實驗探究小車速度隨時間變化的規(guī)律-【新教材】人教版高中物理必修教案

第二章第一節(jié)實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律【教學(xué)目標】1.進一步熟練打點計時器的使用。2.加深學(xué)習(xí)利用紙帶求某時刻瞬時速度的方法。3.進一步提高用描點法作圖的能力?！竞诵乃仞B(yǎng)發(fā)展】核心知識1.進一步熟練打點計時器的使用。2.加深學(xué)習(xí)利用紙帶求某時刻瞬時速度的方法。3.進一步提高用描點法作圖的能力。核心能力1.通過實驗電路的連接練習(xí)動手能力，體會科學(xué)家的不容易。2.學(xué)會如何更好的處理實驗數(shù)據(jù)?？茖W(xué)品質(zhì)1.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。2.用打點計時器測位移和時間是一個很有趣且不是很難的實驗。通過實驗進一步理解探究的過程?！窘虒W(xué)重點】1．打點計時器的使用。2．畫物體的速度—時間圖象?！窘虒W(xué)難點】1．對紙帶數(shù)據(jù)的處理。2．用計算機繪制v-t圖象?！窘虒W(xué)方法】教師啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果。探究法、討論法、實驗法。（一）新課導(dǎo)入1、電火花計時器使用電源，當電源頻率為50Hz時，每隔打一次點，打點時間間隔由決定（選填“電壓大小”或“電源頻率”）。2、下圖為打點計時器打出的紙帶的一部份，點間時間隔為T，盡可能精確測B點的瞬時速度的表達式是VB=______________AABCDOEx5x4x1x2x33、本實驗用到的儀材有______________________________（二）新課內(nèi)容一．實驗?zāi)康奶骄啃≤囁俣入S變化的規(guī)律。二．實驗原理利用打出的紙帶上記錄的數(shù)據(jù)，以尋找小車速度隨時間變化的規(guī)律。三．實驗器材打點計時器、低壓電源、紙帶、帶滑輪的長木板、小車、、細線、復(fù)寫紙片、。四．實驗步驟1．實驗準備電路的連接（1）如圖2-1-1所示，把附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，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）．把一條細線拴在小車上，使細線跨過滑輪，下邊掛上合適的。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。2.實驗過程（1）把小車停在靠近打點計時器處，先接通，后放開，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一行小點，隨后立即關(guān)閉電源。換上新紙帶，重復(fù)實驗三次。（2）從三條紙帶中選擇一條比較理想的，舍掉開頭比較密集的點跡，在后邊便于測量的地方找一個點做計時起點。為了測量方便和減少誤差，通常不用每打一次點的時間作為時間的單位，而用每打五次點的時間作為時間的單位，就是T=s×5=s。3．數(shù)據(jù)處理（1）利用紙帶計數(shù)點間距離x1、x2、x3……和相對應(yīng)的時間，根據(jù)第一章用打點計時器測量瞬時速度的方法,得出各計數(shù)點的瞬時速度，……其中Ｔ＝；求出各計數(shù)點的瞬時速度后，由加速度的定義：計算出小車做直線運動的加速度a。（2）將得到的瞬時速度值分別填入下表：小車在幾個時刻的瞬時速度位置編號012345時間t/s0v1/(m?s-1)v2/(m?s-1)v3/(m?s-1)（3）作出速度—時間圖象運用“擬合”描點法畫v-t圖象：在科學(xué)上,為了描述實驗中測量量之間的關(guān)系,先將其在坐標系中描點,然后用一條曲線(包括直線)“擬合”這些點,使畫出的曲線兩側(cè)的點數(shù)大致相同,這種描點方法叫擬合描點法。每次實驗，描出的幾個點都大致在一條直線上，由于實驗誤差是不可避免的,所以有些點會落在直線的左邊,有些點落在了直線的右邊，如果是沒有誤差的理想情況，這些點才能全部落在直線上。需要注意的是,如果在擬合這些點時，發(fā)現(xiàn)某一個點離散得較多，遠遠偏離了擬合曲線，則說明此點反映的實驗數(shù)據(jù)存在問題，應(yīng)重做這一步實驗或舍去此點。（4）作出v-t圖象，通過觀察思考，找出這些點的分布規(guī)律，圖線的斜率就是小車運動的加速度。五．注意事項開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近打點計時器。先接通電源，計時器工作后，再放開小車，當小車停止運動時及時斷開電源。要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，當小車到達滑輪前及時用手按住它。牽引小車的鉤碼個數(shù)要適當，以免加速度過大而使紙帶上的點太少，或者加速度太小而使各段位移無多大差別，從而使誤差增大。加速度的大小以能在60cm長的紙帶上清楚地取得六七個計數(shù)點為宜。5．要區(qū)別計時器打出的點和人為選取的計數(shù)點。一般在紙帶上每5個點取一個計數(shù)點，間隔為s。應(yīng)用點一：實驗器材的選擇例1：在下列給出的器材中，選出“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中所需的器材填在橫線上（填編號）.①打點計時器②天平③低壓交流電源④低壓直流電源⑤細繩和紙帶⑥鉤碼和小車⑦秒表⑧一端有滑輪的長木板⑨刻度尺選出器材是____________.解析：打點計時器是一種計時儀器，所用電源是低壓交流電源，因此④⑦不選.該實驗不需要測量質(zhì)量，因此②不選.答案：①③⑤⑥⑧⑨點評：要掌握實驗器材的選取，首先要理解實驗的原理，結(jié)合實驗?zāi)康暮蛯嶒炦^程進行記憶.拓展練習(xí)1－1：在下列所給器材中，本實驗所需的器材有____________；為達到實驗?zāi)康?，還應(yīng)增添____________.①電磁打點計時器②天平③低壓直流電源④細繩⑤紙帶⑥小車⑦鉤碼⑧秒表⑨一端有滑輪的長木板拓展練習(xí)1－1：①④⑤⑥⑦⑨低壓交流電源和刻度尺應(yīng)用點二：熟悉實驗操作步驟例2：在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，某同學(xué)操作中有以下實驗步驟，其中有錯誤或遺漏的步驟有（遺漏步驟可編上序號G、H……）______________________.A.拉住紙帶，將小車移至靠近打點計時器處，先放開紙帶，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?shù)你^碼D.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.將紙帶固定在小車后部，并穿過打點計時器的限位孔將以上步驟完善并按合理的順序?qū)懺跈M線上____________.解析：在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，要先接通電源，再放開紙帶.在取下紙帶前要先斷開電源.為了減小誤差，應(yīng)重復(fù)3次即打3條紙帶.答案：（1）A中應(yīng)先接通電源，再放開紙帶.（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)3次步驟順序為：BFECADG點評：對于實驗步驟，同學(xué)們應(yīng)結(jié)合實際操作掌握.拓展練習(xí)2－1：關(guān)于“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗操作，下列說法錯誤的是（）A.長木板不能側(cè)向傾斜B.在釋放小車前，小車應(yīng)緊靠在打點計時器上C.應(yīng)先接通電源，待打點計