高中物理人教必修一.1 實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律教學設計

1、第二章 勻變速直線運動的研究2.1 實驗:探究小車速度隨時間變化的規(guī)律本節(jié)課要學的內容為探究實驗，要求學生通過研究小車在重物牽引下運動的速度隨時間變化的規(guī)律，經歷科學探究的活動，學會實驗數(shù)據的處理方法。教學重點有兩點:一是要知道如何計算紙帶上各點的速度；二是會在坐標系中描點、擬合曲線并描述物體運動的規(guī)律。【物理觀念】初步學習根據實驗要求設計實驗，完成某種規(guī)律的探究方法?！究茖W思維】會用表格法處理數(shù)據，并合理猜想。巧用vt圖象處理數(shù)據，觀察規(guī)律?！究茖W探究】根據相關實驗器材，設計實驗并熟練操作。會運用已學知識處理紙帶，初步學會根據實驗數(shù)據進行猜測、探究、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的探究方法?！究茖W態(tài)度與責任】通過

2、對紙帶的處理、實驗數(shù)據的圖象展現(xiàn)，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度，能使學生靈活地運用科學方法來研究問題、解決問題、提高創(chuàng)新意識。【教學重點】1、由實驗數(shù)據得出vt圖象。2、由vt圖象得出小車的速度隨時間變化的規(guī)律【教學難點】1探究物體的速度隨時間變化規(guī)律。2紙帶上各點瞬時速度的計算。3紙帶實驗數(shù)據的處理辦法。PPT【新課導入】物體的運動通常是比較復雜的。放眼所見，物體的運動規(guī)律各不相同。 我們如何探索物體運動所蘊含的規(guī)律呢？要探究一個物體的運動隨時間變化的規(guī)律，必須知道物體在不同時刻的速度，直接測量瞬時速度是比較困難的，我們可以借助打點計時器先記錄物體在不同時刻的位置，再通過對紙帶的分析，計算得到

3、各個時刻的瞬時速度。1、如何研究一個物體運動規(guī)律？（知道物體在不同時刻的速度）2、如何知道物體在不同時刻的速度？用什么儀器可以測得？（打點計時器）知識回顧1、打點計時器可以測量什么物理量？2、打點計時器的類型、結構、工作原理？3、紙帶能給我們提供哪些信息？4、通過測量或計算還能得到哪些信息？【新課講授】一、實驗目的1進一步練習使用打點計時器2利用v-t圖象處理數(shù)據，并據此判斷物體的運動性質3能根據實驗數(shù)據求加速度二、實驗原理1利用打點計時器所打紙帶的信息，代入計算式vneq f(xnxn1,2T)，即用以n點為中心的一小段位移的平均速度代替n點的瞬時速度2用描點法作出小車的v-t圖象，根據圖象

4、的形狀判斷小車的運動性質若所得圖象為一條傾斜直線則表明小車做勻變速直線運動3利用v-t圖象求出小車的加速度三、實驗器材四、實驗步驟1如圖所示，把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路2把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪，下邊掛上鉤碼，把紙帶穿過打點計時器，并把紙帶的一端固定在小車的后面3把小車停在靠近打點計時器處，接通電源后，釋放小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一列小點4換上新的紙帶，重復實驗三次5測出的a發(fā)生變化，本章研究v與t的關系，應使a不變，變化G使a變化很大五、數(shù)據處理1、上怎樣選取紙帶的點？開頭過于密

5、集的點舍掉，從清楚的點開始,每隔五個間隔取一個計數(shù)點，(每兩個計數(shù)點之間的時間間隔是0.1s）。2、如何計算出所取點的瞬時速度？用求平均速度的方法來代替（用計算較準確的平均速度來代替。3、如何處理計算出來的數(shù)據？（1）列表法（2）圖象法 根據所得數(shù)據，選擇合適的標度建立直角坐標系（圖象盡量分布在坐標系平面的大部分面積） 根據所得數(shù)據描出各點的位置（描點法）,觀察和思考各點的分布規(guī)律各點的分布大致都落在一條直線上，因此，我們可以推斷：如果沒有實驗誤差的理想情況下，所描出的各點應全部落到這條直線上。畫直線時，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.注意事項1.固定打點計時器時

6、應讓限位孔處在長木板的中央位置；滑輪不能過高,細繩應與木板平行2.開始釋放小車時，應使小車靠近打點計時器3.先接通電源，待打點計時器打點穩(wěn)定后，再釋放小車，當小車停止運動時及時斷開電源4.實驗時要注意保護小車及滑輪，要避免它們被碰壞或跌壞。所以，當小車到達滑輪前及時用手按住它，防止小車從板上掉下來5.小車另一端所掛的鉤碼個數(shù)要適當，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6.打點結束后立即關閉電源【例題1】某同學在“探究小車運動速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，用打點計時器記錄被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)

7、點，其相鄰點間的距離如圖甲所示，每兩個相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為0.1 s.(1)若從紙帶上打A點的時刻開始計時，將B、C、D、E、F各個時刻的瞬時速度標在如圖乙所示的坐標紙上，并畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關系圖線(2)計算加速度的大小是多少？【例題2】在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，打點計時器接在50 Hz的低壓交流電源上，某同學在打出的紙帶上每5個點取一個計數(shù)點，共取了A、B、C、D、E、F六個計數(shù)點(每相鄰兩個計數(shù)點間的四個點未畫出)，如圖所示從每一個計數(shù)點處將紙帶剪開分成五段(分別為a、b、c、d、e段)，將這五段紙帶由短到長緊靠但不重疊地粘在xOy坐標系中，如圖所示.(1)請你在xOy坐標系中用最簡潔的方法作出能表示v-t 關系的圖線(在圖中作答)，并指出哪個軸相當于v軸_.(2)從第一個計數(shù)點開始計時，為了求出0.15 s時刻的瞬時速度，需要測出哪一段紙帶的長度_(3)若測得a段紙帶的長度為2.0