南京市金陵中学物理必修1教案:6-探究小车做匀变速直线运动
高一物理必修1学案_匀变速直线运动的研究(生)
第二章匀变速直线运动的研究—学案1实验:探究小车速度随时间变化的规律一、实验目的1.进一步练习使用打点计时器.2.利用v-t图象处理数据,并据此判断物体的运动性质.3.能根据实验数据求加速度.二、实验原理1.利用打点计时器所打纸带的信息,代入计算式v n=x n+x n+12T,即用以n点为中心的一小段位移的平均速度代替n点的瞬时速度.2.用描点法作出小车的v-t图象,根据图象的形状判断小车的运动性质.若所得图象为一条倾斜直线则表明小车做匀变速直线运动.3.利用v-t图象求出小车的加速度.三、实验器材打点计时器、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源.一、实验步骤1.如图2-1-1所示,把附有滑轮的长木板放在实验桌上,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.图2-1-12.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.3.把小车停在靠近打点计时器处,接通电源后,释放小车,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.4.换上新的纸带,重复实验两次.5.增减所挂钩码,按以上步骤再做两次实验. 二、数据处理 1.表格法(1)从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开始一些比较密集的点,在后面便于测量的地方找一个点,作为计数始点,以后依次每五个点取一个计数点,并标明0、1、2、3、4…如图2-1-2所示.图2-1-2(2)依次测出01、02、03、04…的距离x 1、x 2、x 3、x 4…,填入表中.位置 123456长度x 1 x 2 x 3 x 4 x 5x 6各段长度 0~2 1~3 2~4 3~5 4~6 时间间隔v /(m·s -1)(3)1、2、3、4…各点的瞬时速度分别为:v 1=x 22T 、v 2=x 3-x 12T 、v 3=x 4-x 22T 、v 4=x 5-x 32T….将计算得出的各点的速度填入表中.(4)根据表格中的数据,分析速度随时间变化的规律. 2.图象法(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2-1-3所示.图2-1-3(3)观察所得到的直线,分析物体的速度随时间的变化规律. (4)根据所画v -t 图象求出小车运动的加速度a =ΔvΔt.三、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,从而计算出的瞬时速度有误差.3.作v-t图象时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差.四、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,再释放小车.3.打点完毕,立即断开电源.4.选取一条点迹清晰的纸带,适当舍弃点密集部分,适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别),弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒.5.要防止钩码落地,避免小车跟滑轮相碰,当小车到达滑轮前及时用手按住.6.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=0.02×5 s=0.1 s.7.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.实验探究一对实验操作的考查在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,用打点计时器在纸带上打的点记录了小车的运动情况.某同学做此实验时的步骤如下: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.把一条细绳拴在小车上,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,再重复操作两次,然后从各纸带中选取一条点迹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,其合理的顺序为________.【解析】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,所以错误的步骤是A、D.该实验步骤中合理的顺序为BECADF.【答案】(1)A中应先接通电源,再放开纸带(2)D中取纸带前应先断开电源BECADF实验探究二 实验数据的处理在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,如图2-1-4所示为记录小车运动情况的一条纸带,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.图2-1-4(1)计算D 、C 、B 各点的瞬时速度,v D =________m/s ,v C =________m/s ,v B =________m/s.图2-1-5(2)在如图2-1-5所示坐标系中作出小车的v -t 图象,并根据图象求出a =________. 【解析】 (1)若时间较短,用平均速度可以代替某点的瞬时速度.D 点的瞬时速度v D =x CE 2T =78.002×0.1 cm/s =390 cm/s =3.90 m/s ,C 点的瞬时速度v C =x BD 2T =52.802×0.1 cm/s =264 cm/s =2.64 m/s ,B 点的瞬时速度v B =x AC 2T =27.602×0.1cm/s =138 cm/s =1.38 m/s.(2)由(1)中数据作出小车的v -t 图象如图所示,由图线的斜率可求得它的平均加速度a =Δv Δt =1.260.1m/s 2=12.6 m/s 2. 【答案】 (1)3.90 2.64 1.38 (2)图见解析 12.6 m/s 2课时作业(六)1.在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,下列说法中正确的是( ) A .长木板一定要水平摆放B .使用刻度尺测量长度时,不必估读C .使用刻度尺测量长度时,要估读到最小刻度的下一位D .作v -t 图象时,所描线必须经过每一个点2.(多选)一小球在水平桌面上做直线运动,用照相机对着小球每隔0.1 s 拍照一次,得到一幅频闪照片,用刻度尺量得照片上小球各位置如图2-1-6所示,已知照片与实物的比例为1∶10,则( )图2-1-6A .图中对应的小球在通过8 cm 距离内的平均速度是2 m/sB .图中对应的小球在通过8 cm 距离内的平均速度是1.6 m/sC .图中对应的小球通过6 cm 处的瞬时速度是2.5 m/sD .图中对应的小球通过6 cm 处的瞬时速度是2 m/s3.(多选)在“探究小车速度随时间变化规律”实验中,下列方法中有助于减小实验误差的是( ) A .选取计数点,把每打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 .舍去纸带上开始时密集的点,只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算D .适当增加挂在细绳下钩码的个数4.一小球在桌面上从静止开始做加速直线运动,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2-1-7甲所示,1位置恰为小球刚开始运动的瞬间,作为零时刻.摄影机连续两次曝光的时间间隔均相同,小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置的速度分别为v 1=0,v 2=0.06 m/s ,v 3=__________m/s ,v 4=0.18 m/s ,v 5=__________m/s.在图2-1-6乙所示的坐标纸上作出小球的速度—时间图象(保留描点痕迹).甲乙图2-1-75.如图2-1-8所示,用滴水计时器研究小车的速度随时间的变化,步骤如下:(1)在斜面上铺上白纸,用图钉钉住.把滴水计时器固定在小车的一端(也可固定在侧面),在小车的另一端(或另一侧)固定一个平衡物,如图.调节滴水计时器滴水速度,使之每秒滴n滴(以滴水计时器内盛满水时为准).在斜面顶端放置一浅盘.图2-1-8(2)把小车放在斜面顶端,把调好的滴水计时器盛满水,使水滴能滴入浅盘.随即在撤去浅盘的同时________,于是水滴在白纸上留下描述小车运动规律的点迹.小车到达斜面末端时立即将它握住并移开.(3)取下白纸,用直尺测量连续相邻各点迹的中心之间的距离x1,x2,…,x n,x n+1,…则第n点对应的速度v n=________.图2-1-96.如图2-1-10甲所示,用打点计时器记录小车的运动情况.小车开始在水平玻璃板上运动,后来在薄布面上做减速运动.所打出的纸带及相邻两点间的距离(单位:cm)如图乙所示,纸带上相邻两点间对应的时间间隔为0.02 s.试用作图法(v-t图象)求出小车在玻璃板上的运动速度.图2-1-102匀变速直线运动的速度与时间的关系[目标] 1.知道匀变速直线运动的概念及其种类. 2.理解匀变速直线运动的v-t图象特点,会应用v-t图象分析解决相关问题.(难点) 3.掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系公式,能进行有关计算.(重点、难点)匀变速直线运动[先填空]1.定义:沿着一条直线,且加速度不变的运动.2.分类:(1)匀加速直线运动:速度随时间均匀增加的直线运动;(2)匀减速直线运动:速度随时间均匀减小的直线运动.3.图象:匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线.[再思考]某物体的速度—时间图象如图2-2-1所示,试说明物体做什么运动?图2-2-1【提示】由于物体的v-t图象是一条倾斜直线,首先确定该物体做匀变速直线运动;又由于它的速度逐渐增大,所以说物体的运动性质为匀加速直线运动.[后判断]1.匀变速直线运动是速度均匀变化的直线运动.( )2.物体的加速度为负值时,不可能是匀加速直线运动.( )3.加速度不变的运动一定是匀变速直线运动.( )速度与时间的关系式[先填空]1.速度公式:v=v0+at.2.对公式的理解:做匀变速直线运动的物体,在t时刻的速度v等于物体在开始时刻的速度v0加上在整个过程中速度的变化量at.[再思考]1.速度公式v=v0+at中的“at”的物理意义是什么?【提示】at就是时间t内物体速度的变化量.2.做匀变速直线运动的物体的初速度与加速度方向相反,则物体的速度将一直减小,这种说法对吗?【提示】不一定.当物体的速度减小到零后,若加速度仍存在且保持不变,则物体将反向做匀加速直线运动.[后判断]1.公式v=v0+at仅适用于匀加速直线运动.( )2.速度随时间不断增加的运动叫做匀加速直线运动.( )3.速度随时间均匀减小的直线运动,叫做匀减速直线运动.( )探究一对速度—时间图象的理解(深化理解)1 探究如图2-2-2所示为某物体运动的v-t图象,请思考:图2-2-21.物体在0~t2时间内的加速度是否发生变化?物体是否做匀变速直线运动?【提示】尽管0~t2时间内图象穿过了横轴,但倾斜程度没变,斜率没变,所以加速度没变,是匀变速直线运动.2.试说明物体做什么运动?【提示】物体在0~t1时间内速度均匀减小,做匀减速直线运动;物体在t1~t2时间内速度为负值,速度方向反向了,且均匀增加,做匀加速直线运动.2 结论1.匀速直线运动的v-t图象一条平行于时间轴的直线,从图象中可以直接读出速度的大小和方向.2.匀变速直线运动的v-t图象如图2-2-3所示,匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线.图2-2-3(1)直线a 反映了速度随着时间是均匀增加的,为匀加速直线运动的图象. (2)直线b 反映了速度随着时间是均匀减小的,为匀减速直线运动的图象.(3)直线c 反映了速度随着时间先均匀减小,后均匀增加,由于加速度不变,整个运动过程也是匀变速直线运动.3.v -t 图象的应用:通过v -t 图象,可以明确以下信息: 图线上某点的纵坐标正负号表示瞬时速度的方向 绝对值表示瞬时速度的大小 图线的 斜率 正负号 表示加速度的方向 绝对值 表示加速度的大小图线与坐标 轴的交点 纵截距 表示初速度横截距表示开始运动或速度为零的时刻图线的拐点 表示运动性质、加速度改变的时刻两图线的交点 表示速度相等的时刻图线与横轴所围图形的面积 表示位移,面积在横轴上方位移为正值,在横轴下方位移为负值3 例证如图2-2-4为A 、B 两个物体做匀变速直线运动的v -t 图象.图2-2-4(1)A 、B 各做什么运动?求其加速度; (2)两图线的交点的意义是什么? (3)求1 s 末A 、B 的速度; (4)求6 s 末A 、B 的速度. 【思路点拨】【解析】 (1)A 物体沿规定的正方向做匀加速直线运动,加速度的大小a 1=v -v 0t =8-26m/s 2=1 m/s 2,加速度的方向沿规定的正方向;B 物体前4 s 沿规定的正方向做匀减速直线运动,4 s 后沿反方向做匀加速直线运动,加速度的大小a 2=84m/s 2=2 m/s 2,加速度的方向与规定的正方向相反.(2)两图线的交点表示此时刻两个物体的速度相同.(3)1 s 末A 物体的速度大小为3 m/s ,方向与规定的正方向相同;B 物体的速度大小为6 m/s ,方向与规定的正方向相同.(4)6 s 末A 物体的速度大小为8 m/s ,方向与规定的正方向相同;B 物体的速度大小为4 m/s ,方向与规定的正方向相反.应用v -t 图象的三点注意1.正确认识v -t 图象,从图象中读出需要的信息是解题的关键.其中图线在t 轴以上部分说明速度为正方向,图线斜率k >0,加速度为正,图线斜率k <0,加速度为负.2.物体的速度变为负值,表示物体运动方向发生了变化,负号不表示速度的大小.3.v -t 图线为直线且跨过t 轴,表示物体的速度方向发生了变化,但加速方向不变;分段分析可知物体先做匀减速直线运动至速度为零后反向做匀加速直线运动,全程物体做有往复的匀变速直线运动.4 巧练1.一个沿直线运动的物体的v -t 图象如图2-2-5所示,则下列分析错误的是 ( )图2-2-5A .图象OA 段表示物体做非匀变速运动,AB 段表示物体静止 B .图象AB 段表示物体做匀速直线运动C .在0~9 s 内物体的运动方向相同D .在9~12 s 内物体的运动方向与0~9 s 内的运动方向相反2. A 、B 两个物体在同一直线上做匀变速直线运动,它们的速度图象如图2-2-6所示,则以下说法正确的是( )图2-2-6A .A 、B 两物体运动方向一定相反 B .A 、B 两物体的加速度方向相同C .t =4 s 时,A 、B 两物体的速度相同D .A 物体的加速度比B 物体的加速度大【解析】 A 、B 两物体都向正方向运动,运动方向相同,A 错;又因A 加速运动,B 减速运动,故A 、B 的加速度方向相反,B 错;t =4 s 时,两物体的速度相同,C 对;两物体的v -t 图象,B 的斜率较大,即B 物体的加速度较大,D 错.【答案】 C探究二 速度—时间关系式的理解及应用(深化理解)1 探究1.在匀变速直线运动中,若速度和加速度均为负值,物体做什么运动?【提示】 若速度和加速度均为负值,说明物体的加速度与速度同向,物体做匀加速直线运动. 2.由v =v 0+at 可知,物体的初速度越大,加速度越大,末速度越大,这种说法对吗?【提示】 不对.物体的初速度和加速度越大,如果加速度方向与初速度方向相反,速度在减小,末速度变小.2 结论1.公式v =v 0+at 中各符号的含义 (1)v 0、v 分别表示物体的初、末速度. (2)a 为物体的加速度,且a 为恒量. 2.公式的矢量性(1)公式中的v 0、v 、a 为矢量,应用公式解题时,一般取v 0的方向为正方向,a 、v 与v 0的方向相同时取正值,与v 0的方向相反时取负值.(2)a 与v 0同向时物体做匀加速直线运动,a 与v 0方向相反时,物体做匀减速直线运动. 3.公式的适用条件公式v =v 0+at 只适用于匀变速直线运动. 4.公式v =v 0+at 的特殊形式 (1)当a =0时,v =v 0(匀速直线运动),(2)当v 0=0时,v =at (由静止开始的匀加速直线运动). 5.速度公式v =v 0+at 与加速度定义式a =v -v 0t的比较: 速度公式v =v 0+at 虽然是加速度定义式a =v -v 0t的变形,但两式的适用条件是不同的: (1)v =v 0+at 仅适用于匀变速直线运动. (2)a =v -v 0t还可适用于匀变速曲线运动. 3 例证一物体从静止开始以2 m/s 2的加速度做匀加速直线运动,经5 s 后做匀速直线运动,最后2 s 的时间内物体做匀减速直线运动直至静止.求:(1)物体做匀速直线运动的速度是多大? (2)物体做匀减速直线运动时的加速度是多大?【思路点拨】 (1)物体匀加速5 s 的末速度即为匀速运动的速度. (2)物体匀速运动的速度即为物体匀减速运动过程的初速度. 【解析】 解题关键是画出如下的示意图:设图中A →B 为匀加速直线运动,B →C 为匀速直线运动,C →D 为匀减速直线运动,匀速运动段的速度为AB 段的末速度,也为CD 段的初速度.(1)由速度、时间的关系式得:v B =a 1t 1=2×5 m/s=10 m/s , 即做匀速直线运动的速度为10 m/s 。
高一物理人教版必修第一册教案实验探究小车速度随时间变化的规律Word版
第二章匀变速直线运动的研究
实验:探究小车速度随时间变化的规律
教学设计
答案: A D
3、图中给出了从0 点开始每5个点取一个计数
点的纸带。
0,1,2,3,4,5,6均为计数点。
(每两个计数点间有4个点未画出)。
那么①计时器在打出1,2,3等点时小车的速度
分别为:
v1= cm/s ; v2= cm/s ;
v3= cm/s ; v4= cm/s ;
v5= cm/s
答案:v1=16. 50cm/s v2=21.40cm/s
v3=26.30cm/s v4=31.35cm/s
v5=36.30cm/s
板书设
计
§2.1实验:探究小车速度随时间变化的规律
一、实验目的
二、实验原理
三、实验仪器
四、实验步骤
五、数据处理
六、实验结论
教学后
记
个别学生对于本实验的数据处理,尚不够熟练。
对于速度时间图象的绘制也有一定的困难。
匀变速直线运动教案(集合6篇)
匀变速直线运动教案(集合6篇)匀变速直线运动教案第1篇一、教材分析本节的内容是让学生熟练运用匀变速直线运动的位移与速度的关系来解决实际问题,教材先是通过一个例题的求解,利用公式x=v0t+at2和v=v0+at推导出了位移与速度的关系:v2-v02=2ax,到本节为止匀变速直线运动的速度—时间关系、位移—时间关系、位移—速度关系就都学习了,解题过程中应注意对学生思维的引导,分析物理情景并画出运动示意图,选择合适的'公式进行求解,并培养学生规范书写的习惯,解答后注意解题规律,学生解题能力的培养有一个循序渐进的过程,注意选取的题目应由浅入深,不宜太急,对于涉及几段直线运动的问题,比较复杂,引导学生把复杂问题变成两段简单问题来解。
二、目标1知识与技能(1)理解匀变速直线运动的位移与速度的关系。
(2)掌握匀变速直线运动的位移、速度、加速度和时间的关系,会用公式解决匀变直线运动的实际问题。
(3)提高匀变速直线运动的分析能力,着重物理情景的过程,从而得到一般的学习方法和思维。
(5)培养学生将已学过的数学规律运用到物理当中,将公式、图象及物理意义联系起来加以运用,培养学生运用数学工具解决物理问题的能力。
2过程与方法利用多媒体课件与课堂学生动手实验相互结合,探究匀变速直线运动规律的应用的方法和思维。
3情感态度与价值观既要联系的观点看问题,还要具体问题具体分析。
三、教学重、难点具体到实际问题当中对物理意义、情景的分析。
四、学情分析我们的学生属于A、B、C分班,学生已有的知识和实验水平均有差距。
有些学生仅仅对公式的表面理解会做套公式的题,对物理公式的内涵理解不是很透彻,所以讲解时需要详细。
五、教学方法讲授法、讨论法、问题法、实验法。
六、课前准备1.学生的学习准备:预习已学过的两个公式(1)速度公式(2)位移与时间公式2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。
七、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。
人教版高一物理必修1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导学案
高一物理必修1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导学案【教学目标】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.通过实验探究,体验如何从实验研究中获取数据,学会利用图像处理实验数据的科学方法。
3.知道小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律。
【教学重点】测量小车的速度和作出小车运动的v-t图像【教学难点】对实验数据的处理、规律的探究和在v-t图像中画匀变速直线运动的图线【自主学习】一、进行实验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.将细绳绕过滑轮,下面挂上适当的钩码,小车在钩码的牵引下运动。
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的位置,启动,然后放开,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一行小点,随后立即关闭电源。
换上新纸带,重复实验三次。
二、数据处理1.从三条纸带中选择一条比较理想的,舍掉开头比较密集的点迹,在后边便于测量的地方找一个点做计时起点。
为了测量方便和减少误差,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=0.02s×5=0.1s。
在选好的计时起点下面表明0,在第6点下面表明1,在第11点下面表明2……,点0、1、2……叫做计数点,两个相邻计数点间的距离分别是x1、x2、x3……用刻度尺测量出结果。
2.利用第一章方法得出各计数点的瞬时速度填入下表:位置编号0 1 2 3 4 5 6 7 8 9时间t/sv1(m/s)v2(m/s)v3(m/s)3.增减所挂的钩码,或在小车上放置重物,再做两次实验,两次实验,填入表格有“v2”和“v3”的两行。
三、作出速度—时间图像1.以速度v为轴,时间t为轴建立直角坐标系,根据表中的数据,在直角坐标系中描点。
通过观察思考,找出这些点的分布规律。
新高考高一物理必修第一册匀变速直线运动:实验:探究小车速度随时间的规律 教案
第二章匀变速直线运动第一节实验:探究小车速度随时间的规律班级:课时:累计课时:时间:一、三维目标知识与技能1.通过实验探究物体运动的速度随时间变化的规律,提升实验设计、处理信息、做出解释等科学探究方面的能力。
为建构匀变速直线运动的模型奠定基础。
2.描绘物体运动的v-t图像,并通过对拟合成的图线观察、思考,找出物体速度变化的规律。
3.经历探究小车速度随时间变化的规律,体会研究直线运动的-般思路。
4.学习借助计算机数表软件绘制v-t图像,并选择适当的函数拟合数据,得到物体速度随时间变化的规律。
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2.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3.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,验证规律情感态度与价值观1.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。
2.在对实验数据的猜测过程中,提高学生合作探究能力。
3.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。
教学难点对实验数据的处理规律的探究。
教具准备学生电源、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、实物投影仪课时安排2课时六、教学过程(一)引入1.电磁打点计时器布置学生阅读打点计时器的说明书:明确打点计时器的结构,个部分的名称,工作原理及使用方法.师总结:电磁打点计时器是一种使用交流电的计时仪器.工作电压为4—6V.当电源频率为50Hz时,打点计时器每隔0.02s打一个点.通电前把纸带穿过限位孔并压在复写纸的下面.通电时,线圈产生的交变磁场使振动片磁化,振动片的一端位于永久磁铁的磁场中,由于振动片的磁极随着电流方向的改变而不断变化,在永久磁铁的作用下,振动片将上下振动.其振动周期与线圈中交流电的周期一致,即为0.02s.如果纸带运动振动片一端的振针就会在纸带上打出一系列的点.思考:电磁打点计时器用低压交流电源工作,能不能用直流电源呢,为什么?师总结:电磁打点计时器的工作原理是靠交流电的方向改变来改变电磁铁的磁极方向,从而使振动片上下振动的,且振动片的频率与交流电的频率一致.若使用50Hz的交流电打点周期正好是频率的倒数为0.02s.若使用直流电振动片将无法振动,打点计时器将打不出点!2.电火花打点计时器布置学生阅读打点计时器的说明书:明确打点计时器的结构,个部分的名称,工作原理及使用方法.师总结:电火花打点计时器可以代替电磁打点计时器使用.与电磁打点计时器不同的是:电火花打点计时器的工作电压是220V的交流电.使用时将电源插头直接插在交流220V插座内就可以了.点火花打点计时器用墨粉和电火花打点.墨粉盘夹在两条纸带之间,当按下脉冲输出开关时会产生高温电火花,高温电火花可以使墨粉汽化在纸带上.当输入交流电的频率是50Hz时,电火花打点计时器也每隔0.02s打一个点.实验是纸带的两面可以重复使用,注意降低实验成本.思考1:从原理上讲两种打点计时器哪中误差更小,为什么?学生讨论:师总结:电磁打点计时器使用时阻力较大:阻力包括振针和纸带间的摩擦以及限位孔和纸带间的摩擦.而电火花打点计时器在使用过程中阻力极小,这极小的阻力来自纸带运动的本身而不是打点时产生的,因而系统误差较小.同时电火花打点计时器操作简易,安全可靠.思考2:打点计时器能记录哪些信息?生:时间(时间间隔)和位移(二)如何利用打点计时器测量完成实验一、实验目的1.练习使用打点计时器,学会用打上点的纸带研究物体的运动情况.2.会利用纸带求匀变速直线运动的速度、加速度.3.利用打点纸带探究小车速度随时间变化的规律,并能画出小车运动的v-t图象,根据图象求加速度.二、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、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片.三、实验步骤1.把附有滑轮的长木板放在实验桌上,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,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,并把它的一端固定在小车的后面.实验装置见上图,放手后,看小车能否在木板上平稳地加速滑行.3.把小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,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系列的点,换上新纸带,重复三次.4.从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开始一些比较密集的点,在后面便于测量的地方找一个开始点,以后依次每五个点取一个计数点,确定好计数始点,并标明0、1、2、3、4、…,测量各计数点到0点的距离s,并记录填入表中.位置编号012345t/ss/mv/(m·s-1)5.计算出相邻的计数点之间的距离x1、x2、x3、….6.利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度,填入上面的表格中.7.增减所挂钩码数,再做两次实验.四、注意事项1.纸带、细绳要和长木板平行.2.释放小车前,应使小车停在靠近打点计时器的位置.3.实验时应先接通电源,后释放小车;实验后先断开电源,后取下纸带.五、练习巩固(三)用打点计时器测量瞬时速度思想方法:用某段时间内的平均速度来粗略的代替这段时间内的某点的瞬时速度.所取的时间间隔越接近该点计算出的瞬时速度就越精确.D E F G如图:要计算E点的瞬时速度可以用D---E的平均速度来替代,也可以用E—F的平均速度来替代,还可以用D —F的平均速度来替代.这三种方法中D—F包含E点切比较靠近E点,所以用D—F的平均速度来替代E点的瞬时速度是最精确的!可以用同样的方法计算出图中各点的瞬时速度填入课本24页的表2中,从表中列出的点我们可以粗略的了解纸带的运动情况.(四)用图象表示速度在表2中我们只能粗略得知纸带在有些间断的点的速度.要想知道纸带的速度变化规律我们还要借助于图象怎样用图象来表示物体的运动速度呢?学生讨论:师总结:在坐标纸上建立直角坐标系,用纵坐标表示物体的运动速度,用横坐标表示时间,根据表2中各个时刻的速度,将(v,t)作为一组坐标在图象中描点,将点连线后得出的图象称为速度---时间图象(v---t图象),简称速度图象.八、布置作业【巩固练习】1.关于用打点计时器研究小车在重物牵引下运动的实验操作,下列说法中正确的是()A.长木板不能侧向倾斜,也不能一端高一端低B.在释放小车前,小车应紧靠在打点计时器处C.应先接通电源,待打点计时器打点稳定后再释放小车D.要在小车到达定滑轮前使小车停止运动,再断开电源2.在用打点计时器研究小车在重物牵引下运动的实验中,某同学有如下操作步骤,其中错误的步骤是,遗漏的步骤是。
统编人教版物理高中必修第一册《1 实验:探究小车速度随时间变化的规律》优秀教案设计
课时教案第 单元第案课题: §2.1 实验:探究小车速度随时间变化的规律总第 年月物理观念:熟练使用打点计时器获取相关数据;教学目标 科学思维:会用学过的物理术语、图表等陈述科学探究过程和结果 核心素养 科学探究:能设计实验方案,掌握获取和处理数据的水平。
科学态度和责任:培养根据实验结果作出分析判断并得出结论案 日1、打点计时器的使用教学重点 2、实验数据处理方法3、对运动的速度随时间变化规律的探究1、对实验数据的处理规律的探究教学难点 2、3、高考考点课型实验教 具 学生电源、导线打点计时器等教法教学过程教学环节教师活动预设一、课前复习:阅读教材,完成下列问题。
1、打点计时器:学生活动预设(1)电磁打点计时器是一种使用 低压交流 电源的计时仪器。
它的工作电压是 4~6V 。
频率是 50Hz,每隔0.02s 打一个点。
如果把纸带跟运动的物体连接在一起,打点计时器便在纸带上打下一系列的点,这些点既记录了运动物体在不同时刻的 位置 ,也记录了相应 时间 。
通过 对纸带上不同点之间距离的研究,可以了解物体运动的情况。
(2)电火花计时器工作条件:使用交流电源,工作电压 220 V,工作频第1页共5页教学环节教师活动预设率为 50Hz ,它每隔 0.02s 打一个点。
2、如何求解物体的瞬时速度?3、通过 v-t 图象如何求解加速度?学生活动预设二、实验教学思考 1:该实验的目的1.进一步练习使用打点计时器.2.利用 v-t 图象处理数据,并据此判断物体的运动性质.3.能根据实验数据求加速度.思考 2:实验原理1.利用打点计时器所打纸带的信息,代入计算式vnxn xn1 2T,即用以n点为中心的一小段位移的平均速度代替 n 点的瞬时速度.2.用描点法作出小车的 v-t 图象,根据图象的形状判断小车的运动性质.若所得图象为一条倾斜直线则表明小车做匀变速直线运动.3.利用 v-t 图象求出小车的加速度.思考 3:实验器材打点计时器、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、槽码、刻度尺、(导线)交流电源.思考 4:实验步骤1.如图所示,把附有滑轮的长木板放在实验桌上,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。
高中物理必修一实验:探究小车速度随时间变化的规律教案教学设计
高中物理新课标教学设计2.1《实验:探究小车速度随时间变化的规律》教学设计【学习者分析】①.本人所在学校属于省级示范学校,学生在初中就已经进行了很长时间的探究体验,因此他们有探究的基础,优点是思维活跃,善于观察、总结、提出并回答问题,不过还存在“眼高手低”的问题及实验器材问题。
②.新课程改革打破了以前的应试教育模式,教育教学过程中师生地位平等,充分贯彻以学生为本,坚持学生的主体地位,教师的主导地位。
③.本节课是一节科学探究课,呈现在学生面前的是现象,是问题,积极引导学生探究。
④.面对一些规律的探究,学生有浓厚的探究欲望,为其思维的发散提供了较大的空间。
从另外一个角度讲,本节内容,数学运算,物理理论要求不高,适当地又降低了学习难度,选择探究式教学是最佳的途径。
探究式教学重视的是探究的过程和方法而不是结论,探究过程是产生创造思维的温床,过于重视结果可能会导致丧失探究热情,扼杀学生探究的欲望。
【教材分析】本节内容为探究实验,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,经历科学探究的活动,学会实验数据处理方法。
这节课的任务是测量小车的速度,做出小车运动的V-t图像,初步分析小车速度变化的规律。
要学生从实验研究中获取数据、做出图像、分析图像、寻找规律的科学思维方法。
【教学目标】1.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处理数据。
(5)会用v-t图像处理数据,表示运动规律(6)掌握图象的一般方法,并能用语音描述运动的特点。
2.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)经历实验过程,及时发现问题并做好调整。
(3)初步学会根据实验数据发现规律的探究方法。
3.情感态度与价值观:(1)体会实验的设计思路,体会物理学的研究方法。
(2)培养根据实验结果作出分析判断并得出结论。
高中物理人教版必修1教案-1_实验:探究小车速度随时间变化的规律_教学设计_教案_2
教学准备1. 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.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.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.5.通过经历实验探索过程,体验运动规律探索的方法.2. 教学重点/难点教学重点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.3. 教学用具多媒体、板书4. 标签教学过程一、实验目的1.进一步练习使用打点计时器2.利用v-t图象处理数据,并据此判断物体的运动性质3.能根据实验数据求加速度二、实验器材打点计时器、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源.三、实验原理1.利用打点计时器所打纸带的信息,代入计算式vn=2T(xn+xn+1),即用以n点为中心的一小段位移的平均速度代替n点的瞬时速度.2.用描点法作出小车的v-t图象,根据图象的形状判断小车的运动性质.若所得图象为一条倾斜直线则表明小车做匀变速直线运动.3.利用v-t图象求出小车的加速度.四、实验步骤1.如图所示,把附有滑轮的长木板放在实验桌上,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,释放小车,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.4.换上新的纸带,重复实验两次.5.增减所挂钩码,按以上步骤再做两次实验.五、数据处理1.表格法(1)从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开始一些比较密集的点,在后面便于测量的地方找一个点,作为计数始点,以后依次每五个点取一个计数点,并标明0、1、2、3、4…测量各计数点到0点的距离x,并记录填入表中,如图所示.(2)分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距离Δx1、Δx2、Δx3…(3)计算平均速度,用平均速度代替相关计数点的瞬时速度,填入上面的表格中.(4)根据表格中的数据,分析速度随时间怎么变化.2.图象法(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.(4)据所画v-t图象求出其斜率,就是小车运动的加速度.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,从而计算出的瞬时速度有误差.3.作v-t图象时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差.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,再释放小车.3.打点完毕,立即断开电源.4.选取一条点迹清晰的纸带,适当舍弃点密集部分,适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别),弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒.5.要防止钩码落地,避免小车跟滑轮相碰,当小车到达滑轮前及时用手按住.6.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=0.02×5 s=0.1 s.7.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.实验探究一、实验过程的理解例:在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,按照实验进行的先后顺序,将下述步骤的代号填在横线上________.A.把穿过打点计时器的纸带固定在小车的后面B.把打点计时器固定在长木板的没有滑轮的一端,并连好电路C.换上新的纸带,再重复做两次D.把长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面E.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F.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,另一端吊着合适的钩码G.断开电源,取出纸带【答案】DBAFEGC实验探究二、实验数据的处理例:在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,如图所示为记录小车运动情况的一条纸带,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)计算D、C、B各点的瞬时速度,vD=________m/s,vC=________m/s,vB=________m/s.(2)在如图2-1-5所示坐标系中作出小车的v-t图像,并根据图像求出a=________.【答案】(1)3.90 2.64 1.38(2)图12.6 m/s2实验探究三、实验的改进与创新例:利用如图所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。
南京市金陵中学物理必修教案9做匀变速直线运动位移与时间的关系
第三课 做匀变速直线运动位移与时间的关系【教学目标】1.知识与技能:(1)掌握匀变速直线运动的位移随时间的变化规律,即2021at t x +=υ; (2)会用规律2021at t x +=υ解决一般问题 (3)通过已知的匀变速运动规律,能进一般得出位移与速度的关系,即ax 2202=-υυ2.过程与方法:通过极限思想,能过匀速直线运动位移与时间的关系推导匀变速直线运动的位移与时间的关系3.情感态度与价值观:培养学生研究问题的科学方法。
【教学重点与难点】匀变速直线运动的位移与时间关系的建立。
【教学过程】一.问题引入问题1.如果一个物体做匀速直线运动,它在某一段时间内的位移等于速度与时间的乘积。
匀变速直线运动虽然是变速运动,但速度的变化遵循一定的规律,那么它的位移变化也一定存在着某种规律。
二.规律探索例:如果一个物体以4m/s 的初速度做匀加速直线运动,经过10s 速度增加到14m/s ,则在这10s 内的位移是多少?解答1:m m t v x 40)(1040=⨯==,如果用上述方法求解,结果是否正确?如果不正确,所得的答案比实际位移大还是小?不正确。
因为它的速度是越来越大,每秒平均发生的位移一定大于10m 。
解答2:m m t v x t 140)(1014=⨯==,如果用上述方法求解,结果是否正确?如果不正确,所得的答案比实际位移大还是小?不正确。
因为它的速度是越来越大,在过程中的速度一定小于14m/s ,即10s 内发生的位移一定小于140m 。
问题2:怎么办?学生肯定会想到用这两种方法求得的位移进行平均,这时教师要正确引导:这种想法很好,但则是我们一种美好的愿望,但没有理由。
教师引导:如果将这此运动分成两段相等的时间,即5s 末的速度为9m/s ,再用下列方法求解,m m t v t v x 6559542110=⨯⨯==)+(+,用此方法求得的位移比实际位移大还是小?(小)。
虽然仍然小于实际位移,但比40m 进一步接近了实际位移。
高中优秀教案高一物理教案:《探究小车速度随时间变化的规律》教案七
高一物理教案:《探究小车速度随时间变化的规律》教案七高一物理教案:《探究小车速度随时间改变的规律》教案七教材分析本节是个同学试验,用打点计时器讨论小车在重物牵引下的运动,探究小车的运动特点和规律。
教学的核心是引导同学实际讨论小车在运动中速度随时间改变的规律,目的是让同学通过科学探究活动来完成。
通过试验探究过程,体验运动规律探究的方法。
小车在重物牵引下运动看似简洁,但就其讨论问题的过程和方法是具有基础性和典型性的。
重视获取学问的过程,让同学体验一种从试验讨论中获取数据、作出图象、分析图象、查找规律的科学思维方法和力量。
这种科学思维方法贯穿整个物理试验,因此教学中必需让同学亲自动手做试验。
教材设计这个同学试验为一节,建议用2课时完成。
教学目标1.学问与技能(1)依据相关试验器材,设计试验并娴熟操作。
会运用已学学问处理纸带,求各点瞬时速度。
(2)会用表格法处理数据,并合理猜想。
巧用v-t图象处理数据,观查规律。
(3)把握画图象的一般方法,并能用简洁语言进行阐述。
2.过程与方法(1)初步学习依据试验要求设计试验、发觉某种规律的探究方法。
对打出的纸带,会用近似的方法得出各点瞬时速度。
(2)初步学会依据试验数据进行猜想、探究、发觉规律的方法。
(3)熟悉数学化繁为简的工具作用,直观地运用物理图象呈现规律,验证规律。
3.情感、看法与价值观(1)通过对小车运动的设计,培育主动主动思索问题的习惯,并熬炼思索的全面性、精准性与规律性。
(2)通过对纸带的处理、试验数据的图象呈现,培育实事求是的科学看法,能敏捷地运用科学方法来讨论问题、解决问题,提高创新意识。
教学重难点教学重点1.由试验数据得出v-t图象。
2.由v-t图象得出小车的速度随时间改变的规律。
教学难点1.试验探究过程留意事项。
2.试验数据的处理。
教学预备1、多媒体课件;2、同学完成相应预习内容;3、同学课前查阅相关背景资料,搜集有关资料。
教学过程一.试验目的(1)练习使用打点计时器(2)探究小车速度随时间改变规律。
《主题一 第二节 匀变速直线运动》教学设计教学反思
《匀变速直线运动》教学设计方案(第一课时)一、教学目标1. 理解匀变速直线运动的概念和特点。
2. 掌握匀变速直线运动的计算公式和基本规律。
3. 能够运用匀变速直线运动规律解决实际问题。
二、教学重难点1. 教学重点:理解匀变速直线运动的概念和掌握基本规律。
2. 教学难点:运用匀变速直线运动规律解决实际问题。
三、教学准备1. 准备教学用具:黑板、白板、笔、教学PPT等。
2. 搜集相关案例和实际问题,以便进行课堂讨论。
3. 提前与学生沟通,了解学生的学习基础和兴趣点。
四、教学过程:(一)导入新课1. 复习提问:上节课我们学过的运动有哪些?请举例说明。
2. 引入概念:在日常生活中,我们经常遇到物体运动速度保持不变的情况,但是也有一些情况,物体运动的速度是随时间而改变的,这种运动叫做变速运动。
其中,物体在相等的时间内速度相等的运动又称为匀变速运动。
今天,我们就来学习匀变速直线运动的相关知识。
(二)新课教学1. 匀变速直线运动的概念和分类(1)教师讲解:匀变速直线运动是指物体在一条直线上运动,且在相等的时间内速度相等的运动。
(2)引导学生思考:匀变速直线运动分为哪几种?它们有什么区别?(3)学生讨论并回答:例如匀加速直线运动和匀减速直线运动,它们的主要区别在于加速度的方向。
(4)教师总结:匀变速直线运动分为匀加速直线运动和匀减速直线运动,它们的关键在于加速度的大小和方向。
2. 匀变速直线运动的规律(1)教师讲解:在匀变速直线运动中,速度可以用位移和时间来计算,即v=s/t。
同时,根据牛顿第二定律,物体的加速度与其所受合外力成正比,与其质量成反比。
因此,我们可以根据加速度和时间的公式来推导匀变速直线运动的规律。
(2)引导学生思考:如何根据加速度和时间的公式推导出匀变速直线运动的规律?(3)学生讨论并回答:根据加速度和时间的公式,可以得出速度的变化量和时间的比值就是物体的平均加速度,即a=(v2-v1)/t。
再根据速度的变化量和时间的公式v=s/t,可以得出v2=v1+at。
人教版物理必修一《实验:探究小车速度随时间变化的规律》教案优秀设计
实验:探究小车速度随时间变化的规律教学目标: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处理数据。
5.会用v-t图像处理数据,表示运动规律6.掌握图象的一般方法,并能用语音描述运动的特点。
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.经历实验过程,及时发现问题并做好调整。
3.初步学会根据实验数据发现规律的探究方法。
三、情感态度与价值观:1.体会实验的设计思路,体会物理学的研究方法。
2.培养根据实验结果作出分析判断并得出结论。
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。
教学难点对实验数据的处理规律的探究。
教具准备学生电源、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、实物投影仪课时安排2课时设计思路在学生明确实验目的和实验原理的基础上,设计探究的流程步骤:实验——处理数据——作出速度—时间图象——分析寻找小车的运动规律。
教学过程【教师提出问题】探究目的:探究小车在重物牵引下的运动,研究小车速度随时间的变化规律。
【让学生猜想】小车的速度随时间变化有几种可能:变化先快后慢;先慢后快;均匀变化等。
可结合速度图象描述猜想。
【让学生进行实验设计】提示如何测量出不同时刻的物体运动速度;最后确定打点计时器测速度。
【实验】问题一:打点计时器结构如何?问题二:用打点计时器测小车的速度所需哪些实验器材、实验步骤?步骤:1、附有滑轮的长度板平放在实验桌上,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、用一条细绳栓住小车使细绳跨过滑轮,下边挂上适量的钩码,让纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端固定在小车的上面。
3、把小车停在靠近打点计时器处,接通电源后释放小车,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。
人教版高中物理必修1第二章 匀变速直线运动的研究1 实验:探究小车速度随时间变化的规律教案(4)
高一物理课堂教案2016年 10 月 19 日为了:钩码太多,小车加速度过大使纸带上点过少(西瓜拉钩码一下就过去了,留下点迹太少,不足以探究规律);钩码太少,小车加速度太小使一定时间内各段位移无太大差别,致使误差增大(点太密集,不方便测量)。
(4)实验时应该先开启打点计时器电源再释放小车?为了:国家的电力资源比较紧张?不是。
为了记录下来小车运动的所有点(否则会造成有效数据的缺失)。
打完一条纸带后,应该先断电源后取纸带?为了:打点计时器是不能连续工作的仪器,用完后要先断电。
(5)释放小车后,用一只手在定滑轮一端准备接住小车?为了:防止小车撞击定滑轮或者小车落地(实验室经常满地残骸,为了保护仪器)。
(6)取下纸带后,将所用钩码质量标注在纸带上,并给纸带编号?为了:便于比较不同速度下小车的运动情况。
(7)测量长度时不要用短刻度尺分别测量相邻两个计数点的长度,最好用长刻度尺对齐各计数点(不要移动尺子)读出各计数点间长度的值。
为了:避免误差的累积(但凡测量都是有误差的。
不要小看这些误差,千里之提毁于蚁穴,失之毫厘谬以千里。
)(8)一般在纸带上每5个(隔4个)取一个计数点,即时间间隔T=0.02*5=0.1s(9)长木板不能侧向倾斜,但是一端可以稍微高一些(一定注意度,人说过犹不及,稍微高一些可以平衡摩擦力;垫太高就和西瓜一样)。
(10)本实验不需要弹簧测力计,不需要测量拉力的大小。
二、处理数据注意事项:为了:减少测量误差和便于计算(1)起点:舍弃纸带开头一些过于密集的点迹,找一个适当的点作为计时起点。
(2)选点:选择相隔0.1s的若干计数点进行测量。
选点方式:每5个“计时点”或者每隔4个“计时点”选一个“计数点”。
(3)为了让小车速度有所改变以探究规律?增减所挂砝码或者在小车上放置重物。
处理数据的步骤:(1)打出纸带以后啊,我们就要处理纸带上的数据啦。
怎么处理呢?我们知道最常见的数据处理方法是“计算列表法”。
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第二章匀速直线运动规律
第一课探究小车做匀变速直线运动
徐锐
南京市金陵中学(210005)
【教学目标】
一.知识与技能
1.应用打点计时器记录小车的运动过程;
2.进一步提高处理纸带的能力;
3.了解匀变速直线运动中速度随时间的变化规律。
二.过程与方法
1.通过对实验过程的探究,了解物理学的研究方法;
2.认识数学方法在物理实验数据处理中的作用;
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。
三.情感态度和价值观
1.培养严谨求实的实验态度;
2.通过实验探究培养学习物理和研究物理问题的兴趣,学会探寻物理规律的方法;3.学习合作完成实验,交流实验体会。
【教学重点】
学习科学探究方法。
【教学难点】
纸带的处理方法。
【教学过程】
一.复习回顾
速度是描述物体的运动快慢,在实际物体运动过程上,匀速直线运动是一种理想的运动,大多数物体的运动是变速运动。
如果速度随时间是均匀变化的直线运动我们称之为匀变速直线运动,在匀变速直线运动中,我们可以通过加速度来描述速度的变化快慢。
二.课题引入
演示:小车在斜面上的下滑运动。
提出问题:小车做什么运动?(速度越来越大的运动,是加速运动),小车的速度是越来越大,它是否是匀加速运动?如何研究它的研究它的运动规律?
三.实验设计、操作、数据的处理
这是第一个研究性实验,科学探究要遵循一定的程序,采用一定的方法。
探究的操作活动包括观察、提问、实验、比较、推理、概括。
这里探究小车做匀变速直线运动,目的并非唯一是要求学生通过探究得到小车的匀变速直线运动的结论,而是通过探究学习科学探究方法,体验实验探究过程。
因为学生是初次,因此应该在教师的指导下与帮助下,逐一完成实验探究的各个过程。
因此,将实验设计、操作、问题讨论、数据的处理交叉在一起,在学生通过实验得出纸带后,与学生边讨论边处理,在此过程中教师即是同学的合作者,又是学生学习的指导者。
问题1:选用什么仪器进行研究?
打点计时器或位移传感器或光电门。
光电门研究的实验过程比较困难,难确定相同时间。
实验指导:在小车与纸带连接后,请同学们先打开电源,后松开小车,为什么这样做?
(小车在斜面上下滑的时间较短,打点计时器在打开电源的开始可能不够稳定)。
实验:由同学组成实验小组,进行实验。
问题2:观察打出的纸带,能否说明小车是做加速运动?理由是什么?
由于在相同时间内小车的位移越来越大,说明小车做加速运动。
问题3:它是匀加还是变加?如何研究?
纸带的处理指导:首先去掉开始比较密集的点,并取一个开始点O,再向后数还有多少个点(最后的几个点也不要,因为小车在最后不沿斜面滑动),后第隔5个点取一个计数点,分别为A、B、C、D、F。
这样我们可以少研究一些点。
问题4:相邻计数点之间的时间是相同的,根据你所取的点,它们的时间间隔是多少如果是每隔5个点为一个计数点,那么时间间隔为0.1s,可能由些同学打出的点比较少,也可以取4个或3个点为一个计数点,那时间为0.08s或0.06s。
数据处理指导:测量每个计数点到O点的距离,并设计表格进行数据记录(如表2.1-1)。
注意,为什么不直接测量相同时间相邻点间的距离,而使测定每个点到O点的距离,其原因有二,一是为了研究位移时间图象,二是这样的测量数据比较大,测得的相对误差较小。
表2.1-1
问题5:如果通过纸带研究小车是否为匀加速直线运动?要求同学根据表2.1-1中的数据,作出位移-时间图像。
根据图像能否证明小车的运动是匀加速运动?
根据表格,会作出如图2.1-1位移时间图线,该图象只能
说明小车做加速运动,不能说明小车做匀加速运动。
通过求瞬时速度的方向,求得每一计数点的瞬时速度,将
画出速度-时间图象。
如果速度时间图像是直线,就可以证明
小车做匀加速直线运动。
问题6:如果通过图象求加速度?
直线的低斜率。
四.学习用电子表格处理实验数据
操作步骤:
1.打开Excel电子表格;
2.制作如表2.1-1表格(如图2.1-2所示),并将数据对应记录在表格中;
3.在“插入”中打开“图表”,并选择“散点图”(如图2.1-3所示);
4.单击“下一步”出现如图2.1-4对话框,并将X轴选择表格t行数据,将y轴选择表格v n行数据,然后确定,并能得到速
度-时间的散点图。
图2.1-1
图2.1-2
图2.1-3
5.添加趋势线,可得到如图2.1-4的速度-时间图像。
图2.1-4
一.课后小记
1.位移图象不能反映物体是否做匀加速还是变加速运动,它只能反映物体做加速运动;
2.极小位移的平均速度可以认为该小位移中某点的瞬时速度,但最好是这段位移的中
间时该的瞬时速度;
3.要进一步学习用电子表格处理实验数据。