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系（教案）【知識與技能】1、能熟練使用打點計時器。2、會根據相關實驗器材，設計實驗并完成操作。3、會處理紙帶求各點瞬時速度 。4、會設計表格并用表格處理數(shù)據。5、會用v-t圖像處理數(shù)據，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。【過程與方法】1、初步學習根據實驗要求，設計實驗，探究某種規(guī)律的研究方法。2、經歷實驗過程，及時發(fā)現(xiàn)問題并做好調整。3、初步學會根據實驗數(shù)據發(fā)現(xiàn)規(guī)律的探究方法?！厩楦袘B(tài)度與價值觀】1、體會實驗的設計思路，體會物理學的研究方法。2、培養(yǎng)根據實驗結 果作出分析判斷并得出結論?！窘虒W過程】實驗目的(1)進一步練習使用打點計時器(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，并據此判斷物體的運動性質(4)能根據實驗數(shù)據求加速度實驗原理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的平均速度來代替：vn2根據vt圖象判斷運動性質：用描點法可作出小車的vt圖象，根據圖象的形狀可判斷小車的運動性質。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、復寫紙片、細繩、鉤碼、刻度尺、導線、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設計表格并記錄相關數(shù)據將各計數(shù)點對應的時刻及瞬時速度填入下表中，并據此分析速度隨時間的變化關系.5.作出小車運動的vt圖象(1)在坐標紙上建立直角坐標系，橫軸表示時間，縱軸表示速度，并根據表格中的數(shù)據在坐標系中描點(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，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(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)，找出它們的坐標值，然后把它們的坐標值代入公式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，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)時應估讀到毫米的下一位。7描點時最好用坐標紙，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目的是學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；還應注意，讀數(shù)時應讀到毫米的下一位.【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)據計算出小車的加速度大小為a = m/s2（結果保留兩位有效數(shù)字）。【答案】（1） 0.10 （2） 0.59 （3） 0.82