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课题 实验五：研究匀变速直线运动的规律
课时 1课时（45 min） 总 35 课时
实验目标 知识技能目标： （1）用电火花计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车速度随时间变化的规律，学会求匀变速直线运动的加速度 （2）熟悉打点计时器的使用方法 （3）会用图象法处理实验数据 思政育人目标： 理解实践是检验真理的唯一标准的哲学论断
实验重难点 实验重点：计时器研究小车在重物牵引下的运动 教学难点：图象法处理实验数据
实验方法 任务驱动法
实验器材 小车、细绳、钩码、一端带有定滑轮的长木板、电火花计时器、低压交流电源、导线（2根）、纸带、米尺等
教学过程 主要教学内容及步骤 设计意图
实验准备 （15 min） 【教师】讲解实验的预备知识 知识点 实验原理 【教师】讲解实验原理 （1）电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出点迹的计时仪器，实验图5-1为其结构示意图。当接通220 V交流电源并按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一系列点迹。当电源频率为50 Hz时，电火花计时器每隔0.02 s打一个点，即纸带上相邻两点的时间间隔为0.02 s。纸带上的点表示与纸带相连的运动物体在不同时刻的位置，通过研究纸带上点之间的间隔，就可以了解物体的运动情况。 （2）由纸带上的点判断物体做匀变速直线运动的方法：如实验图5-2所示，O，A，B，C，……为时间间隔相等的各计数点，，，，……为相邻两计数点间的距离，若，即连续相等的时间间隔内的位移差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。 （a） （b） 实验图5-1 电火花计时器 实验图5-2 纸带 （3）由纸带求物体加速度的方法有两种。 方法一：用“逐差法”求加速度。根据（T为相邻两计数点间的时间间隔），求出，，，再算出，，的平均值，即可得物体运动的加速度。 方法二：用v-t图象求加速度。先根据求出打第n个点时纸带的瞬时速度，然后画出v-t图象，图线的斜率即为物体运动的加速度。 【学生】聆听、思考、理解、记录 通过教师的讲解和演示，使学生了解实验的原理，掌握实验用具的使用方法
实验步骤 （23 min） 【教师】组织学生以小组为单位进行以下实验： （1）如实验图5-3所示，把一端带有定滑轮的长木板放在实验桌上，并使定滑轮伸出桌面。把电火花计时器固定在长木板上没有安装定滑轮的一端，连接好电路。 （2）把细绳的一端拴在小车上，另一端跨过滑轮并挂上合适的钩码。将纸带的一端固定在小车后面，另一端穿过电火花计时器。 （3）把小车停在靠近电火花计时器处，接通电源后，放开小车，使小车拖着纸带运动。此时，电火花计时器会在纸带上打下一系列小点。换上新纸带，重复实验3次。 实验图5-3 研究匀变速直线运动规律的实验装置 （4）从3条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点。为了方便测量和减小误差，通常不将每打一次点的时间作为时间单位，而将每打5个点的时间作为时间单位，即。 （5）测出6段位移，，，，，的长度。根据测量结果，利用“实验原理”中给出的公式算出加速度，，的值，再求出，，的平均值，即为小车做匀变速直线运动的加速度。 （6）画v-t图象。 【学生】分组实验： （1）把测量及计算结果填入实验表5-1中，求出小车做匀变速直线运动的加速度a。 实验表5-1 小车做匀加速运动的实验数据 计数点位移s/m位移差/m速度v/（）分段加速度 a/（）小车加速度 a/（）123456
（2）以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，根据计算出的不同时刻对应的瞬时速度值，在实验图5-4中描点，最后用平滑的曲线把这些点连接起来，所得曲线的斜率即为小车做匀变速直线运动的加速度a。 实验图5-4 v-t图象 （3）最后对比自己的称量结果、查找实验中的易错点. 【教师】巡堂指导，及时解决学生的问题，试验结束后公布正确答案 【学生】对比自己的称量结果、查找实验中的易错点 通过分组实验，记录数据，小组的对比和竞赛，使学生巩固所学知识，并以学生为主体，针对学生接受能力的差异性，让优秀学生带动其他学生掌握知识
实验小结 （3 min） 【教师】简要总结本节课的要点 本节课实验研究匀变速直线运动的规律，重点是实验图像的处理，希望大家在课下多看笔记，巩固实验上所学知识，记清实验时的易错点。 【学生】总结回顾知识点 总结知识点，巩固学生对实验研究匀变速直线运动相关知识的印象
作业布置 （2 min） 【教师】布置课后作业 重温实验中的易错点和实验步骤 【学生】完成课后作业 通过课后作业复习巩固学到的知识，提高实际操作能力
教学反思 本次课是一节实验课，要数据的准确性，课堂的组织上要充分调动学生的积极性，通过小组合作的方式，进行竞赛激情教学。

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