申到各事物间的关联性,使自己融入社会;
新课:
一、进行实验
进行实验前,让学生先回顾上一章是怎样使用打点计时器的。
1、实验器材:电火花计时器或电磁打点计时器,一端附有滑轮的木板,小车,纸带,细绳、钩码,刻度尺,导线,电源。
2、实验步骤:
⑴如图2-1所示,把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路。
问题:如何根据速度-时间图象(v-t图象)求小车的加速度和初速度?
在v-t图象上取一段时间Δt(应尽量取大一些)找出两个时刻对应坐标值求出Δv,代入 求解。
[板书设计]
§2.1实验:探究小车速度随时间的变化规律
一、进行实验
1、实验器材:
2、实验步骤:
3、注意事项:
二、处理数据
1、列表法
2、图象法(v-t图象):
教学过程:
引课:物体的运动通常是比较复杂的。放眼所见,物体的运动规律各不相同。在生活中,人们跳远助跑、水中嬉戏、驾车行驶、高山滑雪;在自然界里,雨点下落、鸽子飞翔、猎豹捕食、蜗牛爬行、蚂蚁搬家……这些运动中都有速度的变化。
物体的速度变化存在规律吗?怎样探索复杂运动蕴含的规律呢?
要想探究一个物体随时间变化的规律,必须知道物体在一系列不同时刻的速度.直接测量瞬时速度是比较困难的,我们可以借助打点计时器先记录物体在不同时刻的位置,再通过对纸带的分析、计算得到各个时刻的瞬时速度。
5、通过经历实验探索过程,体验运动规律探索的方法。
教学重点:
1、图象法研究速度随时间变化的规律;
2、对运动的速度随时间变化规律的探究。
教学难点:
1、各点瞬时速度的计算;
2、对实验数据的处理、规律的探究。
教学方法:探究实验、讲授、讨论、练习
教学用具:学生电源,导线,打点计时器,小车,钩码,一端带有滑轮的长木板,带小钩的细线,纸带,刻度尺,坐标纸。
⑶匀变速直线运动的v-t图象:匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线,在右图中,A反映了物体的速度随时间均匀增加,即为匀加速直线运动的图象;B反映了物体的速度随时间均匀减小,即为匀减速直线运动的图象。
[课后反思]:
问题:如何处理计算出来的数据?
1、列表法
位置
0
1
2
3
4
5
6
7
时间/s
0
v1/ms-1
v2/ms-1
2、图象法(v-t图象):
⑴根据所得数据,选择合适的标度建系(图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积)
⑵根据所得数据确定点的位置,观察和思考点的分布规律。
⑶“拟合”图象:从点的分布可以说这些点应该在一条直线上,用直线拟合,让尽可能多的点处在这条直线上,不在直线上的点应对称地分布在直线的两侧,去掉偏差太大的点。⑷
2、对打出的纸带,会用近似的方法得出各点的瞬时速度;
3、初步学会根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法;
4、认识数学化繁为简的工具作用,直观地运用物理图象展现规律,验证规律;
5、通过实验探究过程,进一步熟练打点计时器的应用,体验瞬时速度的求解方法。
情感态度与价值观
1、通过对小车运动的设计,培养学生积极主动思考问题的习惯,并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性;
第一节实验:探究小车速度随时间变化的规律(2课时)
[教学目标]
知识与技能
1、根据相关实验器材,设计实验并熟练操作;
2、会运用已学知识处理纸带,求各点瞬时速度;
3、会用表格法处理数据,并合理猜想;
4、巧用v—t图象处理数据,观察规律;
5、掌握画图象的一般方法,并能用简洁语言进行阐述。
过程与方法
1.初步学习根据实验要求设计实验,完成某种规律的探究方法;
问题:怎样分析和选取纸带上的点?
开头过于密集的点舍掉,从清楚的点开始,每隔五个间隔取一个计数点,(每两个计数点之间的时间间隔是0.1s);取六个点,标号0,1,2,3,4,
问题:如何计算所取点的速度?
平均速度→瞬时速度(如何测Δx):选择包括点在内的一段位移(该点最好处在中间时刻位置)Δx,找出对应的时间Δt,用 作为该点的瞬时速度;对于选取的两个端点的速度暂时不计算(误差太大);测量各个计数点之间的距离应考虑估位、单位。
⑵把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边挂上合适的钩码,把纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端固定在小车的后面。
⑶把小车停在靠近打点计时器处,接通电源后,放开小车,让小车拖着纸带运动,打完
⑴固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。
[课堂小结]本节课我们学习了探究小车速度随时间的变化规律的问题。
[课后作业]:1、活页作业13道(第二天早自习交);2、预习第二节内容,完成导学提纲(已发,见下)
第二节匀变速直线运动的速度与时间的关系
1、匀变速直线运动
⑴匀变速直线运动:沿着一条直线运动,且加速度不变的运动,叫做匀变速直线运动,匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜直线。
⑵在匀变速直线运动中,如果物体的速度随着时间均匀增加,这个运动叫做匀加速直线运动;如果物体的速度随着时间均匀减少,这个运动叫做匀减速直线运动。
2、速度与时间的关系
⑴匀变速直线运动的速度与时间的关系式:vt=v0+ t。
⑵速度-时间图象(v-t图象):在平面直角坐标系中,用纵轴表示速度,用横轴表示时间,用出物体的速度-时间图象,就可以反映出物体的速度随时间的变化规律。