人教版高中物理必修一：21《實驗、探究小車速度隨時間變化的規(guī)律》課件.ppt

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1、成 才 之 路 物 理路 漫 漫 其 修 遠 兮 吾 將 上 下 而 求 索 人 教 版 必 修 1 勻變速直線運動的研究第 二 章 在 生 活 中 ， 高 山 滑 雪 、 汽 車 啟動 、 百 米 賽 跑 ； 在 自 然 界 里 ，物 體 下 落 、 獵 豹 捕 食 ， 螞 蟻 搬家 這 些 物 體 的 運 動 ， 大 多 是 變速 運 動 ， 其 運 動 規(guī) 律 比 較 復 雜 。本 章 在 掌 握 了 描 述 運 動 學 的 幾個 物 理 量 的 基 礎 上 ， 具 體 研 究 一 種最 簡 單 的 變 速 運 動勻 變 速 直 線 運動 的 規(guī) 律 。 本 章 的 探 究 不 是 從

2、抽 象 的 概 念 出 發(fā) ， 而 是 先 讓 同 學 們 探 究小 車 在 重 物 牽 引 下 做 的 變 速 運 動 ， 觀 察 、 記 錄 小 車 隨 時 間 變 化的 情 況 。 然 后 從 實 例 出 發(fā) ， 學 習 勻 變 速 直 線 運 動 的 速 度 與 時 間的 關 系 、 位 移 與 時 間 的 關 系 、 位 移 與 速 度 的 關 系 。 最 后 研 究 最簡 單 的 勻 加 速 直 線 運 動自 由 落 體 運 動 ， 領 會 伽 利 略 對 自 由落 體 運 動 的 研 究 方 法 對 近 代 科 學 的 影 響 。本 章 的 重 點 是 勻 變 速 直 線 運 動

3、 的 規(guī) 律 ， 難 點 是 應 用 勻 變 速直 線 運 動 的 規(guī) 律 解 決 有 關 問 題 ， 特 別 是 圖 象 法 和 數(shù) 學 知 識 的 運用 。 1 本 章 規(guī) 律 多 ， 公 式 和 推 論 多 ， 學 習 中 注 意 不 要 去 死 記硬 背 這 些 規(guī) 律 和 公 式 ， 重 要 的 是 領 會 概 念 的 實 質 ， 把 握 公 式 的來 龍 去 脈 ， 要 通 過 一 些 具 體 的 實 例 ， 通 過 實 際 物 理 現(xiàn) 象 的 分 析 、物 理 過 程 的 認 識 ， 構 建 正 確 的 物 理 情 景 ， 逐 步 形 成 良 好 的 思 維習 慣 。2 重 視

4、物 理 過 程 的 分 析 ， 特 別 是 多 解 問 題 的 分 析 ， 要 選擇 合 適 的 規(guī) 律 ， 找 準 過 程 的 連 接 點 。 注 意 運 用 數(shù) 學 工 具 (如 圖象 、 函 數(shù) )分 析 物 理 過 程 及 臨 界 狀 態(tài) 量 ， 例 如 解 決 追 及 與 相 遇問 題 。 3 要 有 意 識 地 培 養(yǎng) 自 己 畫 運 動 示 意 圖 分 析 復 雜 運 動 的 習慣 ， 這 樣 運 動 過 程 會 變 得 形 象 、 直 觀 ， 便 于 研 究 。 解 題 時 要 思路 開 闊 ， 通 過 聯(lián) 想 比 較 ， 篩 選 最 簡 潔 的 解 題 公 式 。 另 外 還

5、 要 注意 總 結 分 析 問 題 的 方 法 ， 除 了 常 用 的 解 析 法 ， 還 有 圖 象 法 、 比例 法 、 極 值 法 、 逆 向 轉 換 法 等 。 1實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律第 二 章 課 堂 情 景 切 入2 知 識 自 主 梳 理3 重 點 難 點 突 破4 考 點 題 型 設 計5學 習 目 標 定 位1 課 時 作 業(yè)6 學 習 目 標 定 位 掌 握 實 驗 原 理 及 實 驗 儀 器 的 安 裝 與 使 用 學 會 用 圖 象 法 處 理 實 驗 數(shù) 據(jù) 能 根 據(jù) “ v t” 圖 象 描 述 小 車 的 運 動 規(guī) 律 課 堂 情 景 切 入 要

6、 探 究 一 個 物 體 的 速 度 隨 時 間 變 化 的 規(guī) 律 ， 必 須 知 道 物 體在 不 同 時 刻 的 速 度 ， 但 直 接 測 量 物 體 的 速 度 是 不 容 易 的 。 請 同學 們 思 索 一 下 怎 樣 利 用 下 面 的 實 驗 裝 置 ， 探 究 小 車 速 度 隨 時 間的 變 化 規(guī) 律 。 知 識 自 主 梳 理 實驗原理平 均形 狀 斜 率 打 點 計 時 器 、 一 端 附 有 滑 輪 的 長 木 板 、 小 車 、 紙 帶 、 復 寫紙 片 、 細 繩 、 鉤 碼 、 刻 度 尺 、 導 線 、 _電 源 。實驗器材交 流 1 (如 圖 所 示 )

7、把 一 端 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 遠 離 滑 輪 的一 端 ， 連 接 好 電 路 。實驗步驟 2 把 一 條 細 繩 拴 在 小 車 上 ， 使 細 繩 跨 過 滑 輪 ， 下 邊 掛 上合 適 的 鉤 碼 ， 放 手 后 ， 看 小 車 能 否 在 木 板 上_， 然 后 把 紙 帶 穿 過 打 點 計 時 器 ， 并 把 紙 帶 的另 一 端 固 定 在 小 車 的 后 面 。3 把 小 車 停 靠 在 打 點 計 時 器 處 ， 先 _， 后_， 讓 小 車

8、拖 著 紙 帶 運 動 ， 打 點 計 時 器 就 在 紙 帶上 打 下 一 系 列 的 小 點 。4 換 上 新 的 紙 帶 ， 重 復 實 驗 兩 次 。5 增 減 所 掛 鉤 碼 ， 按 以 上 步 驟 再 做 兩 次 實 驗 。平 穩(wěn) 地 滑 行 接 通 電 源釋 放 小 車 1 在 幾 條 紙 帶 中 選 擇 一 條 _， 為 了 便 于 測 量 ，_開 頭 一 些 過 于 密 集 的 點 跡 ， 找 一 個 適 當 的 點 當 做 計 時_。2 計 算 出 各 計 數(shù) 點 的 _速 度 ， 填 入 設 計 好 的 表 格中 。 3 以 速 度 v為 縱 軸 、 時 間 t為 橫 軸

9、 建 立 直 角 坐 標 系 ， 根 據(jù)表 中 v、 t數(shù) 據(jù) ， 在 直 角 坐 標 系 中 描 點 ， 探 究 小 車 _隨 時間 變 化 的 規(guī) 律 。數(shù)據(jù)處理最 理 想 的舍 掉起 點 瞬 時 速 度 重 點 難 點 突 破 一、實驗數(shù)據(jù)處理的方法1表格法(1)從 幾 條 紙 帶 中 選 擇 一 條 比 較 理 想 的 紙 帶 ， 舍 掉 開 始 一 些比 較 密 集 的 點 ， 在 后 面 便 于 測 量 的 地 方 找 一 個 開 始 點 ， 作 為 計數(shù) 始 點 ， 以 后 依 次 每 五 個 點 取 一 個 計 數(shù) 點 ， 并 標 明 0、 1、 2、3、 4 ， 測 量 各

10、計 數(shù) 點 到 0點 的 距 離 x， 并 記 錄 填 入 表 中 。位 置 編 號 0 1 2 3 4 5時 間 t/sx/mv/(ms 1) (2)分 別 計 算 出 與 所 求 點 相 鄰 的 兩 計 數(shù) 點 之 間 的 距 離 x1、x2、 x3 。(3)利 用 一 段 時 間 內 的 平 均 速 度 等 于 這 段 時 間 中 間 時 刻 的 瞬時 速 度 求 得 各 計 數(shù) 點 1、 2、 3、 4、 5的 瞬 時 速 度 ， 填 入 上 面 的表 格 中 。(4)根 據(jù) 表 格 的 數(shù) 據(jù) ， 分 析 速 度 隨 時 間 怎 么 變 化 。 2圖象法(1)在 坐 標 紙 上 建

11、立 直 角 坐 標 系 ， 橫 軸 表 示 時 間 ， 縱 軸 表 示速 度 ， 并 根 據(jù) 表 格 中 的 數(shù) 據(jù) 在 坐 標 系 中 描 點 。(2)畫 一 條 直 線 ， 讓 這 條 直 線 通 過 盡 可 能 多 的 點 ， 不 在 線 上的 點 均 勻 分 布 在 直 線 的 兩 側 ， 偏 差 比 較 大 的 點 忽 略 不 計 ， 如 圖所 示 。 二、誤差分析1 木 板 的 粗 糙 程 度 不 同 ， 摩 擦 不 均 勻 。2 根 據(jù) 紙 帶 測 量 的 位 移 有 誤 差 ， 從 而 計 算 出 的 瞬 時 速 度有 誤 差 。3 作 v t圖 象 時 單 位 選 擇 不 合

12、 適 或 人 為 作 圖 不 準 確 帶 來誤 差 。 三、實驗注意事項1 開 始 釋 放 小 車 時 ， 應 使 小 車 靠 近 打 點 計 時 器 。2 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 。3 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 。4 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

13、多 大 差 別 ，從 而 使 誤 差 增 大 ， 加 速 度 的 大 小 以 能 在 50cm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 與 人 為 選 取 的 計 數(shù) 點 ， 一 般 在紙 帶 上 每 隔 四 個 點 取 一 個 計 數(shù) 點 ， 即 時 間 間 隔 為 T 0.02 5s 0.1s。6 不 要 分 段 測 量 各 段 位 移 ， 應 盡 可 能 地 一 次 測 量 完 畢 (可先 統(tǒng) 一 量 出 各 計 數(shù) 點 到 計 數(shù) 起 點 O之 間 的 距 離 )。 讀 數(shù) 時 應 估 讀到 毫 米 的 下

14、 一 位 。7 描 點 時 最 好 用 坐 標 紙 ， 在 縱 、 橫 軸 上 選 取 合 適 的 單位 ， 用 細 鉛 筆 認 真 描 點 。 考 點 題 型 設 計 在 探 究 小 車 速 度 隨 時 間 變 化 的 規(guī) 律 實 驗 中 ， 某同 學 操 作 中 有 以 下 實 驗 步 驟 ， 其 中 有 錯 誤 或 遺 漏 的 步 驟 。 (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

15、把 一 條 細 繩 拴 在 小 車 上 ， 細 繩 跨 過 定 滑 輪 ， 下 面 吊 著適 當 重 的 鉤 碼 ；D 取 下 紙 帶 ；對實驗操作過程的掌握 E 將 平 板 一 端 抬 高 ， 輕 推 小 車 ， 使 小 車 能 在 平 板 上 平 穩(wěn)地 滑 行 ；F 將 紙 帶 固 定 在 小 車 尾 部 ， 并 穿 過 打 點 計 時 器 的 限 位孔 。 (1)所 列 步 驟 中 有 錯 誤 的 是 ： _。(2)遺 漏 的 步 驟 ： _。( 3 ) 將 以 上 步 驟 完 善 后 寫 出 合 理 的 步 驟 順 序 ：_。 解析：(1)步驟A中應先通電，再放紙帶，順序不能顛倒；D中

16、取下紙帶前先斷開電源；E中操作時應不掛鉤碼。(2)遺漏的步驟G：換上新紙帶，重復實驗三次。(3)步驟完善后，合理的實驗步驟順序為：BFECADG答案：(1)A中 應 先 通 電 ， 再 放 紙 帶 ； D中 取 下 紙 帶 前 應 先斷 開 電 源 ； E中 操 作 時 應 不 掛 鉤 碼(2)G： 換 上 新 紙 帶 ， 重 復 實 驗 三 次(3)BFECADG 在 “ 探 究 小 車 速 度 隨 時 間 變 化 規(guī) 律 ” 的 實 驗 中 ：(1)從 下 列 器 材 中 ， 選 出 實 驗 所 需 的 器 材 _；為 達 到 實 驗 目 的 ， 還 缺 少 _。 打 點 計 時 器 ；

17、天 平 ； 低 壓 直 流 電 源 ； 細 繩 ； 紙帶 ； 小 車 ； 鉤 碼 ； 秒 表 ； 一 端 有 滑 輪 的 長 木 板 。(2)下 列 操 作 中 正 確 的 有 _。 (填 選 項 代 號 )A 通 過 調 節(jié) ， 使 小 車 、 紙 帶 、 細 繩 和 定 滑 輪 上 邊 緣 在 一條 直 線 上B 坐 標 軸 單 位 長 度 越 小 越 好 C 開 始 前 要 先 接 通 電 源 后 松 開 紙 帶 ， 打 完 點 要 先 斷 開 電源 后 取 紙 帶D 鉤 碼 的 質 量 越 大 越 好答案：(1) 交 流 電 源 (2)AC 解析：(1)打點計時器是一種計時儀器，所用電

18、源為交流電，因此不用選，但實驗還缺少低壓交流電源，鉤碼的質量在實驗中不用測量，因此不用選。(2)實驗中要調節(jié)滑輪的高度使小車、紙帶、細繩和定滑輪上邊緣在一條直線上，可以減小摩擦，所以A對；要適當?shù)剡x取坐標軸的單位長度使圖象盡量分布在較大的坐標平面內，所以B錯；開始前要先接通電源后松開紙帶，打完點要先斷開電源后取紙帶，這樣可以使實驗效果更好，所以C對；鉤碼的質量要適中，不要太大也不要太小，以100g左右為宜，所以D錯。 如 圖 所 示 ， 是 某 同 學 在 “ 探 究 小 車 速 度 隨 時 間變 化 的 規(guī) 律 ” 實 驗 中 ， 用 打 點 計 時 器 得 到 的 表 示 小 車 運 動

19、過 程中 的 一 條 清 晰 紙 帶 ， 打 點 計 時 器 打 點 的 時 間 間 隔 T 0.02s， 將紙 帶 上 每 隔 四 個 點 (圖 上 沒 畫 出 )按 打 點 順 序 依 次 標 為 A、 B、C ， 其 中 x1 7.05cm、 x2 7.68cm、 x3 8.33cm、 x48.95cm、 x5 9.61cm、 x6 10.26cm。實驗數(shù)據(jù)處理 (3)根 據(jù) 你 畫 出 的 小 車 的 速 度 時 間關 系 圖 線 計 算 出 的 小 車 的 加 速 度 a_m/s2， 方 向 是 _(填 AB， 或BA) (天 津 實 驗 中 學 2014 2015學 年 高 一 上

20、 學 期 期 中 )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 使 用 的 交流 電 的 頻 率 為 50Hz， 記 錄 小 車 運 動 的 紙 帶 如 圖 所 示 ， 在 紙 帶 上選 擇 0、 1、 2、 3、 4、 5的 6個 計 數(shù) 點 ， 相 鄰 兩 計 數(shù) 點 之 間 還 有四 個 點 未 畫 出 ， 紙 帶 旁 并 排 放 著 帶 有 最 小 分 度 為 毫 米 的 刻 度尺 ， 零 點 跟 “ 0”計 數(shù) 點 對 齊 ， 由 圖 可 以 讀 出 三 個 計 數(shù) 點 1、 3、5跟 0點 的 距 離 填 入 下 列 表 格 中 。