2019-2020年新教材高中物理第3章第2节匀变速直线运动的实验探究教案鲁科版必修1
同步导学2019高中物理 3.2变速直线运动的实验探究课件 鲁科版必修.ppt
电火花打点计时器
2．工作原理 (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．当接在10 V以下(一般保证 在4 V以上)的低压交流电源上时，线圈的磁场方 向周期性改变，在线圈和永久磁铁的作用下，振
片便上下振动起来，位于振片一端的振针就跟着
上下振动而打点，这时如果纸带运动，振针就在
纸带上打出一系列点迹．振片的振动周期与电源 的电流变化周期一致，当电源频率为50 Hz时， 它每隔0.02 s打一次点，即打出的纸带上每相邻 两点间的时间间隔为0.02 s.
(2)电火花打点计时器：它是利用火花放电在纸 带上打出点迹的计时仪器．当接通220 V交流电 源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电
打点方式 振针打点
电火花打点
时间间隔
每隔0.02 s打一次 每隔0.02 s打一次
பைடு நூலகம்
点
点
振针和纸带接触 火花放电不会影
实验误差 会影响纸带运动，响纸带运动，误
误差较大
差较小
1.对电磁打点计时器和电火花计时器的有关说法 中，正确的是( ) A．电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交 流电
B．两种打点计时器的打点频率与交流电源的频 率一样
第2节 匀变速直线运动的实验探究
⊳⊳ 探究目标 ⇩
1．练习使用打点计时器． 2．掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方 法． 3．测定匀变速直线运动的加速度．
⊳⊳ 实验原理 ⇩
一、认识打点计时器 1．构造 如下图所示是电磁打点计时器和电火花打点计 时器的结构图，要求能够了解各部件的名称及作 用．
电磁打点计时器
与打点计时器记录的信息相比，频闪灯的闪光 频率相当于打点计时器交流电源的频率，而相 同时间间隔出现的影像则相当于打点计时器打 出的点．因此，运动物体的频闪照片既记录了 物体运动的时间信息，又记录了物体运动的位 移信息．至于根据时间和位移信息求加速度的 方法，两者都是一样的．
匀变速直线运动实验教案
一、实验目的通过本次实验，学生应当能够掌握匀变速直线运动的基本概念及运动学公式，学会正确测量和记录运动物体的位移、速度和加速度，掌握并行运算方法和实验误差分析方法，培养科学实验精神，以及加强科学合作精神，提高实验技能和合作能力，培养学生的实验创新能力。
二、教学准备1.实验器材：运动学实验仪、计时器、电脑和数据处理软件、计算器等。
2.实验原理：本实验通过运动学实验仪测量匀变速直线运动，并利用计算器和电脑进行数据处理和误差分析，获得物体的位移、速度和加速度等数据，加深对匀变速直线运动基本概念和公式的理解。
3.实验内容：(1)测量物体匀变速直线运动过程中的位移、速度和加速度等参数。
(2)加深对匀变速直线运动的基本概念和公式的理解。
(3)掌握并行运算方法和实验误差分析方法。
三、实验过程1.实验步骤：(1)按照实验器材的说明书，组装和调校运动学实验仪，并在电脑上安装和配置数据处理软件。
(2)选择合适的物体，将其固定在运动学实验仪的支架上，并调整好初始位置和初始速度，保证可以在实验器材的工作范围内进行运动。
(3)启动计时器和数据处理软件，按照实验步骤，记录下物体在匀变速直线运动过程中的运动状态的位移、速度和加速度等参数。
(4)根据实验数据，进行并行运算和误差分析，获得更加准确的物体运动参数和精度，进行结果分析和合理评估，确定实验结果的可靠性。
2.数据处理方法：(1)按照运动学公式和数据处理软件的指导，将记录下的位移、速度和加速度等参数进行并行运算，获得更加准确的运动参数，并进行误差分析。
(2)根据误差分析结果，评估结果的可靠性和准确性，并进行结果分析和适当的重复实验。
(3)汇总和整理结果，制作实验报告和图表，并进行口头或书面报告。
四、实验注意事项1.实验器材要安全可靠，使用前要检查和调试，确保正常工作。
2.实验环境要相对稳定，避免干扰和影响实验结果。
3.实验数据要准确记录和处理，避免漏失和错误。
4.实验过程要按照步骤进行，不得违背安全和操作规程，确保实验成功。
高三物理研究匀变速直线运动教案
高三物理研究匀变速直线运动教案1.教学目标1.1 知识与技能： - 了解匀变速直线运动的定义、特点以及相关公式。
- 通过实验探究匀变速直线运动的规律，熟练掌握其运动参数的计算方法。
- 能够运用所学知识解决与匀变速直线运动有关的物理问题。
1.2 过程与方法： - 培养学生独立思考、合作探究、观察实验现象等问题解决能力。
- 引导学生积极参与到实验探究中去，探究物理现象背后的规律。
- 通过互动交流和思考让学生体验到科学探究的乐趣。
1.3 态度与价值： - 培养学生对自然科学的兴趣和热爱，学会欣赏科学之美、科学之精神。
- 培养学生爱科学、尊重科学、用科学观念看待世界的全面素质。
2.教学内容2.1 匀变速直线运动的定义与特点。
2.2 匀变速直线运动的公式及其应用。
2.3 匀变速直线运动的实验研究。
3.教学重点3.1 熟练掌握匀变速直线运动的公式及其应用。
3.2 通过实验探究匀变速直线运动的规律。
4.教学难点4.1 理解匀变速直线运动的物理意义。
4.2 探究匀变速直线运动的规律，建立运动公式。
5.教学方法5.1 归纳法通过图示或实例的方式，引导学生用归纳法推出匀变速直线运动的相关公式。
5.2 实验探究法通过实验仪器观察、实验现象分析和实验结果收集等，引导学生探究匀变速直线运动的规律。
5.3 讨论法在教学的过程中，采用讨论的方式，通过学生之间的互相交流，共同探究问题的解决方法。
6.教学过程6.1 导入（5分钟）老师打开电脑，展示一段图像，让学生观察这个图像，引导学生思考，这是什么运动形态？通过学生的回答，强调匀变速直线运动的基本特点。
6.2 讲解（30分钟）讲述匀变速直线运动的定义、公式以及运用，关注学生理解公式背后的物理意义，而不仅仅只是机械重复的应用公式。
6.3 实验探究（60分钟）为学生准备实验器材（直线轨道、滑块、计时器等），让学生按照一定的规律进行实验探究，通过观察实验现象、分析实验结果，探究匀变速直线运动的规律，并尝试建立运动公式。
通过高中物理匀变速直线运动的实验引导学生掌握实验方法的教案
通过高中物理匀变速直线运动的实验引导学生掌握实验方法的教案通过本节课的学习，希望能够帮助学生：1.了解匀变速直线运动的基本概念；2.掌握一些基本的实验方法和技巧；3.获得一些丰富的实验经验；4.提高实验数据处理和实验报告写作的能力。
教学内容一、实验基本原理和步骤匀变速直线运动是初中物理和高中物理都会学习的内容。
在匀变速直线运动实验中，会通过测量物体在不同时间下的位移和速度，来推导出物体的加速度和运动规律。
实验的基本步骤如下：1.安装实验仪器。
将测速轮固定在电动机轴上，并调整好摩擦轮和测速轮之间的距离；将直线导轨固定在桌子上，将轨道放平，然后将挡板固定在导轨上。
2.进行实验操作。
将小球置于挡板上，启动电动机，使其带动测速轮转动；小球开始受到驱动力的作用，如果挡板比较短，小球会沿着挡板落到地面，这样会使运动速度过快，不利于实验的精度因此，在挡板前面放置一段挡板，以保证小球的速度不至于过快，这样可以使实验的精度更高。
3.测量实验数据。
通过尺子或游标卡尺等工具，先测量出小球在不同时间下的位移，又可以测量出其相应的速度；再根据实验数据计算得出小球在不同时间下的加速度。
4.实验结果分析。
通过对实验数据的分析和统计，可以得出小球在匀变速直线运动中的运动规律，并进一步加深对物体运动规律的理解。
二、实验注意事项进行实验时，需要注意以下几个方面：1.实验环境的准备。
良好的实验环境可以使得实验数据的精度更高，需要保持实验室的干净整洁，同时保持恒温状态，避免外部温度干扰。
2.实验记录和数据处理要细致。
在测量实验数据时，需要保证每个数据的准确性，所得数据应该及时输入电脑，并进行数据处理。
3.实验安全要做好。
在进行匀变速直线运动实验时，需要小心操作，避免受伤。
4.实验结束后清理设备。
实验结束后，需要进行设备清洁和机器维护，确保设备的使用寿命和实验效果。
教学方法1.实验引导法。
通过实验引导法，让学生自己动手操作，不断摸索，对实验方法和实验过程有更深入的认识，从而提高实验操作的技巧和实验报告的写作能力。
高三物理教案：研究匀变速直线运动教案
高三物理教案：研究匀变速直线运动教案一、实验目的1.练习使用打点计时器,学习利用打上点的纸带研究物体的运动.2.掌握判断物体是否做匀变速运动的方法.3.测定匀变速直线运动的加速度.二、实验原理1.打点计时器打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器.它每隔0.02s 打一次点(交流电频率为50Hz)。
电磁打点计时器的工作电压是4~6V,电火花打点计时器的工作电压是220V。
2.纸带上打的点的意义纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置.研究纸带上点之间的间隔,就可以了解物体的运动情况.3.分析纸带可判断物体运动的性质:①若相等时间内的位移相等,则物体做匀速直线运动;②若相等时间内的位移不相等,则物体做变速直线运动;③若连续相等时间内的位移差为恒量,则物体做匀变速直线运动,并可由△x=aT2求出加速度(为了减小误差常用逐差法或v-t图象法求加速度).4.求加速度的方法:①用逐差法求加速度②用v-t图象法先根据匀变速直线运动某段时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度③平均速度法求加速度:即利用已求出的瞬时速度值,按加速度的定义式求加速度值,为了充分利用所有实验数据,减小误差,同样采用逐差法进行数据处理.三、实验器材电火花打点计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片.四、实验步骤⑴、把附有滑轮的长木板平放在实验桌上并使滑轮伸出桌面。
⑵、把打点计时器固定在木板上无滑轮的一端,如右图。
⑶、把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下边吊着适当的数量钩码。
点拨:吊适当数量的钩码是为小车的加速度适当大些,减小长度测量的相对误差,并能在纸带上长约50厘米的范围内取出7-8个计数点为宜。
⑷、把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面。
⑸、先使小车依靠在打点计时器处,接通电源后再释放小车让其运动。
⑹、断开电源取下纸带。
⑺、换上新纸带再做两次。
点拨:再做两次的目的是为了在点子已打出的纸带中选出两条无漏点、无双点,点距正常清晰的纸带,一条作逐差法用,一条作图象法用。
匀变速直线运动实验的设计与分析教案
匀变速直线运动实验的设计与分析教案。
一、实验设计1.实验目的通过实验，让学生掌握匀变速直线运动的基本概念、基本特征和运动规律，增强其对这一内容的理解和把握。
2.实验原理匀变速直线运动的基本原理是：在匀强的外力作用下，物体从静止或匀速直线运动状态进入匀变速直线运动状态，其速度随时间的变化呈线性增加或减少的趋势。
3.实验内容和步骤实验内容：通过调整斜面的角度，改变滑块下滑的速度，观察滑块在匀变速直线运动过程中的运动路线，记录数据，分析并推导出滑块的运动规律。
实验步骤：（1）将滑块静置于斜面上，使之处于待测状态。
（2）调整斜面的角度，使滑块沿斜面下滑，测量不同角度下的下滑时间，用时计算出滑块的初速度。
（3）在滑块下滑时，利用尺子连续测量滑块在各时刻的位置，记录数据。
（4）将位置数据绘制成运动图，分析图像可以得到滑块的运动规律。
4.要点提示（1）在测量斜面的角度时，需要使用角度计量仪，并统计多次实验的平均值，以获得更加准确的数据。
（2）在记录滑块的位置数据时，需要使用尺子，且尺子需要置于斜面为0度的线上，并在滑块下滑时快速准确地记录位置信息。
（3）实验过程中需要注意安全问题，尤其是滑块需要被固定在斜面上，以避免出现物品滑落等情况。
二、实验分析1.实验结果通过以上实验，我们可以获得滑块的位置和时间数据，绘制出其运动图，如下：图1：滑块的运动图从运动图中可以看出，滑块的运动状态分为三个过程，即匀加速过程、匀速过程、匀减速过程。
2.实验分析（1）匀加速过程可以看出，在开始下滑的瞬间，滑块从静止状态开始逐渐加速，其加速度几乎为常数，因此为匀加速过程。
（2）匀速过程当滑块下滑到一定距离之后，速度逐渐趋于稳定，并保持一定的速度，这时为匀速过程。
（3）匀减速过程在滑块接近末点的时候，因为受到了摩擦力的作用，速度会逐渐降低，这时为匀减速过程。
从实验结果可以看出，滑块的加速度在匀加速过程中基本保持恒定，加速度可以通过直线斜率的倒数来计算得出，即a = 2d/t^2，其中d为滑块的位移，t为滑块从静止到终止过程的总时间。
2019-2020年高中物理 22匀变速直线运动的实验探究教案 鲁科版必修1
2019-2020年高中物理 22匀变速直线运动的实验探究教案鲁科版必修1一、实验目的使用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度。
二、实验原理设物体做匀加速直线运动，加速度是a，在各个连续相等的时间T里的位移分别是s1、s2、s3……则有（见第二章的习题）△s=s2-s1=s3-s2=s4-s3=……=aT2由上式还可得到s4-s1=(s4-s3)+(s3-s2)+(s2-s1)=3aT2同理有s5-s2=s6-s3=……=3aT2可见，测出各段位移s1、s2……即可求出……再算出a1、a2……的平均值，就是我们所要测定的匀变速直线运动的加速度。
三、实验器材电火花计时器或电磁打点计时器，一端附有滑轮的长木板，小车，纸带，刻度尺，导线，电源，钩码，细绳。
四、实验步骤（1）按教材191页图实-10所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸处桌面。
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。
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，接通电源后，放开小车，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子，在后边便于测量的地方找一个开始点。
为了测量方便和减小误差，通常不用每打一次点的时间作为时间的单位，而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是T=0.02×5=0.1s。
在选好的开始点下面标明A，在第六点下面标明B，在第十一点下面标明C，在第十六点下面标明D，……，点A、B、C、D……叫做计数点，如图所示。
两个相邻计数点间的距离分别是s1、s2、s3……s1s2 s3A B C D（5）测出六段位移s1、s2、s3、s4、s5、s6的长度，把测量结果填入下表1中。
（6）根据测量结果，利用“实验原理”中给出的公式算出加速度a1、a2、a3的值。
2024-2025年新教材高中物理第3章第2节匀变速直线运动的实验探究教案鲁科版必修1
1.拓展资源：
-书籍推荐：《大学物理实验指南》、《物理实验数据处理与分析》等书籍，为学生提供更多的理论支持和实践指导。
-学术论文：引导学生阅读有关匀变速直线运动的研究论文，了解最新的研究动态和发展趋势。
-网络资源：推荐学生访问一些优质的物理学习网站，如“中国物理教育网”、“物理学习论坛”等，获取更多的学习资源和交流机会。
2024-2025年新教材高中物理第3章第2节匀变速直线运动的实验探究教案鲁科版必修1
授课内容
授课时数
授课班级
授课人数
授课地点
授课时间
教学内容
本节课的教学内容来自2024-2025年新教材高中物理第3章第2节“匀变速直线运动的实验探究”，使用的是鲁科版必修1教材。本节课主要内容包括：
1.掌握匀变速直线运动的基本概念；
举例：教师可以给出实际问题，如一辆汽车从静止开始加速，经过一段时间后停止，让学生运用物理公式计算汽车的平均速度和行驶的距离。
2.教学难点：
（1）匀变速直线运动过程中速度和位移的计算：学生对于匀变速直线运动过程中速度和位移的计算方法容易混淆，难以理解。
举例：教师可以通过图象分析法，引导学生理解速度-时间图象和位移-时间图象之间的关系，让学生掌握计算方法。
-小组合作项目：要求学生以小组合作的形式，完成一个与匀变速直线运动相关的项目，如设计实验方案、进行实验操作和分析结果等。
2.作业反馈：
-及时批改：教师应及时批改学生的作业，确保学生能够及时了解自己的学习情况。
-指出问题：在批改作业的过程中，教师应指出学生作业中的错误和不足之处，让学生明确需要改进的地方。
1.科学探究能力：通过实验探究，培养学生设计实验、收集数据、分析结果的能力，使其能够运用科学方法研究物理问题。
高中物理第3章第2节竖直方向上的抛体运动教案2鲁科版必修2
平抛运动教案一．教学目的要求：1．平抛特点：初速度方向为水平，只在竖直方向受重力作用，是匀变速运动，其加速度为g;轨迹是抛物线2．平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动，并且这两个运动互不影响3．会用平抛运动的规律解答有关问题二．重点难点：1．重点是平抛运动的规律：物体的位置、速度如何随时间变化，轨迹是如何形成的；2．平抛运动是怎样分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的？课型：新课（多媒体课件课）三．主要教学过程：（一）引入新课: 猴子的命运树上的一只猴子看到一个猎人正在用枪口对准它，它想落到地面上逃走。
但是就在它刚掉离树枝的瞬间，子弹恰好射出枪口，猴子能逃脱卮运吗（猴子在子弹的射程内，不计阻力）大家想知道猴子的命运，学完本节内容——平抛运动，就会明白了。
复习曲线运动：曲线运动就是运动的轨迹是弯曲的物体做曲线运动的条件是：物体所受合力跟速度的方向不在同一直线上问：假设我平端一把步枪，扣动扳机后，子弹就要射出。
那射出的子弹回做什么样的运动呢？我们首先可以知道，子弹在刚刚射出的时，会具有一个水平的初速度；如果这子弹在整个运动过程中不受阻碍，必然将落到地上，也就是说这个子弹的初始状态和末了状态我们都已经知道。
那这个子弹在中间过程的运动轨迹会是怎样的呢？我们可以来分析一下：子弹刚出枪口时有一个水平向右的速度，这时它只有受到一个竖直向下的重力的作用，力的方向跟运动方向不在同一直线上，因此，根据我们学过的知识，物体所受合力跟运动方向不在一条直线上，那这个物体就会做曲线运动。
能举出相似的例子吗？（）入题：这类曲线运动有点特殊：子弹刚射出时具有一个水平的初速度，子弹运动过程中只受重力作用，我们就把这种初速度水平，运动过程中只受重力作用的运动称之为平抛运动。
（二）教学过程设计：1．平抛物体的运动平抛运动是一个曲线运动，它的速度的方向在变，大小也在变，这样的运动我们该如何研究？——方法：运动的合成和分解（按子弹的运动效果）（提示可以通过我们第二节学过的运动的合成和分解，我们就把这个平抛运动的速度分解到水平方向和竖直方向，我们分别来看这个平抛运动在水平方向和竖直方向各作什么样的运动）。
高三物理《匀变速运动》教案设计
高三物理《匀变速运动》教案设计一、教学目标1.了解匀变速直线运动的基本概念和特点；2.掌握匀变速直线运动的运动学公式，并能运用公式进行相关问题的求解；3.了解匀变速直线运动在日常生活和工程实践中的应用。
二、教学重点1.匀变速直线运动的基本概念和特点；2.匀变速直线运动的运动学公式的推导；3.运用匀变速直线运动的运动学公式解决问题。
三、教学难点1.掌握匀变速直线运动的运动学公式，并能准确运用公式求解问题；2.了解匀变速直线运动在工程实践中的应用，为学生提供相关实际问题的探究和解决方案。
四、教学方法1.讲授法：通过教师讲解和演示，让学生熟悉匀变速直线运动的基本概念、特点和运动学公式；2.实验法：通过实验让学生亲身体验匀变速直线运动的规律性和运动学公式的适用性；3.讨论法：通过讨论问题和解决实际问题的方式，加深学生对匀变速直线运动的理解和应用。
五、教学过程1. 导入环节通过实验、图片和视频等多种形式引入匀变速直线运动的相关概念，让学生对匀变速直线运动有初步的了解和认识。
2. 讲授环节1.匀变速直线运动的基本概念和特点–参照教材，简要介绍匀变速直线运动的基本概念和特点；–引导学生思考匀变速直线运动的规律性，并通过实验演示加深学生对匀变速直线运动的认识。
2.匀变速直线运动的运动学公式的推导–分析匀变速直线运动的运动规律，导出速度、位移、时间、加速度等运动学公式；–通过演示、问题练习等方式，让学生掌握运动学公式的推导方法和应用技巧。
3. 实践环节1.实验–设计与匀变速直线运动相关的实验，让学生通过实践了解匀变速直线运动的规律性，巩固和加深对运动学公式的理解和应用；–引导学生注重实验数据的收集、分析和应用，培养学生的实验能力和动手能力。
2.问题解决–设计与匀变速直线运动相关的问题，让学生通过多种方式解决实际问题，引导学生思考匀变速直线运动在日常生活和工程实践中的应用价值和作用。
4. 总结环节通过总结讲授、实验和问题解决等环节的内容，让学生深入理解匀变速直线运动的概念、规律和应用价值，巩固和加深学生的知识架构和掌握程度。
高中物理-第3章-第2节-竖直方向上的抛体运动教案1-鲁科版必修
高中物理-第3章-第2节-竖直方向上的抛体运动教案1-鲁科版必修2(总7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--学新课教学新课教学新问题：竖直下抛运动有什么规律？师生共同分析：1、竖直下抛物体的运动可看成是由初速度为v0的匀速直线运动和自由落体运动的合运动。
2、重力加速度g的方向与v0的方向相同，所以，它是一种初速度不为零的匀加速直线运动。
匀加速直线运动的速度公式和位移公式均适用于此运动(a＝g)。
3、用v-t图象来描述运动。
学生总结：1、v t＝v0+gt2、2021gtt vS+=3、【板书】1、v0＝v0-gt2、2021gtt vS+=推论：222vvght-=实际应用（一）例题：一人站在楼顶向下扔物块。
已知物块离开手的速度是／s，楼高 m。
假设物块出手的位置靠近楼顶，不计空气阻力，物块到达地面的速度大小是多少(取g＝10m／s2)分析：物块离开手后，只受重力作用。
重力方向和初速度方向相同，都是竖直向下，物块将做竖直向下的匀加速直线运动。
学生解答：由212S v t gt=+求时间，再由v t＝v0+gt求出到达地面的速度。
另解：由222tgh v v=-直接求出v t＝／s反思：这相当于一辆汽车快速行驶时的速度，可见高空抛物危险极大。
问题提出（竖直上抛运动）指导学生重做实验及重放视频，引导学生分析竖直上抛运动的实例，讨论并提出问题。
1．什么是竖直上抛运动2．竖直上抛运动有什么规律？学生动手实验、讨论观察的现象并提出相应的问题。
解决问题1：什么是竖直上抛运动引导学生一起分析实验2的现象。
教师归纳：在忽略空气阻力的情况下，以一定的初速度竖直向上抛出的物体的运动分别叫做竖直上抛运动。
这是一类典型的初速度不为零的匀加速直线运动，它们的加速度就是重力加速度g。
【板书】在忽略空气阻力的情况下，以一定的初速度竖直向上抛出的物体的运动叫做竖直上抛运动。
匀变速运动力学教案设计
本文介绍的是针对匀变速运动力学课程的教案设计。
主要分为以下几个方面：教学目标、教学内容、教学方法、教学评价以及教学反思。
一、教学目标1、知识目标：(1) 能正确解释匀变速直线运动的含义。
(2) 能准确描述匀变速直线运动的物理量：位移、速度、加速度。
(3) 能运用基本的匀变速直线运动公式进行问题求解。
2、能力目标：(1) 能够运用匀变速直线运动的知识解决实际问题。
(2) 能够对实验数据进行处理和分析，掌握科学实验的基本方法。
(3) 能够进行团队合作，各自分工协作完成问题的解决。
3、情感目标：(1) 能够正确认识科学知识的重要性，建立正确的科学观念。
(2) 能够开阔视野，主动学习和探究科学知识，培养探究精神和创新精神。
二、教学内容1、匀变速直线运动的概念。
2、匀变速直线运动的物理量：位移、速度、加速度。
3、匀变速直线运动的基本公式：位移公式、速度公式、加速度公式。
4、匀变速直线运动的实验。
5、匀变速直线运动的实际应用。
三、教学方法本次教学主要以任务型教学为主，互动式教学为辅。
学生不仅要掌握匀变速直线运动的基本概念及公式，还要通过实验进行探究和实践，掌握科学实验的基本方法。
任务型教学有以下几个优点：任务型教学有助于培养学生的问题意识和创新思维，可以提高其自主学习能力和解决问题的能力。
任务型教学有助于培养学生的团队合作精神，培养良好的合作和竞争意识。
任务型教学可以提高教学效果，让学生通过任务的完成而达到知识的掌握。
四、教学评价1、布置预习任务，检查学生的预习情况。
2、课堂笔记和板书的评价。
3、实验报告的评价。
4、作业的评价。
五、教学反思匀变速直线运动是高中物理中非常重要的一章，通过本次教学，使得学生掌握了基本的匀变速直线运动的概念、物理量和公式，学生通过实验探究，加深对理论知识的理解，并且为了培养学生的自主学习能力，教师在教学中不是给出答案，而是引导学生探索、发现和解决问题的过程。
在任务型教学中，学生的主动性得到了很好的发挥，他们充分体现出团队合作、创新思维的意识。
匀变速运动物理实验教案分享
匀变速运动是物理学中的基础课程之一，对于学生来说，掌握该实验内容是至关重要的。
随着教学技术的不断发展，教案分享成为了一种常见的教育教学形式，本文将为大家分享一篇有关匀变速运动物理实验教案的分享文章。
一、实验目的通过该实验，学生能够深入理解匀变速直线运动的物理规律，掌握匀变速直线运动的实验方法和技巧，提高科学实验的能力，拓展学生的物理知识面。
二、实验仪器和材料（1）直线导轨（2）导轨支架（3）小车（4）电子计时器（5）蓝色胶带（6）直尺（7）计算器三、实验内容1、实验前准备将直线导轨固定在导轨支架上，放置水平。
在小车底部粘贴一块蓝色胶带，用直尺对齐胶带中心，确定小车底部的几何中心位置。
将小车放置在导轨上，用手轻推，处理轮子的摩擦，减少空气阻力影响，使小车沿着直线运动，过程中测量小车的路程和时间，得到小车在每个时间点的速度和加速度。
2、实验过程实验开始前，用直尺和计算器测量导轨的长度，然后将小车放在导轨的起点位置上，并在直线导轨上标出相等的路程节点。
当小车在距导轨起点为L（L为标尺单位）的位置时，按下计时器，并记录下小车到达相邻路程节点所需的时间t。
移动小车到距离起点为2L的位置，并重复操作记录时间t2。
按照相同的方式，将小车移动到距离起点为3L、4L…NL的路程节点上进行操作。
按照上述方法，记录下小车在不同路程位置的所需时间。
3、结果分析根据测得的路程和时间数据，计算出小车在不同路程位置下的速度和加速度，并绘制出小车在不同路程距离下的速度时间图和位移时间图，分析图像特征和相关物理规律。
四、实验难点及注意事项该实验难点主要在于小车的起始速度、小车与导轨的摩擦系数和环境因素的影响。
小车起始速度应尽可能小，打开计时器时避免对小车施加额外力。
感应器与教师台之间必须保持稳定的电气连接，保证精度和准确性。
五、实验结论本实验通过测量小车在不同时刻的路程距离，记录其到达各路程节点所需的时间，计算出小车在不同路程位置下的速度和加速度，并绘制出速度时间图和位移时间图。
2020年新教材高中物理鲁科版必修1第3章第2节匀变速直线运动的实验探究教案50
第2节匀变速直线运动的实验探究［学习目标］1 •练习使用打点计时器. 2.掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法. 3.测定匀变速直线运动的加速度. 4.学会探究仅在重力作用下物体运动的规律和方法.自主预习©探新Ml----------------------------------------------------- - ------ - ----- ■期他问----------------------------------------------------------------------------------------------- -------------------------- —一、实验原理和方法1 .打点计时器(1) 结构及特点纸在纸带上留下一系列小点，相邻两点对应的时间为0.02 s，相邻两点之间的距离可以用尺子测量，这样打点计时器既记录了时间，又记录了对应的位移.2 .频闪照相法及其应用⑴频闪照相法：禾U用照相技术，每隔一定时间曝光一次，从而形成间隔相同时间的影像的方法.(2) 频闪灯：每隔相等时间闪光一次，如每隔0.1 s闪光一次，即每秒闪光10次.(3) 频闪照片：利用频闪灯照明，照相机可以拍摄出运动物体每隔相等时间所到达的位置，通过这种方法拍摄的照片称为频闪照片.(4) 记录信息：物体运动的时间和位移.3 .物体是否做匀变速直线运动的判断方法A s A s(1) 利用平均速度v =—，当△ t很短时，可以近似认为平均速度—等于t时刻的瞬时速度，利用速度和时间关系判断物体是否做匀变速直线运动.(2) 利用△ S= S2—S1= S3—S2=・・・=S n—S n—1 = 判断物体是否做匀变速直线运动.、实验器材打点计时器、纸带、复写纸、低压交流电源、小车、垫片、长木板、刻度尺、导线等.三、实验步骤1 •将打点计时器固定在长木板的一端，并用垫片垫高此端，使木板倾斜•如图所示.2 •连接好打点计时器的电路. (注意此过程中要断开开关)3 •将纸带穿过打点计时器，连接在小车后面，并使小车靠近打点计时器.4 •闭合电路开关，然后释放小车，打完纸带后立即关闭电源.5 •更换纸带，重复操作三次.6 .选择一条点迹最清晰的纸带，舍掉开头一些过于密集的点，找一适当的点作为开始计数点位置编号0123456时间t/S00.10.20.30.40.50.6相邻计数点间的距离S/m对应计数点的速度v/(m・s 一1)1 •用逐差法求加速度以取六个间隔为例，则S4—S i S5—S2 S6—S3ai=TT^，a2=，a3= =lT r.加速度的平均值为ia = 3( a i + a2+ a3)31 S4—S i S5—S2 S6—S3=3亍+亍+亍1=9千[(S4 + S5 + S6)—( S1 + S2+ S3)] •逐差法处理数据求加速度的平均值，好处是各个数据都得到了利用，达到正、负偶然误差充分抵消的作用，使计算结果更接近真实值.2 .用v-t图象求加速度(1) 在三条纸带中选择一条最清晰的，舍掉开头一些比较密集的点迹，在后边便于测量的地方找一个开始点，为了测量方便和减小误差，通常选择相隔0.1 S的若干计数点进行测量，在选好的开始点下面标明0,在第六个点下面标1,在第11个点的下面标2,依此类推，每5 个点下面计一个数，这些标数字的点叫作计数点•如图所示，测出两相邻计数点的距离分别为S1、S2、S3…填入下表.1 b …* L''2 '■ a ■■ ■・ ■ ■ in3 4c m \'5亠1的1J1M1歸------*1位置间隔 0〜1 1〜22〜33〜44〜5间隔距离s /m（2）根据测量结果，再利用匀变速直线运动的瞬时速度的求解方法，即中间时刻的瞬时速,__,__,一S n + S n +1度可以用这段时间内的平均速度来求解，也就是 V n = 2T 可求出打第n 个计数点时纸带的瞬时速度，并将瞬时速度的值填入下表.位置编号 1234时间t /s速度 v /（m •s 一1）（3）作出速度一时间图象.在坐标纸上，以速度v 为纵轴、时间t 为横轴建立直角坐标系. 根据上表中的v 、t 数据， 在直角坐标系中描点，如图所示，通过观察、思考，找出这些点的分布规律，然后根据这些 点的分布趋向，用一条平滑的曲线（包括直线）连接这些点，并尽量让多数点落在曲线上 （或直线上），不在曲线（或直线）上的点应分布在曲线（或直线）两侧，且两侧的点数大致相同.■ s'1）1 1 I I ・"I !• ■'」i 丨・1i 1 ■ 1 1 n 1 ii i. i ■ 1 i 1 i h i »・1 i 1nra□:Ell£ IDI M口a ci cM M l-d ■ ■b T -1 b n n -1 tr-l I -II -rl»l - TH t■1土irl Mn-j 皿31 IL'IMJ； <H fM i y F ■-i ►!■M hl -4 + l-d ■ Ji M +-1 ! -i 1 T Ii^ri FITTFiTr mi ■T FlJ 2 a 皿 I&I£ IIIIIIII 1」ii111CutBillIIII Jt'j. Hill ■J■i阿「 M ►!-E2 id □:cu e IDI J LU:ao -i 1 Tjfi Mkl ：，卜屮 -<■ ki + T-I4I Y 、M卜］口 JDI」丄丄」jj LIr Tn nn' I -I "T ri T -i'n n五、误差分析 误差产生原因减小方法偶然 误差 ① 纸带上计数点间距离的测量 ② v -t 图作出的并非一条直线 ① 多次测量求平均值② 大多数点在线上，不在线上的点尽可能均_ 匀分布在两侧系统 误差① 小车、纸带运动过程中有摩擦 ② 电源的不稳定性① 使用电火花打点计时器 ② 使用稳压电源六、注意事项1•开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器.2 .应该是先接通电源，等打点稳定后，再释放小车.3.打点完毕，立即断开电源.4 .如打出的点较轻或是短线时，应调整振针距复写纸的高度.5•选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点密集部分，适当选取计数点，弄清楚时间间隔T.6 .每打好一条纸带，将定位轴上的复写纸换个位置，以保证打点清晰.7 .不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕(可先统一量出各计数点到开始点之间的距离).读数时应估读到毫米的下一位.8.要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，一般在纸带上每隔4个点取一个计数点，即时间间隔为T= 0.02 s x 5 = 01s.9•在坐标纸上画v-t图象时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图象尽量分布在较大的坐标平面内.合作探究❶攻重雅【例1] 打点计时器是高中物理中重要的物理实验仪器，图中甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的，请回答下面的问题.眾粉紙盘rtW头(1) _____________ 甲图是________________________________ 打点计时器，电源采用的是⑵ 乙图是__________ 打点计时器，电源采用的是_____________(3) 某同学在“匀变速直线运动的实验探究”的实验中，用打点计时器在纸带上打的点记录小车的运动情况.他做此实验时步骤如下：A. 拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，放开纸带，再接通电源.B. 将打点计时器固定在长木板上，并接好电路.C. 把一条绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面挂上适当的钩码.D. 小车停止运动后，直接取下纸带.E. 将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔.F. 换上新纸带，重复操作三次，然后从各纸带中选取一条清晰的进行数据处理.其中错误或遗漏的步骤有：①__________________________________________________________ ；②___________________________________________________________ .将以上步骤完善后按合理的顺序填写在下面横线上.［解析］(1)甲图是电磁打点计时器，电源为4〜6 V低压交流电.(2) 乙图是电火花打点计时器，所用电源为220 V交流电.(3) 实验过程中应先接通电源再放开纸带，取纸带前应先断开电源，所以错误操作是A、D步骤.合理的顺序应是BECADF.［答案］见解析【例2】某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律•物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处).从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示•打点计时器电源的频率为50 Hz.打点计射齊酵细线滑轮(1) __________________________________________________ 通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点______________________________________________________ 和_________ 之间某时刻开始减速.(2) __________________________________ 计数点5对应的速度大小为________________________________________________ m/s ,计数点6对应的速度大小为 ________________ m/s.(保留三位有效数字)(3) 物块减速运动过程中加速度的大小为 a =［解析］(1)由于计数点6之前相邻计数点之间距离之差约为2 cm,而计数点6、7之间的距离比计数点5、6之间的距离多1.27 cm，故可判断物块在相邻计数点6和7之间某时刻开始减速.(2)计数点5对应的速度物块做加速运动时加速度大小△S加a 加=T2=2.00 X 10 —2 2 22 m/s = 2.00 m/s (0.1)V6= V5 + a 加T= 1.20 m/s.(3)物块做减速运动时的加速度大小为m/s 2.S46 2T 9.00 +11.01X 102m/s = 1.00 m/s.［答案］(1)6 7(或 7 6) (2)1.00 1.20 (3)2.00纸带的处理方法（1）分析纸带的重点是通过纸带能判断物体的运动性质，能求物体运动的瞬时速度和加速度.（2）用逐差法求加速度时，若可利用的间隔数为偶数，可将计数点间隔平分成前后两组; 若可利用的间隔数为奇数，可将居中的间隔舍去，再将计数点间隔平分成前后两组，计算时, 还应注意公式的调整.课时演练对昱素荐1.（多选）运动物体拉动穿过打点计时器的纸带，纸带上打下一系列小点，打点计时器打下的点直接记录了 （）A. 物体运动的时间B. 物体在不同时刻的位置C. 物体在不同时刻的速度D. 物体在不同时间内的位移AB ［因为打点计时器打点的时间间隔是已知的，只要数出纸带上所打点数就可知道物体运动的时间，打点计时器每打一个点与一个时刻对应.因此，打点计时器直接记录了物体运 动的时间和不同时刻所在的位置，选项A 、B 正确•如果物体做变速运动，只能求某段时间内的平均速度，不能求出不同时刻的瞬时速度；即使物体做匀速直线运动，各时刻的瞬时速度 等于运动的平均速度，也只能通过测量距离再经计算获得其运动速度，而不能直接获得•可 见打出的点不能直接记录物体在不同时刻的速度，故选项C 错误.物体在不同时间内的位移，一方面要通过测量才能知道，另一方面每打两点需间隔一段时间，也不是任意一段时间内的 位移都能测出的，所以打出的点也不能直接记录物体在不同时间内的位移，故选项D 错误.］2 .（多选）在“匀变速直线运动的实验探究”中，为了减小测量小车运动加速度的相对误差，下列措施中哪些是有益的 （）A. 使小车运动的加速度尽量小一些B. 适当增加挂在细绳下的钩码的个数C. 在同样条件下，打出多条纸带，选其中一条最理想的进行测量和计算D. 舍去纸带上较密集的点，然后选取计数点，进行计算BCD ［牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大使纸带上的点太少，或者加速度太小，而使纸带上的点太多，都会使误差增大，故A 错，B 对；从多条纸带中选出点迹清晰的纸△ s a = T 2 =—22X 10 石丁m/s2=2.00 m/s带，并舍去一些开始比较密集的点，便于测量和计算，故C D 都对.］3 •某同学用打点计时器研究小车的匀变速直线运动•他将打点计时器接到频率是50 Hz 的交流电源上，实验中得到一条纸带，如图所示•他在纸带上便于测量的地方选取第1个计数点，在该点下标明 A ,第6个点下标明B ,第11个点下标明C,第16个点下标明D,第21 个点下标明E 测量时发现B 点已模糊不清，测得 AC 长为14.56 cm, CD 长为11.15 cm, DE 长 为13.73 cm.由以上数据可以算出：打点计时器打 C 点时小车的瞬时速度大小为 __________________________________________________ m/s , 小车运动的加速度大小为 ____________ m /s 1 2, AB 间的距离应为 __________ c m.b 启总方菱\［解析］由打点计时器的频率知，相邻两计数点间的时间间隔 T = 0.1 s.C 点的瞬时速度V C 等于AE 段的平均速度V AE ，即1 读出距离： d 1= 1.20 cm , d2 = ___________ cm, d 3= __________ cm.2 计算小车通过计数点“ 2”的瞬时速度 V 2= __________ m/s.(结果保留两位有效数字)⑶ 小车的加速度大小 a= ______________ m/s 2.(结果保留两位有效数字)［解析］(1)由毫米刻度尺的刻度可知d 2 = 5.40 cm , d 3= 12.00 cm.(2)小车通过计数点“ 2”的瞬时速度可用“ 1”“ 3”间的平均速度表示，贝UV 2 =S AEV c = V AE = 4T14.56 + 11.15 + 13.73 4X 0.1 cm/s=98.6 cm/s = 0.986 m/s ,—2△ S = S DE一S CD= 2.58 cm = 2.58 x 10 m,由△ s= 得小车运动的加速度大小△sa=亍r = 2.58 m/s由题意知S BC+S AB= 14.56 cm ,S BC—S AB=△ s= 2.58 cm，解得S AB= 5.99 cm.［答案］0.986 2.58 5.994 .在“探究匀变速直线运动”的实验中，用打点周期为0.02 s的计时器记录小车做匀变速直线运动的纸带如图所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5共6个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着最小分度为毫米的刻度尺，零刻度线跟“0”计数点对齐•由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离"、d2、d3.血△ v V 4— V 22△7 = 10X 0.02 s = 0.60 m/s［答案］(1)5.4012.00(2)0.215.—小球在桌面上从静止开始做匀加速运动.现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置编号•如图所示,s 〃cm S 2/cmS s /cmS 4/cm8.20 9.30 10.40 11.50 d 2— d i10x 0.02 s0.21 m/s.(3)小车通过计数点“ 4”的瞬时速度d 3— d 2V4= 10X 0.02S =°33 m/s ，则小车加速度大小a(3)0.601位置恰为小球刚开始运动的瞬间，摄影机连续两次曝光的时间间隔均为1s ，则小球在 4位置时的瞬时速度约为加速度大约为m/s ，小球从1位置到6位置的运动过程中的平均速度为m/s 2.m/s ，在该过程中的123 456 0JO203040［™j［解析］ 由题图可知，1〜6计数点的刻度依次是 0,1.5,6.0,13.5,24.0,37.5 ，所以SL1.5 cm , S 2= 4.5 cm , S 3= 7.5 cm , S 4= 10.5 cm , S 5= 13.5 cm.小球在 4 位置时的瞬时速度为 3、5位置之间的平均速度一 2(24.0 — 6.0 〃 10V 4=m/s = 0.09 m/sX ］小球从1位置到6位置的运动过程中的平均速度—2—37.5 X 10 v =m/s = 0.075 m/s5X1由△ s = at 2得该过程中的加速度△ s 3.0 X 10 22a =p =m/s = 0.03 m/s t1［答案］0.090.0750.03一 16 .如图所示，一个小球沿斜面向下运动，用每间隔10s 曝光一次的频闪相机拍摄不同时1刻小球位置的照片，即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为 和S ，测得小球在几个连续相等时间内位移(数据见表)，则(2)在如图所示的坐标系中作出小车的 v -t 图线，并根据图线求出 a =的运动性质属于 直线运动.⑵有甲、 乙两位同学计算小球加速度方法如下:甲同学:S 2 — S 1 S 3 — S 2S 4 — S 3a 1=T ^，a2 =T ^，a3 =T ^，a 1 + a 2 + a 3a =乙同学:S 3 — S 1 S 4 — S 2 a 1 + a 2a i = ，a 2 = ，a =你认为甲、乙中哪位同学的计算方法正确? ，加速度值为2m/s .(3)图中频闪相机拍摄第二张照片的时刻小球瞬时速度为 m/s.［解析］ ⑴ 根据表格中位移数据可知，S 4— S 3= S 3— S 2= S 2— S 1= 1.1 cm , 则小球在连续相邻相等时间内的位移之差相等，故小球做匀加速直线运动. ....a 1 -P a 2 -P a ? S 4 — s 1 ..⑵ 甲同学计算的加速度a =—土 二•= 亍，乙同学计算出的加速度a 1- a 2a =—2S3+ 诂 S1 * "，很显然，甲同学的计算结果偶然误差较大,故乙同学的计算方法正确，代 入数值得a = 1.1 m/s 2.(3)根据匀变速直线运动的中间时刻瞬时速度公式得, 一S 1 + S 2V 丄=V =-，贝y v =2T8.20 + 9.30 x 10「2m 〜 ―2X30^---------------------------- = °.875 m/s.［答案］⑴相等匀加速 (2)乙 1.1(3)0.8757 •在探究小车速度随时间变化规律的实验中，得到如图所示的一条记录小车运动情况的纸带，图中 A B C D E 为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T = 0.1 s.Z5D^27--------------- 60.30105.60单位：cm(1)根据纸带计算各点瞬时速度，V D =m/s , v c =m/s , V B =m/s.(3) ________________________________________ 将图线延长与纵轴相交，交点的速度是 __________________________________________________ m/s ，此速度的物理意义是 ______________-260.30 - 7.50 X 10 , * ,V C=' m/s = 2.64 m/s0.2(2)作出v -t 图线如图所示(3)由图知：交点的速度为 0.1 m/s ，表示零时刻小车经过A 点时的速度.［答案］(1)3.90 2.64 1.38［解析］(1)根据Vt = V 可知2105.60 - 27.600.2m/s = 3.90 m/s27.60 X 10B =0.2m/s = 1.38 m/s.根据图线斜率知a = 12.60 m/sV D X 10-2⑵见解析图12.60 m/s(3)0.1 零时刻小车经过A点时的速度。
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第2节 匀变速直线运动的实验探究[学习目标] 1．练习使用打点计时器． 2.掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法． 3.测定匀变速直线运动的加速度． 4.学会探究仅在重力作用下物体运动的规律和方法．一、实验原理和方法1．打点计时器(1)结构及特点电火花打点计时器电磁打点计时器结构图示工作电压220 V 交流电4～6 V 交流电打点方式周期性产生电火花振针周期性上下振动打点周期0.02 s0.02 s记录信息位移、时间(2)工作原理：纸带穿过打点计时器在物体带动下运动时，振针的上下振动便会通过复写纸在纸带上留下一系列小点，相邻两点对应的时间为0.02 s ，相邻两点之间的距离可以用尺子测量，这样打点计时器既记录了时间，又记录了对应的位移．2．频闪照相法及其应用(1)频闪照相法：利用照相技术，每隔一定时间曝光一次，从而形成间隔相同时间的影像的方法．(2)频闪灯：每隔相等时间闪光一次，如每隔0.1 s 闪光一次，即每秒闪光10次．(3)频闪照片：利用频闪灯照明，照相机可以拍摄出运动物体每隔相等时间所到达的位置，通过这种方法拍摄的照片称为频闪照片．(4)记录信息：物体运动的时间和位移．3．物体是否做匀变速直线运动的判断方法(1)利用平均速度v ＝，当Δt 很短时，可以近似认为平均速度等于t 时刻的瞬时Δs Δt ΔsΔt速度，利用速度和时间关系判断物体是否做匀变速直线运动．(2)利用Δs ＝s 2－s 1＝s 3－s 2＝…＝s n －s n －1＝aT 2判断物体是否做匀变速直线运动．二、实验器材打点计时器、纸带、复写纸、低压交流电源、小车、垫片、长木板、刻度尺、导线等．三、实验步骤1．将打点计时器固定在长木板的一端，并用垫片垫高此端，使木板倾斜．如图所示．2．连接好打点计时器的电路．(注意此过程中要断开开关)3．将纸带穿过打点计时器，连接在小车后面，并使小车靠近打点计时器．4．闭合电路开关，然后释放小车，打完纸带后立即关闭电源．5．更换纸带，重复操作三次．6．选择一条点迹最清晰的纸带，舍掉开头一些过于密集的点，找一适当的点作为开始点．选择相隔0.1 s 的若干个计数点进行长度测量，并将数据填入下面表格中．计数点位置编号0123456时间t /s0.10.20.30.40.50.6相邻计数点间的距离s /m 对应计数点的速度v /(m·s －1)四、数据处理1．用逐差法求加速度以取六个间隔为例，则a 1＝，a 2＝，a 3＝.s 4－s 13T 2s 5－s 23T 2s 6－s 33T 2加速度的平均值为a ＝(a 1＋a 2＋a 3)13＝13(s 4－s 13T 2＋s 5－s 23T 2＋s 6－s 33T 2)＝[(s 4＋s 5＋s 6)－(s 1＋s 2＋s 3)]．19T 2逐差法处理数据求加速度的平均值，好处是各个数据都得到了利用，达到正、负偶然误差充分抵消的作用，使计算结果更接近真实值．2．用v t 图象求加速度(1)在三条纸带中选择一条最清晰的，舍掉开头一些比较密集的点迹，在后边便于测量的地方找一个开始点，为了测量方便和减小误差，通常选择相隔0.1 s 的若干计数点进行测量，在选好的开始点下面标明0，在第六个点下面标1，在第11个点的下面标2，依此类推，每5个点下面计一个数，这些标数字的点叫作计数点．如图所示，测出两相邻计数点的距离分别为s 1、s 2、s 3…填入下表．位置间隔0～11～22～33～44～5间隔距离s /m(2)根据测量结果，再利用匀变速直线运动的瞬时速度的求解方法，即中间时刻的瞬时速度可以用这段时间内的平均速度来求解，也就是v n ＝可求出打第n 个计数点时纸带的s n ＋s n ＋12T瞬时速度，并将瞬时速度的值填入下表．位置编号1234时间t /s 速度v /(m·s －1)(3)作出速度—时间图象．在坐标纸上，以速度v 为纵轴、时间t 为横轴建立直角坐标系．根据上表中的v 、t 数据，在直角坐标系中描点，如图所示，通过观察、思考，找出这些点的分布规律，然后根据这些点的分布趋向，用一条平滑的曲线(包括直线)连接这些点，并尽量让多数点落在曲线上(或直线上)，不在曲线(或直线)上的点应分布在曲线(或直线)两侧，且两侧的点数大致相同．五、误差分析误差产生原因减小方法偶然误差①纸带上计数点间距离的测量②v t 图作出的并非一条直线①多次测量求平均值②大多数点在线上，不在线上的点尽可能均匀分布在两侧系统误差①小车、纸带运动过程中有摩擦②电源的不稳定性①使用电火花打点计时器②使用稳压电源六、注意事项1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器．2．应该是先接通电源，等打点稳定后，再释放小车．3．打点完毕，立即断开电源．4．如打出的点较轻或是短线时，应调整振针距复写纸的高度．5．选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点密集部分，适当选取计数点，弄清楚时间间隔T.6．每打好一条纸带，将定位轴上的复写纸换个位置，以保证打点清晰．7．不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕(可先统一量出各计数点到开始点之间的距离)．读数时应估读到毫米的下一位．8．要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，一般在纸带上每隔4个点取一个计数点，即时间间隔为T＝0.02 s×5＝0.1 s.9．在坐标纸上画vt图象时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图象尽量分布在较大的坐标平面内．【例1】 打点计时器是高中物理中重要的物理实验仪器，图中甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的，请回答下面的问题．甲 乙(1)甲图是________打点计时器，电源采用的是________．(2)乙图是________打点计时器，电源采用的是________．(3)某同学在“匀变速直线运动的实验探究”的实验中，用打点计时器在纸带上打的点记录小车的运动情况．他做此实验时步骤如下：A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，放开纸带，再接通电源．B．将打点计时器固定在长木板上，并接好电路．C．把一条绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面挂上适当的钩码．D．小车停止运动后，直接取下纸带．E．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔．F．换上新纸带，重复操作三次，然后从各纸带中选取一条清晰的进行数据处理．其中错误或遗漏的步骤有：①___________________________________________________；②___________________________________________________.将以上步骤完善后按合理的顺序填写在下面横线上．______________________________________________________________________________________________________.[解析] (1)甲图是电磁打点计时器，电源为4～6 V 低压交流电．(2)乙图是电火花打点计时器，所用电源为220 V 交流电．(3)实验过程中应先接通电源再放开纸带，取纸带前应先断开电源，所以错误操作是A 、D 步骤．合理的顺序应是BECADF.[答案] 见解析【例2】 某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律．物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)．从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示．打点计时器电源的频率为50 Hz.(1)通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点________和________之间某时刻开始减速．(2)计数点5对应的速度大小为________ m/s ，计数点6对应的速度大小为________ m/s.(保留三位有效数字)(3)物块减速运动过程中加速度的大小为a ＝________ m/s 2.[解析] (1)由于计数点6之前相邻计数点之间距离之差约为2 cm ，而计数点6、7之间的距离比计数点5、6之间的距离多1.27 cm ，故可判断物块在相邻计数点6和7之间某时刻开始减速．(2)计数点5对应的速度v 5＝＝ m/s ＝1.00 m/s.s 462T (9.00＋11.01)×10－22×0.1物块做加速运动时加速度大小a 加＝＝ m/s 2＝2.00 m/s 2.Δs 加T 22.00×10－2(0.1)2v 6＝v 5＋a 加T ＝1.20 m/s.(3)物块做减速运动时的加速度大小为a ＝＝ m/s 2＝2.00 m/s 2.ΔsT 22×10－2(0.1)2[答案] (1)6 7(或7 6) (2)1.00 1.20 (3)2.00纸带的处理方法(1)分析纸带的重点是通过纸带能判断物体的运动性质，能求物体运动的瞬时速度和加速度．(2)用逐差法求加速度时，若可利用的间隔数为偶数，可将计数点间隔平分成前后两组；若可利用的间隔数为奇数，可将居中的间隔舍去，再将计数点间隔平分成前后两组，计算时，还应注意公式的调整．1．(多选)运动物体拉动穿过打点计时器的纸带，纸带上打下一系列小点，打点计时器打下的点直接记录了( )A．物体运动的时间B．物体在不同时刻的位置C．物体在不同时刻的速度D．物体在不同时间内的位移AB [因为打点计时器打点的时间间隔是已知的，只要数出纸带上所打点数就可知道物体运动的时间，打点计时器每打一个点与一个时刻对应．因此，打点计时器直接记录了物体运动的时间和不同时刻所在的位置，选项A、B正确．如果物体做变速运动，只能求某段时间内的平均速度，不能求出不同时刻的瞬时速度；即使物体做匀速直线运动，各时刻的瞬时速度等于运动的平均速度，也只能通过测量距离再经计算获得其运动速度，而不能直接获得．可见打出的点不能直接记录物体在不同时刻的速度，故选项C错误．物体在不同时间内的位移，一方面要通过测量才能知道，另一方面每打两点需间隔一段时间，也不是任意一段时间内的位移都能测出的，所以打出的点也不能直接记录物体在不同时间内的位移，故选项D错误．] 2．(多选)在“匀变速直线运动的实验探究”中，为了减小测量小车运动加速度的相对误差，下列措施中哪些是有益的( )A．使小车运动的加速度尽量小一些B．适当增加挂在细绳下的钩码的个数C．在同样条件下，打出多条纸带，选其中一条最理想的进行测量和计算D．舍去纸带上较密集的点，然后选取计数点，进行计算BCD [牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大使纸带上的点太少，或者加速度太小，而使纸带上的点太多，都会使误差增大，故A错，B对；从多条纸带中选出点迹清晰的纸带，并舍去一些开始比较密集的点，便于测量和计算，故C、D都对．]3．某同学用打点计时器研究小车的匀变速直线运动．他将打点计时器接到频率是50 Hz 的交流电源上，实验中得到一条纸带，如图所示．他在纸带上便于测量的地方选取第1个计数点，在该点下标明A ，第6个点下标明B ，第11个点下标明C ，第16个点下标明D ，第21个点下标明E .测量时发现B 点已模糊不清，测得AC 长为14.56 cm ，CD 长为11.15 cm ，DE 长为13.73 cm.由以上数据可以算出：打点计时器打C 点时小车的瞬时速度大小为________m/s ，小车运动的加速度大小为________m/s 2，AB 间的距离应为________cm.[解析] 由打点计时器的频率知，相邻两计数点间的时间间隔T ＝0.1 s.C 点的瞬时速度v C 等于AE 段的平均速度AE ，即v －v C ＝AE ＝＝ cm/sv －s AE 4T 14.56＋11.15＋13.734×0.1＝98.6 cm/s ＝0.986 m/s ，Δs ＝s DE －s CD ＝2.58 cm ＝2.58×10－2 m ，由Δs ＝aT 2得小车运动的加速度大小a ＝＝2.58 m/s 2，ΔsT 2由题意知s BC ＋s AB ＝14.56 cm ，s BC －s AB ＝Δs ＝2.58 cm ，解得s AB ＝5.99 cm.[答案] 0.986 2.58 5.994．在“探究匀变速直线运动”的实验中，用打点周期为0.02 s 的计时器记录小车做匀变速直线运动的纸带如图所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5共6个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着最小分度为毫米的刻度尺，零刻度线跟“0”计数点对齐．由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离d 1、d 2、d 3.(1)读出距离：d 1＝1.20 cm ，d 2＝________cm ，d 3＝________cm.(2)计算小车通过计数点“2”的瞬时速度v 2＝________ m/s.(结果保留两位有效数字)(3)小车的加速度大小a ＝________m/s 2.(结果保留两位有效数字)[解析] (1)由毫米刻度尺的刻度可知d 2＝5.40 cm ，d 3＝12.00 cm.(2)小车通过计数点“2”的瞬时速度可用“1”“3”间的平均速度表示，则v 2＝d 2－d 110×0.02 s＝0.21 m/s.(3)小车通过计数点“4”的瞬时速度v 4＝＝0.33 m/s ，则小车加速度大小d 3－d 210×0.02 sa ＝＝＝0.60 m/s 2.Δv Δt v 4－v 210×0.02 s[答案] (1)5.40 12.00 (2)0.21 (3)0.605．一小球在桌面上从静止开始做匀加速运动．现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置编号．如图所示，1位置恰为小球刚开始运动的瞬间，摄影机连续两次曝光的时间间隔均为1 s ，则小球在4位置时的瞬时速度约为________m/s ，小球从1位置到6位置的运动过程中的平均速度为______m/s ，在该过程中的加速度大约为________m/s 2.[解析] 由题图可知，1～6计数点的刻度依次是0,1.5,6.0,13.5,24.0,37.5，所以s 1＝1.5 cm ，s 2＝4.5 cm ，s 3＝7.5 cm ，s 4＝10.5 cm ，s 5＝13.5 cm.小球在4位置时的瞬时速度为3、5位置之间的平均速度v 4＝m/s ＝0.09 m/s(24.0－6.0)×10－22×1小球从1位置到6位置的运动过程中的平均速度＝m/s ＝0.075 m/s v － 37.5×10－25×1由Δs ＝at 2得该过程中的加速度a ＝＝m/s 2＝0.03 m/s 2.Δst 2 3.0×10－21[答案] 0.09 0.075 0.036．如图所示，一个小球沿斜面向下运动，用每间隔 s 曝光一次的频闪相机拍摄不同时110刻小球位置的照片，即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为 s ，测得小球在几110个连续相等时间内位移(数据见表)，则s 1/cms 2/cms 3/cms 4/cm8.209.3010.4011.50(1)小球在连续相邻相等时间内的位移之差________(选填“相等”或“不相等”)，小球的运动性质属于________直线运动．(2)有甲、乙两位同学计算小球加速度方法如下：甲同学：a 1＝，a 2＝，a 3＝，a ＝s 2－s 1T 2s 3－s 2T 2s 4－s 3T 2a 1＋a 2＋a 33乙同学：a 1＝，a 2＝，a ＝s 3－s 12T 2s 4－s 22T 2a 1＋a 22你认为甲、乙中哪位同学的计算方法正确？________，加速度值为________m/s 2.(3)图中频闪相机拍摄第二张照片的时刻小球瞬时速度为________m/s.[解析] (1)根据表格中位移数据可知，s 4－s 3＝s 3－s 2＝s 2－s 1＝1.1 cm ，则小球在连续相邻相等时间内的位移之差相等，故小球做匀加速直线运动．(2)甲同学计算的加速度a ＝＝，乙同学计算出的加速度a ＝＝a 1＋a 2＋a 33s 4－s 13T 2a 1＋a 22，很显然，甲同学的计算结果偶然误差较大，故乙同学的计算方法正确，代(s 3＋s 4)－(s 1＋s 2)4T 2入数值得a ＝1.1 m/s 2.(3)根据匀变速直线运动的中间时刻瞬时速度公式得，v ＝＝，则v ＝＝t 2v － s t s 1＋s 22T ＝0.875 m/s.(8.20＋9.30)×10－2m2×0.1 s[答案] (1)相等 匀加速 (2)乙 1.1 (3)0.8757．在探究小车速度随时间变化规律的实验中，得到如图所示的一条记录小车运动情况的纸带，图中A 、B 、C 、D 、E 为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T ＝0.1 s.(1)根据纸带计算各点瞬时速度，v D ＝________ m/s ，v C ＝________ m/s ，v B ＝________ m/s.(2)在如图所示的坐标系中作出小车的v t 图线，并根据图线求出a ＝________.(3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度是______ m/s ，此速度的物理意义是________．[解析] (1)根据v ＝可知t 2v －v D ＝ m/s ＝3.90 m/s(105.60－27.60)×10－20.2v C ＝ m/s ＝2.64 m/s(60.30－7.50)×10－20.2v B ＝ m/s ＝1.38 m/s.27.60×10－20.2(2)作出v t 图线如图所示根据图线斜率知a ＝12.60 m/s 2.(3)由图知：交点的速度为0.1 m/s ，表示零时刻小车经过A 点时的速度．[答案] (1)3.90 2.64 1.38(2)见解析图 12.60 m/s 2(3)0.1 零时刻小车经过A 点时的速度。