勻變速直線運動實驗和牛頓運動定律實驗

..課題勻變速直線運動實驗和牛頓運動定律實驗教學目標與考點分析了解并掌握勻變速直線運動實驗的步驟方法了解并掌握牛頓運動定律實驗的步驟方法會分析各種圖像主要考查實驗步驟,注意事項,及根據(jù)紙帶求瞬時速度,加速度教學重點難點根據(jù)紙帶求出瞬時速度和加速度,學會分析圖像問題教學方法結合具體的實驗講解教學過程備注課前熱身讓學生在回顧舊知識的同時,盡快的進入上課狀態(tài),方便課堂的順利進行。二二、內容講解：〔一勻變速直線運動實驗知識點例題〔二牛頓第二定律實驗實驗步驟注意事項四三、課堂小結。五四、作業(yè)布置。教學反思三、本次課后作業(yè)：四、學生對于本次課的評價：○特別滿意○滿意○一般○差學生簽字：五、教師評定：1、學生上次作業(yè)評價：○非常好○好○一般○需要優(yōu)化2、學生本次上課情況評價：○非常好○好○一般○需要優(yōu)化教師簽字：實驗：研究勻變速直線運動〔一實驗目的①通過打點計時器打出的紙帶研究物體的運動情況；②能根據(jù)紙帶判斷物體是否做勻變速直線運動；③測定物體運動的加速度、求某時刻的速度〔二實驗原理測定物體做勻變速直線運動最基本的是測出位移和時間的關系,運用勻變速直線運動的規(guī)律,對紙帶數(shù)據(jù)進行處理．紙帶紙帶打點計時器圖1器材：小車,細繩,鉤碼,一端附有定滑輪的長木板,打點計時器,低壓交流電源,導線,紙帶,米尺,細繩,復寫紙片．裝置：按圖1所示安裝實驗儀器,讓帶有紙帶的小車在重物的拉動下運動,分析實驗所得的紙帶．〔四注意事項①開始要把小車停在靠近打點計時器處,再讓小車運動,以便在紙帶上打下足夠多的點．②先接通電源再放開小車．③選擇點跡清晰的紙帶,在紙帶上選擇點間間隔較大的一段內的點作為計數(shù)點,并做好標記供分析用．④將紙帶平放在水平桌面上,用米尺測量任一計數(shù)點到基準點間的距離并做好記錄,不要分段測量．⑤小車的加速度宜適當大些,可以減小長度測量誤差,一般能在約50cm的紙帶上清楚取7-8個計數(shù)點為宜．⑥紙帶運動時要保持紙帶的平直,減小紙帶與打點計時器限位孔的摩擦．〔五數(shù)據(jù)處理方法①紙帶選擇：從打點計時器重復打下的多條紙帶中選點跡清楚的一條,舍掉開始比較密集的點跡,從便于測量的地方取一個開始點O作為基準點,然后每5個點取一個計數(shù)點A、B、C、…〔或者說每隔4個點取一個記數(shù)點,這樣做的好處是相鄰記數(shù)點間的時間間隔是0.1s,便于計算．測出相鄰計數(shù)點間的距離s1、s2、s3…②判斷物體運動的性質：利用s1、s2、s3…可以計算相鄰相等時間內的位移差s2-s1、s3-s2、s4-s3…,如果各Δs的差值不等于零且在5%以內,可認為它們是相等的,則可以判定被測物體的運動是勻變速直線運動．③求被測物體在任一計數(shù)點對應時刻的瞬時速度v：應用做勻變速直線運動的物體某段時間內的平均速度等于該段時間中間時刻的瞬時速度．如④求被測物體的加速度有3種方法：方法1："逐差法"．從紙帶上得到6個相鄰相等時間內的位移,則.方法2：利用任意兩段相鄰記數(shù)點間的位移求加速度,最后取平均值．如方法3、利用v-t圖象求加速度．求出A、B、C、D、E、F各點的即時速度,畫出如圖1-5-2所示的v-t圖線,圖線的斜率就是加速度a．實驗：驗證牛頓運動定律〔一實驗目的驗證牛頓第二定律,即物體的質量一定時,加速度與作用力成正比；作用力一定時,加速度與質量成反比?！捕嶒炘?．如圖所示裝置,采用控制變量法研究上述兩組的關系．2．保持小車質量不變,改變小桶內砂的質量,從而改變細線對小車的牽引力,測出小車的對應加速度,作出加速度和力的關系圖線,驗證加速度是否與外力成正比。3．保持小桶和砂的質量不變,在小車上加減砝碼,改變小車的質量,測出小車的對應加速度,作出加速度和質量倒數(shù)的關系圖線,驗證加速度是否與質量成反比?！踩龑嶒炂鞑男≤?砝碼,小桶,砂,細線,附有定滑輪的長木板,墊木,打點計時器,低壓交流電源,導線兩根,紙帶,托盤天平及砝碼,米尺?！菜膶嶒灢襟E1．用天平測出小車和小桶的質量M和M',把數(shù)據(jù)記錄下來。2．按如圖裝置把實驗器材安裝好,只是不把掛小桶用的細線系在小車上,即不給小車加牽引力。3．平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上墊木,反復移動墊木的位置,直至小車在斜面上運動時可以保持勻速直線運動狀態(tài)〔可以從紙帶上打的點是否均勻來判斷。4．在小車上加放砝碼,小桶里放入適量的砂,把砝碼和砂的質量m和m'記錄下來。把細線系在小車上并繞過滑輪懸掛小桶,接通電源,放開小車,打點計時器在紙帶上打下一系列點,取下紙帶,在紙帶上寫上編號。5．保持小車的質量不變,改變砂的質量〔要用天平稱量,按步驟4再做5次實驗。6．算出每條紙帶對應的加速度的值。7．用縱坐標表示加速度a,橫坐標表示作用力,即砂和桶的總重力<M'+m'>g,根據(jù)實驗結果在坐標平面上描出相應的點,作圖線。若圖線為一條過原點的直線,就證明了研究對象質量不變時其加速度與它所受作用力成正比。8．保持砂和小桶的質量不變,在小車上加放砝碼,重復上面的實驗,并做好記錄,求出相應的加速度,用縱坐標表示加速度a,橫坐標表示小車和車內砝碼總質量的倒數(shù),在坐標平面上根據(jù)實驗結果描出相應的點并作圖線,若圖線為一條過原點的直線,就證明了研究對象所受作用力不變時其加速度與它的質量成反比?！参遄⒁馐马?．利用砂及砂桶通過細線牽引小車做加速運動的方法,通過適當?shù)恼{節(jié),使小車所受的阻力忽略,當M和m做加速運動時,可以得到系統(tǒng)的加速度：,則繩子的拉力為：,由此可以看到,當M>>m時,可近似認為小車所受的拉力T等于mg。在實際操作中,砂和小桶的總質量不要超過小車和砝碼的總質量的。2．在平衡摩擦力時,不要懸掛小桶,但小車應連著紙帶且接通電源。用手輕推小車,如果在紙帶上打出的點的間隔是均勻的,表明小車受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。同時每次改變m和M時,不用再重復平衡摩擦力．3．作圖時應該使所作的直線通過盡可能多的點,不在直線上的點也要盡可能對稱地分布在直線的兩側,但如遇個別特別偏離的點可舍去。4．改變m和M的大小時,每次小車開始釋放時應盡量靠近打點計時器,而且先接通電源再釋放小車．例一：圖13是某同學在做勻變速直線運動實驗中獲得的一條紙帶。①已知打點計時器電源頻率為50Hz,則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為_________。②ABCD是紙帶上四個計數(shù)點,每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出。從圖13中讀出A、B兩點間距s=__________；C點對應的速度是________<計算結果保留三位有效數(shù)字>。例二：圖14是"研究勻變速直線運動"實驗中獲得的一條紙帶,O、A、B、C、D和E為紙帶上六個計數(shù)點,加速度大小用a表示。①OD間的距離為________cm。②圖15是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的s-t2圖線〔s為各計數(shù)點至同一起點的距離,斜率表示________,其中a的大小為________m/s2〔保留三位有效數(shù)字。例三：研究小車勻變速直線運動的實驗裝置如圖16〔a所示其中斜面傾角θ可調,打點計時器的工作頻率為50HZ,紙帶上計數(shù)點的間距如圖16〔b所示,其中每相鄰兩點之間還有4個記錄點未畫出。部分實驗步驟如下：測量完畢,關閉電源,取出紙帶,接通電源,待打點計時器工作穩(wěn)定后放開小車,將小車依靠在打點計時器附近,小車尾部與紙帶相連,把打點計時器固定在平板上,讓紙穿過限位孔。上述實驗步驟的正確順序是：_______〔用字母填寫圖16〔b中標出的相鄰兩計數(shù)點的時間間隔T=s計數(shù)點5對應的瞬時速度大小計算式為V5=________為了充分利用記錄數(shù)據(jù),減小誤差,小車加速度大小的計算式應為a=_______________________作業(yè)：1.用如圖〔甲所示的實驗裝置來年驗證牛頓第二定律,為消除摩擦力的影響,實驗前必須平衡摩擦力.〔1某同學平衡摩擦力時是這樣操作的：將小車靜止地放在水平長木板上,把木板不帶滑輪的一端慢慢墊高,如圖〔乙,直到小車由靜止開始沿木板向下滑動為止。請問這位同學的操作是否正確？如果不正確,應當如何進行？答：.〔2如果這位同學先如〔1中的操作,然后不斷改變對小車的拉力F,他得到M〔小車質量保持不變情況下的a—F圖線是下圖中的____