§2.1__实验：探究小车速度随时间变化的规律教案

第二章匀变速直线运动的研究§2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律一、教学目标（一）知识与技能：1、根据相关实验器材，设计实验并熟练操作。2、会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度。3、会运用表格法处理数据，并合理猜想。4、巧用v-t图像处理数据，观察规律。（二）过程与方法：1、初步学习根据实验要求设计实验，完成某种规律的探究方法。2、对打出的纸带，会用近似的方法得出各点的瞬时速度。3、能直观运用图像展现规律、（三）情感态度与价值观：1、在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力。2、通过经历实验探索过程，体验运动规律探索的方法。二、教学重点1、图像法研究速度随时间变化的规律2、对运动的速度随时间变化规律的探究三、教学难点1、会计算各点瞬时速度。2、对实验数据的处理、规律的探究。四、新课教学预习学案：1.试验中把小车停在靠近处，先，然后，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点，换上纸带，重复实验3次。2.打点计时器每隔打一次点，计时器打出的纸带可直接获得的物理量是任意两点间，可直接测得的物理量是任意两点间的.3.纸带的选取原则.预习思考1.在实验中，下列关于测量点间时间间隔的说法正确的是（）A.每隔四个点取一个测量点，则测量点间的时间间隔为0.1秒B.每隔四个点取一个测量点，则测量点间的时间间隔为0.08秒C.每五个点取一个测量点，则测量点间的时间间隔为0.10秒D.每五个点取一个测量点，则测量点间的时间间隔为0.12秒2.在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下述测量每相邻两计数点间距离的方法，正确的是（）A．当两个计数点间的距离较大时，可以用短尺把它分段测量B.当某两个计数点间的距离较小时，可以用短尺一次把它测完C．测量每两个相邻计数点间的距离，应该用带有毫米刻度的长尺的零刻度对准起点，读出各记数点对应的刻度值，然后逐一相减，得出每两个计数点间距离的数值D.分别逐个测出每两个计数点间的距离，这样便于记录 3.在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列关于作v-t图像的说法中，正确的是（）A.只要确定了v-t图像中的两点，就可以得到小车运动的v-t图像，因此，实验只需要测出两组数据B.作v-t图像是，所取的点越多，图像就越准确C.作出的v-t图像应该通过所有的点，图线曲折也可以D.对于偏离直线较远的点，说明误差太大，应舍去4.下列关于计数点的说法中，不正确的是（）A．相邻计数点间的时间间隔相等B．计数点进行测量计算，既方便又可减少误差C．相邻计数点间的距离应当相等D．计数点是从计时器打出的实际点选出来的，相邻计数点间点痕的个数相等知识归纳1、实验目的(1)练习使用打点计时器。（2）利用打上点的纸带研究小车的运动情况，分析小车的速度是怎样随时间变化的。2、实验原理（1）电磁打点计时器的使用：把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面，当接通4—6V低压交流电源时，位于振片一点的振针就跟着上下振动而打点。这时，如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列点，这样通过研究纸带上点的时间间隔和位移大小来确定小车的运动情况。（2）v-t图像法：根据上一章的方法算出纸带上各记数点的速度，即把包含记数点一段间隔x的平均速度v计算出来，用这个平均速度代表纸带经过记数点时的瞬时速度，根据各个记数点的瞬时速度，再作出v-t图像，分析v-t的关系。3、实验器材（1）打点计时器（2）附有滑轮的长木板（3）小车（4）带小钩的直线（5）25g的钩码4个（6）纸带（7）刻度尺（8）学生电源、导线4.实验步骤（1）把附有滑轮的长木板放在实验桌上，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，下边挂上等量的钩码，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，换上新的纸带，重复实验三次。（4）从三条纸带中选出一条比较理想的，舍掉开头有些比较密集的点迹，在后边便于测量的地方找一个适当的点看做开始点，为了测量方便和减小误差，通常不用每打一次点的时间作为时间单位。而用每打五次点的时间作为时间单位，就是T=5*0.02s=0.1s。在选好的开始点下面标明A,在第六个点的下面标B,在第十一个点的下面标C，以此类推，A、B、C、D...叫做记数点，两个相邻计数点间的距离分别是x1、x2、x3…（5）测出六段位移x1、x2、x3、x4、x5、x6的长度，把测量的数据计入表中。（6）以t为横轴，v为纵轴，在v-t图像中妙处这些记数点的坐标，然后用一条直线拟合这些点，画直线时要使它两侧的点数大致相同。（7）改变钩码个数，用不同的力拉小车重复上述（2）至（6）的实验步骤，得到小车在受不同力的情况下v-t图像。典例剖析 例1在探究小车速度随时间变化规律的实验中，按照实验先后顺序，将下述步骤的代号填在横线上把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面A.把打点计时器固定在木板没有滑轮的一端，并连好电路B.换上新的纸带，再重做两次C.把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面D.使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动E.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码F.断开电源，取出纸带跟踪训练1在实验过程中，对于减小实验误差，下列方法中有益的是（）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知识点二处理数据的方法1.如何由实验得出的v-t图像进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律。我们可以从两条途径进行探究：一是通过直接分析图像的特点得到。小车运动的v-t图像是一条倾斜的直线，那么当时间增加相同的值，速度也增加相同的值，也就得出结论：小车的速度随时间均匀增加（或变化）.二是通过得出函数关系式进一步分析研究，既然小车的v-t图像是一条倾斜的直线，那么v随t变化的函数关系式为v=kt+b，显然v与t成线性关系，小车的速度随时间均匀变化。跟踪训练2在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图给出了从0点开始，5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点。测得：s1=1.40cms2=1.90cm，s3=2.38cm，s4=2.88cm，s5=3.39cm，s6=3.87cm。那么：0123456（1）在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：v1=cm/s，v2=cm/s，v3=cm/s，v4=cm/s，v5=cm/s。（2）在平面直角坐标系中作出速度—时间图象。（3）分析（说明）小车运动速度随时间变化的规律。五、课堂小结1、 因为打点计时器所打纸带记录了物体在一系列不同时刻的位置，所以通过纸带分析可得到物体的运动规律，画出v-t图像，分析图像得出结论。2、求纸带上某点速度时，一般用一小段时间内的平均速度代替。同步练习1.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，对于减小实验误差来说，下列方法中有益的是()A.选取计数点，把每打五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.关于“探究小车速度随时间变化规律”的实验操作，下列说法错误的是（）A.长木板不能侧向倾斜，也不能一端搞一端低B.在释放小车前，小车应紧靠在打点计时器上C.应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车D.要在小车到达定滑轮前使小车停止运动3．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法正确的是()A．长木板一定要水平摆放，不能一端高一端低B．使小车速度的变化尽可能快一些C．使用刻度尺测量长度时，要读到最小刻度的下一位D．作v-t图时，所描曲线必须经过每一个点4．如图所示为某次实验中打出的一条经过处理后的纸带，图中O为小车运动的起始点，A为所选取的第一个计数点，O点到A点之间有部分点不清晰，相邻两个记数点之间有4个点未画出，电源频率为50Hz，用毫米刻度尺测量后可直接算出（）A．从O点到F点运动的时间B．从A点到F点运动的平均速度C．C点时的瞬时速度vCD．G点时的瞬时速度vG5.在探究小车速度随时间变化规律的实验中，得到一条记录小车运动情况的纸带，如图所示，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔为T=0.1s。（１）根据纸带上的数据，计算B、C、D各点的速度，填入表中。（２）在坐标纸上作出小车的v-t图象。ABCDE7.527.660.3105.6cm六、教学后记