dwj探究小車速度隨時間變化的規(guī)律.ppt

2.1實驗： 探究小車速度隨時間變化的規(guī)律,（一）知識與技能,1、根據(jù)相關(guān)實驗器材，設(shè)計實驗并熟練操作。 2、會運用已學(xué)知識處理紙帶，求各點瞬時速度。 3、會用表格法處理數(shù)據(jù)，并合理猜想 4、巧用v-t圖象處理數(shù)據(jù)，觀察規(guī)律 5、掌握畫圖象的一般方法，并能用簡潔語言進行闡述。,（二）過程與方法,1、初步學(xué)習(xí)根據(jù)實驗要求，設(shè)計實驗，完成某種規(guī)律的探究方法。 2、對打出的紙帶，會用近似的方法得出各點瞬時速度。 3、初步學(xué)會根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進行猜測、探究、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的探究方法。 4、認識數(shù)學(xué)化繁為簡的工具作用，直觀地運用物理圖象展現(xiàn)規(guī)律，驗證規(guī)律,（三）情感、態(tài)度與價值觀,1、通過對小車運動的設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生積極主動思考問題的習(xí)慣，并鍛煉其思考的全面性、準確性與邏輯性。 2、通過對紙帶的處理，實驗數(shù)據(jù)的圖象展現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度，能使學(xué)生靈活地運用科學(xué)方法來研究問題，解決問題，提高創(chuàng)新意識。 3、在對實驗數(shù)據(jù)的猜測過程中，提高學(xué)生合作探究能力。 4、在對現(xiàn)象規(guī)律的語言闡述中，提高了學(xué)生的語言表達能力，還體現(xiàn)了各學(xué)科之間的聯(lián)系，可引伸到各事物間的關(guān)聯(lián)性，使自己溶入社會。,復(fù)習(xí)：,打點計時器可以測量什么物理量？ 位移 時間 （打點計時器是測量位移與時間的儀器） 位移（用刻度尺測量）；時間（兩點的時間間隔為0.02s） 通過打點計時器打出的紙帶可以間接求什么物理量？ 可以求兩點間的平均速度某一點的瞬時速度加速度。,例,請根據(jù)紙帶給出的數(shù)據(jù)求出第2個和第4個點的瞬時速度以及相應(yīng)時間內(nèi)的平均加速度,cm,一、實驗?zāi)康模?用打點計時器研究小車在重物牽引下的運動，探究小車速度隨時間的變化規(guī)律。,實驗設(shè)計,學(xué)生電源，刻度尺,鉤碼,小車,細繩,紙帶,打點計時器,一端附有定滑輪的長木板,二實驗步驟, 木板平放，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定，連接好電路。 穿紙帶；掛鉤碼。 先接通電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打完一條后立即關(guān)閉電源。 換紙帶，加鉤碼，再做兩次。,三實驗注意點,1固定打點計時器時應(yīng)讓限位孔處在長木板的中央位置。 2滑輪不能過高,細繩應(yīng)與木板平行. 3小車應(yīng)由靠近打點計時器處開始釋放，在撞擊長木板末端前應(yīng)讓小車停止運動,防止小車從板上掉下來。 4先接通電源，后讓紙帶運動。 5打點結(jié)束后立即關(guān)閉電源。,7復(fù)寫紙應(yīng)該壓在紙帶的上面。 8小車另一端所掛的鉤碼個數(shù)要適當(dāng)，避免加速度過大而使紙帶上打的點太少，或加速度太小使各段位移無法區(qū)別，從而使誤差增大.,處理紙帶,舍掉開頭過于密集的點，從清楚的點開始,每五個計時點取一個計數(shù)點 ；取六個點，依次標號為0，1，2，3，4，5,0.10s,0.10s,過于密集/不清晰的點, 怎樣分析和選取紙帶上的點,處理紙帶,測量相鄰兩計數(shù)點間距離時，為減小誤差，應(yīng)該選用長的刻度尺還是短的？為什么？怎樣正確操作？,處理紙帶,應(yīng)該選用長刻度尺。使用短尺測量時要不斷移動刻度尺，測量誤差多次累積后可能會變大。測量時，應(yīng)該用長刻度尺與紙帶上各點對齊，并將其零刻度點對準計數(shù)起點，讀出各讀數(shù)點對應(yīng)的刻度值，然后逐一相減，得出每兩個計數(shù)點間距離的數(shù)值,處理紙帶,讀數(shù)時需要估讀，并標明單位。,讀數(shù)時還應(yīng)該注意什么？,cm,處理的紙帶,例：求3這個計數(shù)點的速度：,t為多少?,怎樣計算各計數(shù)點的瞬時速度？,例：求3這個計數(shù)點的速度：,t為多少?,怎樣操作可以更準確的測量計數(shù)點的瞬時速度？,數(shù)據(jù)處理:列表法,- -,0.201,0.280,0.432,0.355,0.512,增減所掛的鉤碼，或在小車上放置重物，再做兩次實驗，填入上表標有“v2”和“v3”的兩行。,請設(shè)計一個表格記錄算出來的各計數(shù)點的瞬時速度。,數(shù)據(jù)處理:圖象法,vt圖象可以更直觀的反映物體速度隨時間的變化規(guī)律。你能根據(jù)列出的表格作出小車運動的vt圖象嗎？,1、怎樣建立坐標系？ 2、怎樣確定坐標軸的單位長度？ 3、描點連線時要注意什么？,根據(jù)最長時間確定橫坐標軸單位長度，根據(jù)最大速度和最小速度確定縱坐標軸單位長度，使圖象分布在坐標平面的大部分面積上。,，要用鉛筆作圖，作圖時應(yīng)讓圖象連接盡可能多的點，不能連接的點應(yīng)分布在圖象兩側(cè)且點數(shù)大致相同，這樣做相當(dāng)于初中實驗數(shù)據(jù)處理中的取平均值，是減少偶然誤差的一種最簡單的方法。,1、怎樣建立坐標系？2、怎樣確定坐標軸的單位長度？3、描點連線時要注意什么？,實驗測得一組數(shù)據(jù)如下，請畫出對應(yīng)的v- t圖象。,描點時要力求準確，點不要描得過于粗大。,請觀察，這些點的分布有什么規(guī)律？,應(yīng)該選擇什么線將這些點擬合起來？,怎樣擬合？,思考, 描出的點并非全分布在一條直線上，我們?yōu)槭裁从靡粭l直線擬合這些點？ 實驗中產(chǎn)生誤差是不可避免的，所以得到的點不可能嚴格地處在一條直線上，會有偏差。我們可以這樣認為，如果沒有誤差，這些點都分布在一條直線的概率非常大。所以我們選擇用直線擬合這些點。,思考,若某個點明顯偏離直線，可能是什么原因及怎樣處理？,可能是操作失誤造成的，作圖時可以不考慮這個點。但這個點仍應(yīng)保留在紙上。不要擦去。因為我們應(yīng)該尊重實驗事實。,“擬合”圖象：從點的分布可以有很大把握地說這些點應(yīng)該在一條直線上，畫出一條直線，讓盡可能多的點處在這條直線上，其余均勻分布，去掉偏差太大的點，這個點可能是操作失誤造成的。,數(shù)據(jù)處理:圖象法,思考,從圖上可以看出小車的速度隨時間怎樣變化？ 小車的速度隨時間均勻增加。即小車在做勻加速直線運動。,思考,紙帶上零時刻的速度和末速度如何求？ （根據(jù)圖象來求，這樣可以減小誤差）,如何利用v I t圖求加速度,從圖表中任意取兩組數(shù)據(jù)求 出v 和t ，然后代入 求解。,如何利用v I t圖求加速度,t,v,如何利用v I t圖求加速度,畫圖時讓不在直線上的點盡可能等量地分布在直線兩側(cè)，就是為了使偏大或偏小的誤差盡可能地抵消，所以圖象也是減小誤差的一種手段，也就是說應(yīng)該用圖象上的點，而不是用實驗所得到的數(shù)據(jù)。,哪一種方法更好？,有的同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的v- t圖象，量出其傾角，由公式a=tan求出加速度。你認為這種方法正確嗎？,如何利用v I t圖求加速度,在物理圖象中，兩坐標軸的分度大小往往是不相等的，根據(jù)同一組數(shù)據(jù)，可以畫出傾角不同的許多圖象。故這種方法是錯誤的。,思考,如何利用v I t圖求加速度,有的同學(xué)依次算出通過連續(xù)兩計數(shù)點間的加速度，再出這些加速度的平均值作為小車的加速度。你認為這種方法真的能減小偶然誤差嗎？,不能！我們可以證明這種算法計算出來的加速度實際上也僅由始末兩個速度決定，偶然誤差也較大。,思考,v0,v1,v2,v3,思考,如果沒有鉤碼？你有什么辦法可以讓小車做勻加速直線運動？,Excel繪制V-t圖象,可以。剪下的紙條長度表示0.1 s時間內(nèi)位移大小，可近似認為速度 . vx，紙條長度可認為表示速度,問題與練習(xí) P33 /3,實例探究,1、在研究勻變速直線運動的實驗中，算出小車經(jīng)過各計數(shù)點瞬時速度如下,為了計算加速度，合理的方法是（ ）,A根據(jù)任意兩計數(shù)點的速度用公式算出加速度 B根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出vt圖，量出其傾角，由公式a = tg求出加速度 C根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出vt圖，由圖線上相距較遠的兩點所對應(yīng)的速度、時間，用公式算出加速度 D依次算出通過連續(xù)兩計數(shù)點間的加速度，算出平均值作為小車的加速度,分析：方法A偶然誤差較大。方法D實際上也僅由始末兩個速度決定，偶然誤差也比較大，只有利用實驗數(shù)據(jù)畫出對應(yīng)的vt圖，才可充分利用各次測量數(shù)據(jù)，減少偶然誤差。由于在物理圖象中，兩坐標軸的分度大小往往是不相等的，根據(jù)同一組數(shù)據(jù)，可以畫出傾角不同的許多圖線，方法B是錯誤的。正確的方法是根據(jù)圖線找出不同時刻所對應(yīng)的速度值，然后利用公式算出加速度，即方法 C。 答案C,2、在研究勻變速直線運動的實驗中，某同學(xué)操作以下實驗步驟:( ) A拉住紙帶，將小車移至靠近打點計時器處，釋放紙帶后再接通電源。 B將打點計時器固定在平板上，并接好電路 C把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下面吊著適當(dāng)重的鉤碼 D取下紙帶然后斷開電源,. E將平板一端抬高，輕推小車，使小車能在平板上做勻速運動 F將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔 將以上步驟完善后寫出合理的步驟順序。,（1）問A中應(yīng)先通電，再放紙帶。 （2）D中取下紙帶前應(yīng)先斷開電源。 （3）補充步驟G：換上新紙帶，重復(fù)三次。 步驟順序為：BFECADG,解析,2、在研究勻變速直線運動的實驗中，某同學(xué)操作以下實驗步驟:( ) A拉住紙帶，將小車移至靠近打點計時器處，先接通電源，再放紙帶。 B將打點計時器固定在平板上，并接好電路 C把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下面吊著適當(dāng)重的鉤碼 D先斷開電源,再取下紙帶. E將平板一端抬高，輕推小車，使小車能在平板上做勻速運動 F將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔 G：換上新紙帶，重復(fù)三次。,BFECADG,用電磁打點計時器或電火花打點計時器打出的紙帶只能測定短距離過程中的速度，若要測定長距離過程中的速度，如測定某人在走路過程中的速度就不能用以上兩種打點計時器了有人設(shè)計了一種簡易的“滴水計時器”，就可以粗略地測定人在走路過程中的速度 取一只飲料瓶，用縫衣針在瓶底鉆一適當(dāng)大小的小孔，在瓶中灌滿水，用手提著，使水均勻滴出(如下圖所示)實驗中可用旋松、旋緊瓶蓋的方法開、關(guān)計時器,【解析】 (1)從某滴水滴下(記為第一滴)開始計時，用秒表測出滴n滴水的總時間t(n取30或50)，則計時器的滴水周期為T . (2)起跑階段滴在跑道上的水滴之間的距離越來越大，表明做加速運動；中間階段水滴之間的距離較大且近似相等，表明做速度較大的勻速運動；通過終點后水滴之間的距離越來越小，表明做減速運動 (3)取勻速步行時滴水計時器滴在地上的N個清晰的滴水點，用卷尺測出這N個點之間的距離x，再除以滴這N滴水所用時間，則為