2019-2020年人教版高中物理必修1 第2章第1節(jié) 2-1實驗 探究小車速度隨時間變化的關(guān)系（教案）.doc

2019-2020年人教版高中物理必修1 第2章第1節(jié) 2-1實驗 探究小車速度隨時間變化的關(guān)系（教案）【知識與技能】1、能熟練使用打點計時器。2、會根據(jù)相關(guān)實驗器材，設(shè)計實驗并完成操作。3、會處理紙帶求各點瞬時速度 。4、會設(shè)計表格并用表格處理數(shù)據(jù)。5、會用v-t圖像處理數(shù)據(jù)，表示運動規(guī)律6、掌握圖象的一般方法，并能用語音描述運動的特點?！具^程與方法】1、初步學(xué)習(xí)根據(jù)實驗要求，設(shè)計實驗，探究某種規(guī)律的研究方法。2、經(jīng)歷實驗過程，及時發(fā)現(xiàn)問題并做好調(diào)整。3、初步學(xué)會根據(jù)實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)規(guī)律的探究方法?！厩楦袘B(tài)度與價值觀】1、體會實驗的設(shè)計思路，體會物理學(xué)的研究方法。2、培養(yǎng)根據(jù)實驗結(jié) 果作出分析判斷并得出結(jié)論?！窘虒W(xué)過程】實驗?zāi)康?1)進一步練習(xí)使用打點計時器(2)會利用平均速度求瞬時速度(3)會利用vt圖象處理實驗數(shù)據(jù)，并據(jù)此判斷物體的運動性質(zhì)(4)能根據(jù)實驗數(shù)據(jù)求加速度實驗原理1瞬時速度的計算：各計數(shù)點的瞬時速度可用以該點為中間時刻的一段時間內(nèi)的平均速度來代替：vn2根據(jù)vt圖象判斷運動性質(zhì)：用描點法可作出小車的vt圖象，根據(jù)圖象的形狀可判斷小車的運動性質(zhì)。3加速度的計算：利用vt圖象的斜率求出小車的加速度。實驗器材打點計時器、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、復(fù)寫紙片、細繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源。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(fù)實驗兩次。5增減所掛鉤碼，按以上步驟再做兩次實驗。數(shù)據(jù)處理1紙帶的選取從三條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭一些過于密集的點，在后面便于測量的地方找一個開始點來確定計數(shù)點說明：為了計算方便和減小誤差，通常用連續(xù)打5個點的時間作為時間間隔，即T0.1 s.2采集數(shù)據(jù)的方法如圖所示，一般不是直接測量相鄰兩個計數(shù)點間的距離，而是先測量出各個計數(shù)點到計時零點的距離x1、x2、x3、x4、x5，再計算出相鄰的兩個計數(shù)點的距離x1x1，x2x2x1，x3x3x2，x4x4x3，x5x5x4.3速度的計算方法各計數(shù)點對應(yīng)的瞬時速度用平均速度來代替，即v1，v2，(T為相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔)4設(shè)計表格并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)將各計數(shù)點對應(yīng)的時刻及瞬時速度填入下表中，并據(jù)此分析速度隨時間的變化關(guān)系.5.作出小車運動的vt圖象(1)在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)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(biāo)系中描點(2)畫一條直線，讓這條直線通過盡可能多的點，不在直線上的點均勻分布在直線的兩側(cè)，偏差比較大的點忽略不計，如圖所示(3)觀察所得到的直線，分析物體的速度隨時間的變化規(guī)律6實驗中計算加速度的兩種方法(1)公式法：利用已測得的兩組數(shù)據(jù)(tn，vn)和(tm，vm)代入公式a求解(2)圖象法：在vt圖象上任意取兩個間隔較遠的點(這兩個點不是我們表格中已測得的點)，找出它們的坐標(biāo)值，然后把它們的坐標(biāo)值代入公式a中求出加速度，即用圖線的斜率求加速度誤差分析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vt圖象時單位選擇不合適或人為作圖不準確帶來誤差實驗注意事項1開始釋放小車時，應(yīng)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(dāng)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(dāng)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(dāng)，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T0.025s0.1s。6不要分段測量各段位移，應(yīng)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(yīng)估讀到毫米的下一位。7描點時最好用坐標(biāo)紙，在縱、橫軸上選取合適的單位，用細鉛筆認真描點。特別提醒處理紙帶六大注意本實驗很重要的一個實驗?zāi)康氖菍W(xué)會用打上點的紙帶研究物體的速度隨時間變化的規(guī)律紙帶上各點表示和紙帶相連的物體在不同時刻的位置，通過研究紙帶上各點之間的間隔，可以判斷物體的運動情況因此，會處理紙帶是一項基本功，處理紙帶需注意以下幾點：1.區(qū)別打點計時器打出的點與人為選取的計數(shù)點2.區(qū)別打點計時器打點的周期(即兩個相鄰實際點的時間間隔)與兩個計數(shù)點間的時間間隔3.為了減小實驗誤差，應(yīng)舍掉開頭比較密集的點，從間距較大的點開始進行測量4.為了方便測量，可以用每打5個點間隔的時間作為計時單位，這樣，在兩個計數(shù)點間的時間間隔為T50.02 s0.1 s.5.以能在50 cm長的紙帶上清楚地取到78個計數(shù)點為宜，必須注意，計數(shù)點不能少于6個6.在測量各段位移時，不要逐段測量各段的位移，應(yīng)該用長刻度尺一次測量分段讀數(shù)，以避免多次移動刻度尺造成累積誤差；還應(yīng)注意，讀數(shù)時應(yīng)讀到毫米的下一位.【典型例題】如圖是“研究勻變速直線運動”實驗中得到的一條紙帶，從O點開始每5個點取一個計數(shù)點（打點計時器的電源頻率是50Hz），依照打點的先后依次編為1、2、3、4、5、6，量得1=2.21cm， 2=3.00cm，3=3.81cm，4=4.63cm，5=5.45cm，6=6.28cm。（1）該打點計時器依次打出各計數(shù)點的時間間隔為T= s（2）打點計時器打計數(shù)點5時，小車的速度大小是v 5= m/s。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（3）為了盡量減小實驗誤差，利用該實驗數(shù)據(jù)計算出小車的加速度大小為a = m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮浚?） 0.10 （2） 0.59 （3） 0.82