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课 题 第二章　匀变速直线运动的研究 　实验：探究小车速度随时间变化的规律
课标要求 通过实验，探究小车速度随时间变化的规律。
学习目标 1．通过实验探究小车速度随时间变化的规律。 2．通过实验，能根据纸带求小车速度。 3．根据图像，直观的判断物体的运动。
学情分析 教学重难点：通过实验探究小车速度随时间变化的规律。
学习内容与问题设计 学习过程设计
一、【导入新课】：物理定律不能单独靠思维，来获得，还应致力于观察和实验。那么我们这节就通过实验探究小车速度随时间变化的规律。 二、【知识梳理】： 【问题1】研读教材P34－35，回答下面的问题。 本实验目的是什么？ 本实验器材是什么？ 本实验原理是什么？ 【参考答案】 （1）实验目的：进一步练习使用打点计时器，会利用平均速度求瞬时速度，会利用V-t图像求速度，会判断物体的运动性质。 （2）实验器材：电磁打点计时器（电火花计时器）、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺 、导线、交流电源。 （3）实验原理： 位置的记录：跟小车连接在一起纸带记录运动的小车在不同时刻的位置。 瞬时速度的计算：各点的瞬时速度可用跟该点相邻的时间的平均速度来代替。 加速度的计算：v-t图像的斜率来求。 【问题2】研读教材P34－35，写出本实验过程？ 【参考答案】1．如图所示，把附有滑轮的长铝板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路． 2．把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上槽码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面． 3．把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列小点． 4．换上新的纸带，重复实验两次． 5．增减所挂的槽码(或在小车上放置重物)，按以上步骤再做两次实验． 6.数据处理 1．表格法 (1)从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点，作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明0、1、2、3、4、…，如图所示．测量各计数点到0点的距离x，并记录填入表中． (2)分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距离x1、x2、x3、…. (3)利用vn＝求得计数点1、2、3、4的瞬时速度，填入下面的表格中. 位置编号012345t/sx/mv/(m·s－1)
(4)根据表格中的数据，分析速度随时间的变化情况． 2．图像法 (1)在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点． (2)画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点忽略不计，如图所示． 【问题3】写出本实验的注意事项？ 【参考答案】 1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器． 2．先接通电源，等打点稳定后，再释放小车．打点结束，关闭电源． 3．选取一条点迹清晰的纸带，舍弃点迹密集的部分，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒． 4．牵引小车的槽码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上的点太少，或者加速度太小，而使各段位移差别不大，使误差增大． 5．在坐标纸上画v t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像尽量分布在较大的坐标平面内． 三、【合作探究】与【分享提升】 【活动1】某同学用如图甲所示的实验装置探究物体的速度与时间的关系： (1)电磁打点计时器接____________(填“低压直流”“低压交流”或“220 V交流”)电源． (2)实验时，使小车靠近打点计时器，先____________再____________．(均填“接通电源”或“放开小车”) (3)若所接电源的频率是50 Hz，则每隔__________s打一个点． (4)图乙是绘出的小车速度—时间关系图线，根据图线求出小车的加速度a＝________m/s2.(结果保留3位有效数字) 【参考答案】 (1)电磁打点计时器接低压交流电源． (2)实验时，使小车靠近打点计时器，先接通电源再放开小车． (3)若所接电源的频率是50 Hz，则由T＝＝ s＝0.02 s可知，每隔0.02 s打一个点． (4)在v t图像中图线的斜率表示加速度，即a＝＝ m/s2＝0.625 m/s2. 【活动2】如图甲所示，利用恒速滴液瓶(每隔相同时间从玻璃管口滴下一个液滴)和频闪光源来研究自由落体运动．实验时，调节频闪光源的频率和恒速液滴的频率，使两者恰好相等，屏幕上就会出现“液滴不动”的影点，设此时频闪光源的频率为f.某次实验的影点位置如图乙所示，三个影点间的距离分别为h1、h2和h3.求 (1)若图乙中最上边一个影点的初速度恰好为零，则h1∶h2∶h3？ （2）液滴下落的加速度？ (2)图乙中自上而下第二个影点瞬时速度的表达式为v？ 【参考答案】(1)最上边一个影点的初速度恰好为零，初速度为零的匀加速直线运动，在相邻相等时间内通过的位移之比h1∶h2∶h3＝1∶3∶5.设液滴从一个影点到下一个影点所用时间为T，则T＝，据h3－h1＝2aT2， 解得：.a＝ (2)图乙中自上而下第二个影点瞬时速度 v＝＝f. 四、【总结升华】 五、【课堂检测】 1．(多选)在实验过程中，对于减小实验误差有益的是(　 　) A．选取计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位 B．使小车运动的加速度尽量小些 C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算 D．选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验 2．(多选)如图甲、乙所示为同一打点计时器打出的两条纸带，由纸带可知(　　) A．在打下计数点“0”至“5”的过程中，纸带甲的平均速度比乙的大 B．在打下计数点“0”至“5”的过程中，纸带甲的平均速度比乙的小 C．纸带甲的加速度比乙的大 D．纸带甲的加速度比乙的小 3．在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如下： 为了计算加速度，最合理的方法是(　　) A．根据任意两计数点的速度用公式a＝算出加速度 B．根据实验数据画出v t图像，量出其倾角，由公式a＝tan α求出加速度 C．根据实验数据画出v t图像，由图像上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式a＝算出加速度 D．依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度 五、【课堂检测】答案1.ACD2.BD3.C
反思提升

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