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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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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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??山Y(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,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?說說你的看法。
(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;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)。
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