高中物理人教版必修1教案 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律3

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111 第二章：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 1 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律 天津市第四十五中學(xué) 王金娟 ● 教學(xué)目標(biāo)： 一、知識(shí)與技能 （一） 能熟練使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。 （二） 會(huì)根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并完成操作。 （三） 會(huì)處理紙帶求各點(diǎn)瞬時(shí)速度。 （四） 會(huì)設(shè)計(jì)表格并用表格處理數(shù)據(jù)。 （五） 會(huì)用v-t圖像處理數(shù)據(jù)，表示運(yùn)動(dòng)規(guī)律 （六） 掌握?qǐng)D象的一般方法，并能用語(yǔ)音描述運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。 二、過程與方法 （一） 初步學(xué)習(xí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究某種規(guī)律的研究方法。 （二） 經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并做好調(diào)整。 （三） 初步學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)規(guī)律的探究方法。 三、情感態(tài)度與價(jià)值觀： （一） 體會(huì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路，體會(huì)物理學(xué)的研究方法。 （二） 培養(yǎng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出分析判斷并得出結(jié)論。 ● 教學(xué)過程 【教師提出問題】探究目的： 探究小車在重物牽引下的運(yùn)動(dòng)，研究小車速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。 【讓學(xué)生猜想】小車的速度隨時(shí)間變化有幾種可能： 變化先快后慢；先慢后快；均勻變化等。可結(jié)合速度圖象描述猜想。 【讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】提示如何測(cè)量出不同時(shí)刻的物體運(yùn)動(dòng)速度；最后確定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度。 【教師引導(dǎo)學(xué)生討論】實(shí)驗(yàn)過程中注意事項(xiàng)： 1、開始釋放小車時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。 2、先接通電源，計(jì)時(shí)器工作后，再放開小車，當(dāng)小車停止運(yùn)動(dòng)時(shí)及時(shí)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(dá)滑輪前及時(shí)用手按住它。 【學(xué)生活動(dòng)】實(shí)驗(yàn)過程： 1、 附有滑輪的長(zhǎng)度板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒有滑輪的一端，連接好電路。 2、 用一條細(xì)繩栓住小車使細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上適量的鉤碼，讓紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的一端固定在小車的上面。 3、 把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源后釋放小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一列小點(diǎn)。換上新的紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。 【學(xué)生活動(dòng)】處理數(shù)據(jù) 【教師引導(dǎo)學(xué)生討論】處理數(shù)據(jù)過程中注意事項(xiàng)： 1、紙帶要選擇打出的點(diǎn)清晰的 2、舍掉開始過于密集的點(diǎn) 3、用每打5個(gè)點(diǎn)的時(shí)間為時(shí)間單位 即T＝0.025s＝0.10s這樣既可方便計(jì)算，又可減少誤差。 參考表格一： 計(jì)數(shù)點(diǎn)編號(hào) 0 1 2 3 4 5 6 時(shí)間t(s) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間 S01 S12 S23 S34 S45 S56 距離s(m) 對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)速度m/s 參考表格二： 計(jì)數(shù)點(diǎn)編號(hào) 0 1 2 3 4 5 6 時(shí)間t(s) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0的距離s(m) 相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離S(m) S01 S12 S23 S34 S45 S56 各計(jì)數(shù)點(diǎn)速度(m/s) v1= v2= v3= v4= v5= 4、不要直接去測(cè)量?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離而是要測(cè)量出各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)時(shí)零點(diǎn)的距離。 5、速度的計(jì)算方法：各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度是用計(jì)數(shù)點(diǎn)內(nèi)的平均速度來(lái)代替： v1= v2= 【學(xué)生活動(dòng)】做出物體的速度——時(shí)間圖象。 精講：運(yùn)用圖象來(lái)處理物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這是一個(gè)難點(diǎn)，作圖象時(shí)要標(biāo)明橫縱坐標(biāo)軸代表的物理意義，選擇合適的標(biāo)度，以各點(diǎn)瞬時(shí)速度為縱軸，時(shí)間 t為橫軸，不在同一直線上的點(diǎn)盡量均勻分布在直線的兩側(cè)。 【學(xué)生活動(dòng)】得出小車運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。 在第一章，我們學(xué)習(xí)了通過v-t圖象計(jì)算加速度，你能利用所學(xué)知識(shí)去分析你作出的圖像嗎？ ①（時(shí)間增加相同的△t,速度也會(huì)增加相同的△v） ②從函數(shù)關(guān)系：v=kt+b v與 t線性關(guān)系。小車的速度隨時(shí)間均勻增加（變化）小車做勻變速(a不變)的直線運(yùn)動(dòng)。 【創(chuàng)新拓展】 1、某同學(xué)用以下方法繪制的小車的v-t圖象，先把紙帶每隔0.1s 剪斷，得到若干短紙條，再把這些紙條并排貼在一張紙上，使這些紙條下端對(duì)齊，作為時(shí)間軸，標(biāo)出時(shí)間，最后將紙條上端中心連起來(lái)，于是得到v-t圖象。請(qǐng)你按以上辦法繪制這個(gè)圖象。這樣做有道理嗎？說(shuō)說(shuō)你的看法。 （剪下的紙條長(zhǎng)度表示0.1秒時(shí)間內(nèi)位移大小，可近似認(rèn)為速度v=，紙條長(zhǎng)度可認(rèn)為表示速度。） 2、某組同學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中將固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端的木板墊高，使木板有一傾斜角度，是否對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響？畫出的圖象有什么不同？（無(wú)；圖象與時(shí)間軸的夾角不同） 【練習(xí)反饋】 1、在探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，下列哪些器材是本實(shí)驗(yàn)必須的？＿＿＿ ①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 ②天平 ③低壓直流電源 ④細(xì)繩 ⑤紙帶 ⑥小車 ⑦鉤碼 ⑧秒表 ⑨一端有滑輪的長(zhǎng)木板 （ ① ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑨ ）達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪€需器材是：（低壓交流電源 刻度尺） 2、在實(shí)驗(yàn)“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”中，我們采用的正確方法是： A 舍掉開頭過于緊密的點(diǎn)，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)。 B 、為了實(shí)驗(yàn)精確，選取紙帶上第一個(gè)點(diǎn)作計(jì)時(shí)起點(diǎn) C 、每相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔只能取0.1s。 D 、每相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔可視打點(diǎn)密度而定，可取0.02s 、0.04s 、…n0.02s均可。 ( A D ) 3、圖中給出了從0 點(diǎn)開始每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶。0，1，2，3，4，5，6均為計(jì)數(shù)點(diǎn)。（每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)未畫出）。 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S1=1.40cm S2=1.90cm S3=2.38cm S4=2.88cm S5=3.39cm S6=3.78cm 那么①計(jì)時(shí)器在打出1，2，3等點(diǎn)時(shí)小車的速度分別為： v1= cm/s ； v2= cm/s ； v3= cm/s ； v4= cm/s ； v5= cm/s ②在坐標(biāo)紙上畫出v-t 圖象 ③分析小車的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。 參考答案： （ v1=16.50cm/s v2=21.40cm/s v3=26.30cm/s v4=31.35cm/s v5=36.30cm/s） (小車的速度隨時(shí)間均勻增加)。 111