匀速直线运动实验的改进
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匀变速直线运动实验报告匀变速直线运动实验报告一、实验目的本次实验的目的是通过观察和记录匀变速直线运动的物体在不同时间下的位移和速度变化,探究匀变速直线运动的规律,并验证运动学中的相关理论。
二、实验器材与原理1. 实验器材:直线轨道、小车、计时器、测量尺、速度计、电池等。
2. 实验原理:匀变速直线运动是指物体在相等时间间隔内,位移的增量不断增大,速度的变化量也在不断增大的运动。
根据运动学的相关理论,匀变速直线运动的位移与时间的平方成正比,速度与时间成正比。
三、实验步骤1. 将直线轨道放置在水平桌面上,并确保其平整度。
2. 将小车放置在轨道上,并确保其能够自由滑动。
3. 使用测量尺测量轨道的长度,并记录下来。
4. 将计时器设置为手动模式,并准备好进行实验的计时。
5. 将小车推动到轨道的一端,并在计时器启动后,用力将小车推动,使其沿轨道做匀变速直线运动。
6. 当小车到达轨道的另一端时,立即停止计时器,并记录下用时。
7. 使用速度计测量小车在不同时间点的速度,并记录下来。
四、实验数据处理与分析1. 根据实验步骤中记录的数据,计算小车在不同时间下的位移,并绘制位移-时间图像。
2. 根据实验步骤中记录的数据,计算小车在不同时间下的速度,并绘制速度-时间图像。
3. 分析位移-时间图像和速度-时间图像的特征,探究匀变速直线运动的规律。
4. 根据实验数据和分析结果,验证运动学中的相关理论。
五、实验结果与结论通过实验数据处理与分析,我们得到了位移-时间图像和速度-时间图像。
位移-时间图像呈现出一条平滑的曲线,且曲线的斜率逐渐增大,表明小车的位移随时间的增加而增大。
速度-时间图像呈现出一条直线,且斜率保持恒定,表明小车的速度在匀速增加。
根据实验结果和分析,我们可以得出以下结论:1. 匀变速直线运动的位移与时间的平方成正比。
2. 匀变速直线运动的速度与时间成正比。
3. 实验结果验证了运动学中的相关理论。
六、实验误差分析在实验过程中,可能存在一些误差,影响了实验结果的准确性。
2021寒假中考冲刺实验题专题复习(6)——力学实验1.(2019·株洲)用一把刻度尺和一支弹簧测力计探究弹性细绳的伸长量与所受拉力的定量关系。
如图甲所示,A、B分别为处于原长的一根弹性细绳的左右两端,R1和R2是固定在细绳上的两个标识。
现将A端固定,用弹簧测力计将B端沿着细绳所在直线向右拉,R1、R2和B三点位置及弹簧测力计的读数如图乙、丙、丁所示。
已知细绳始终处于弹性限度内。
(1)据甲图可知弹性细绳原长为________cm;乙图中测力计读数为________N。
(2)分析实验数据可知,在弹性限度内,弹性细绳是________(填“均匀”或“不均匀”)伸长的;伸长量与所受拉力________(填“成正比”或“不成正比”)。
(3)当标识R2刚好位于刻度尺上7.00cm位置时,R1位于刻度尺上________cm位置。
现手持细绳两端,A端向左B端向右使它们沿绳所在直线同时匀速运动,若发现标识R2不动,则A、B两端的速度之比为________。
2.(2020八下·江苏月考)为制作弹簧测力计,某物理实验小组对弹簧的伸长与拉力的关系作了探究。
下表是他们利用甲、乙两根不同的弹簧做实验时所记录的数据。
表一:表二:(1)分析表一和表二数据可知:①在一定条件下,弹簧伸长的长度与它所受的拉力成________;②在拉力相同的情况下,甲弹簧伸长的长度比乙弹簧________(选填“大”或“小”)。
(2)如图所示的A、B两弹簧测力计分别使用了甲、乙两弹簧,它们的外壳相同,刻度线分布情况相同,则量程较大的是________弹簧测力计精度较高的是________弹簧测力计。
(均选填“A”或“B”)(3)经实验探究发现:在拉力相同的情况下,弹簧伸长的长度与弹簧的材料、粗细、原长(弹簧不受外力时的长度)等均有关系,请设计一个简单实验,证实弹簧伸长的长度与弹簧原长有关________。
3.(2019八下·锡山期中)在“制作一个橡皮筋测力计”的小组活动中,小军提出了一个问题:“在一定的弹性范围内,橡皮筋伸长的长度跟它受到的拉力可能存在什么关系?”小明和小丽经过思考并猜想后,他们决定一起通过实验来验证。
《匀变速直线运动的位移与时间的关系》教学反思《匀变速直线运动的位移与时间的关系》教学反思一必修一第一章学习了描述运动的感念,本章学习匀变速直线运动几个物理量之间的定量关系。
教材从最简单的匀速直线运动的位移与时间的关系入手,得出位移公式x=vt。
然后从匀速直线运动的速度—时间图像说明v-t图线下面矩形的面积代表匀速直线运动的位移。
接着利用实验探究中所得到的一条纸带上时间与速度的记录,引导学生进行分析,当Δt越小,估算结果越接近,最后得出结论:当Δt 无穷小时,v-t图线下四边形的面积等于匀变速直线运动的位移,从而导出位移公式x=v0t+ 1/2at2。
上一章为本节奠定了全面的基础,本节是第一章概念和科学思维方法的具体应用。
高中物理引入极限思想的出发点就在于它是一种常用的科学思维方法,上一章教材用极限思想介绍了瞬时速度和瞬时加速度,本节介绍v-t图线下面四边形的面积代表匀变速直线运动的位移时,又一次应用了极限思想。
当然,我们只是让学生初步认识这些极限思想,并不要求会计算极限。
按教材这样的方式来接受极限思想,对高中学生来说是不会有太多困难的。
学生学习极限时的困难不在于它的思想,而在于它的运算和严格的证明,而这些,在教材中并不出现。
教材的宗旨仅仅是“渗透”这样的思想。
在导出位移公式的教学中,利用实验探究中所得到的一条纸带上时间与速度的记录,让学生思考与讨论如何求出小车的位移,教学中不断鼓励学生积极思考,充分表达自己的想法。
启发、引导学生具体、深入地分析,肯定学生正确的`想法,教学过程中主要采用探究式、讨论式进行授课。
一、本节课的成功之处匀变速直线运动的位移公式是高中物理教学中的难点之一,我在教学设计中根据学生实际提出了自己的教学思路。
其突出的特点有以下几方面:1、新课程倡导探究,并将科学探究与科学知识并列为课程的学习内容。
猜想与假设是科学探究的要素之一,但不是没有依据的胡猜乱想。
本节课从复习旧知识引出新问题之后,由匀速直线运动速度图象中“面积”的物理意义,迁移到在匀变速直线运动速度图象中的“面积”是否也具有同样的物理意义,提出猜想有根有据、合情合理,符合高一新学生的认知水平。
物体的匀速直线运动实验研究物体的运动是物理学中的一个重要研究对象,而匀速直线运动是其中的一个基本模型。
本文将通过实验来研究物体的匀速直线运动特征,并探讨相关的物理原理。
实验目的:通过对物体在匀速直线运动过程中的位置和时间的测量,确定物体的速度,并研究物体在匀速直线运动中的位移与时间的关系。
实验材料和仪器:1. 直线轨道:用来保证物体的运动轨迹是直线且无摩擦的;2. 滑块:用来模拟物体在轨道上的运动;3. 计时器:用来测量物体运动的时间;4. 标尺:用来测量物体在轨道上不同位置的位移。
实验步骤:1. 将直线轨道平放在水平桌面上,并确保其固定不动;2. 将滑块放在轨道上,并确保其能够顺畅地运动;3. 将滑块推送到轨道上的一个起始位置,并用计时器记录下时间t1;4. 通过标尺测量滑块在起始位置的位移 x1;5. 接着将滑块推送到轨道上的另一个位置,并用计时器记录下时间t2;6. 通过标尺测量滑块在另一个位置的位移 x2;7. 重复步骤5和步骤6,记录不同位置的位移和时间,直至滑块到达终点位置;8. 根据实验数据计算物体在不同时间间隔内的平均速度,并将结果记录下来;9. 绘制位移-时间图,并根据数据点拟合出直线;10. 分析实验数据,探讨物体匀速直线运动的特征和物理原理。
实验结果:通过实验得到的位移-时间图是一条直线,表明物体的直线运动是匀速的。
而根据实验数据计算得到的物体平均速度是恒定的,符合匀速运动的特征。
讨论与结论:物体的匀速直线运动是指物体在相等时间间隔内,位移相等的运动。
实验结果表明,在无外力作用下,物体的匀速直线运动中速度是恒定的,位移与时间成正比,且运动轨迹是一条直线。
物理原理解释:物体的匀速直线运动符合牛顿第一定律,即当合外力为零时,物体将保持匀速直线运动,速度和方向都不会改变。
在实验中,由于轨道的设计保证了无摩擦,因此外力可以忽略不计,这样物体就会保持匀速直线运动。
该实验还可以进一步扩展,通过改变轨道倾角、引入摩擦力等因素,研究物体运动的变化规律。
匀速直线运动教案第一章:导入1.1 教学目标让学生了解匀速直线运动的定义和特点。
引导学生通过观察和实验来验证匀速直线运动的概念。
1.2 教学内容引入匀速直线运动的概念。
解释匀速直线运动的特点:速度恒定,方向不变。
引导学生思考实际生活中的匀速直线运动例子。
1.3 教学方法通过展示图片和视频,引导学生观察和描述匀速直线运动的情景。
设计实验,让学生亲身体验匀速直线运动的感觉。
1.4 教学评估观察学生对匀速直线运动概念的理解程度。
评估学生在实验中的观察和分析能力。
第二章:匀速直线运动的基本公式2.1 教学目标让学生掌握匀速直线运动的基本公式。
引导学生理解速度、时间和位移之间的关系。
2.2 教学内容介绍匀速直线运动的基本公式:v = s/t,其中v表示速度,s表示位移,t表示时间。
解释速度、时间和位移之间的关系。
2.3 教学方法通过示例和练习题,引导学生理解和运用基本公式。
使用图形和动画辅助学生直观地理解速度、时间和位移之间的关系。
2.4 教学评估评估学生对匀速直线运动基本公式的掌握程度。
评估学生在练习题中的计算和应用能力。
第三章:匀速直线运动的图像3.1 教学目标让学生了解匀速直线运动的图像表达方式。
引导学生通过图像分析匀速直线运动的特点。
3.2 教学内容介绍匀速直线运动的图像:速度-时间图像和位移-时间图像。
解释速度-时间图像和位移-时间图像的特点和含义。
3.3 教学方法通过示例和练习题,引导学生理解和运用速度-时间图像和位移-时间图像。
使用图形和动画辅助学生直观地理解图像表达方式。
3.4 教学评估评估学生对匀速直线运动图像的理解程度。
评估学生在练习题中的分析和应用能力。
第四章:匀速直线运动的实际应用4.1 教学目标让学生了解匀速直线运动在实际生活中的应用。
引导学生通过实际例子理解和运用匀速直线运动的概念。
4.2 教学内容介绍匀速直线运动在实际生活中的例子,如匀速直线行驶的汽车、匀速直线运动的电梯等。
作者: 任端奇
作者机构: 南京市土桥中学,江苏南京211100
出版物刊名: 物理教师
页码: 55-55页
年卷期: 2014年 第8期
主题词: 匀速直线运动 运动规律 实验 气泡 探究能力 数据处理 图像分析 红墨水
摘要:"研究气泡的运动规律"的实验是苏科版8年级的一个重要的探究匀速直线运动规律的实验,可以很好地培养学生的探究能力,尤其是数据处理、图像分析得出规律的能力.如果用水兑红墨水染色做有几个缺陷:(1)时间较长约20s.(每10cm)(2)数据差距较大在2~5s(每10cm),以至不能说明气泡做的是近似匀速直线运动.笔者通过多次试验改进,做法如下.。
物体的匀速直线运动实验设计与数据分析引言:物体的匀速直线运动是物理学中最基本的运动形式之一。
通过对物体在匀速直线运动过程中的实验设计和数据分析,我们可以进一步理解匀速直线运动的特性和规律。
本文将介绍一种简单且易于实施的物体匀速直线运动实验设计,并对实验数据进行详细的分析。
实验设计:为了进行物体匀速直线运动的实验,我们需要准备以下实验器材和材料:1. 直线轨道:可使用一条长而光滑的直线轨道,确保物体在轨道上能够顺畅滑动。
2. 物体:选择一个重量较小且易于测量的物体,如小木块。
3. 光电门:将光电门放置在直线轨道的起点和终点,以便准确地测量物体通过的时间。
实验步骤:1. 将直线轨道放置在水平平稳的桌面上,并确保轨道两端平行。
2. 将一块小木块放在直线轨道上,并用力推动它,使其沿轨道滑动。
3. 同时记录下物体通过起点和终点的时间,可使用一个秒表或计时器进行测量。
4. 重复多次实验,以获得更准确的数据,并计算平均值。
数据分析:1. 根据已经记录的时间数据,计算物体通过轨道的平均速度。
平均速度的计算公式为:平均速度 = 轨道长度 / 通过轨道的时间其中,轨道长度可以通过使用标尺或尺子测量得出。
2. 根据物体的平均速度,计算物体在不同时间内的位移。
位移的计算公式为:位移 = 平均速度 ×时间可以选择不同的时间间隔,并根据平均速度和时间计算对应的位移值。
3. 绘制速度-时间图和位移-时间图,以直观地展示物体匀速直线运动的特征。
速度-时间图的横轴表示时间,纵轴表示速度;位移-时间图的横轴表示时间,纵轴表示位移。
通过这两个图形可以看出物体的速度在匀速直线运动中保持不变,并且位移与时间成正比。
实验注意事项:1. 实验过程中需要保证轨道平稳、水平,以及物体与轨道的接触良好,避免额外的摩擦力对实验结果的干扰。
2. 在测量时间时,尽量保证准确性。
可以使用更精确的计时器,或者进行多次测量取平均值。
3. 记录实验数据时,要注意清晰准确地记录下每次测量的数值,便于后续的数据分析。
匀加速直线运动实验报告的总结与反思【匀加速直线运动实验报告的总结与反思】一、引言匀加速直线运动是力学中重要的概念,通过实验可以很好地理解这一概念。
本文将围绕匀加速直线运动实验进行总结与反思,深入探讨实验原理、实验步骤、实验数据分析以及个人观点和反思,帮助读者更深入地理解这一实验和概念。
二、实验原理匀加速直线运动实验是通过测量物体在匀加速直线运动中的位移、时间和速度,从而验证匀加速直线运动的物理规律。
在实验中,首先需要确定实验的起点和终点,然后利用计时器测量物体从起点到终点的时间,并同时记录下物体在不同时间点的位置,从而得到物体的位移和速度随时间变化的规律。
三、实验步骤1. 确定实验起点和终点。
2. 在起点放置物体,并准备计时器。
3. 让物体在起点自由落下,并同时启动计时器。
4. 记录物体在不同时间点的位置,并停止计时器。
5. 根据实验数据计算物体的位移、速度和加速度。
6. 分析实验数据,验证匀加速直线运动的规律。
四、实验数据分析通过实验测得的数据,可以得到物体的位移随时间变化的规律,速度随时间变化的规律以及加速度的数值。
实验数据的分析可以验证匀加速直线运动的规律,同时也可以探讨实验中可能存在的误差和不确定性,从而提高实验的准确性和可靠性。
五、个人观点和反思匀加速直线运动实验是力学中重要的实验之一,通过实验可以更直观地理解匀加速直线运动的规律。
在实验过程中,我们需要注意实验操作的细节,尽可能减小误差,提高实验数据的准确性。
在实验结束后,我们也需要对实验结果进行深入分析和反思,从而更好地理解匀加速直线运动的概念,提高自己的实验能力和物理素养。
六、总结与回顾通过本次匀加速直线运动实验,我更深入地理解了匀加速直线运动的规律,同时也发现了自己在实验操作和数据分析中的不足之处。
在未来的实验中,我将更加注重实验操作的细节,提高实验数据的准确性,从而更好地探索物理世界的奥秘。
在这篇文章中,我从实验原理、实验步骤、实验数据分析、个人观点和总结回顾等方面全面地探讨了匀加速直线运动实验的内容,希望能够帮助读者更深入地理解这一实验和概念。
匀速直线运动实验的改进
学号:122003081 姓名:夏燕程
摘要:物理实验是探究物理规律的重要方法。
初二的学生学习物理所作的“第一个”物理实验应该就是匀速直线运动的规律探究,因为,我觉得先前的物理实验只是对一些物理现象的重现。
匀速直线运动的研究关键是寻找一个作匀速直线运动的物体,本文通过对匀速直线运动实验的思考和三种具体的改进,试图寻找物理实验改进和创新的方法,从而提高物理实验的可视性与可操作性。
关键词:匀速直线运动改进
正文:
一问题的提出
匀速直线运动是八年级上册物理(苏科版)的重要教学内容,也是学生学习物理的入门。
学生学完这一节后,应该学会用定量计算的方法研究物体的运动规律。
同时,本节内容也是上一节内容速度的拓展和延伸。
物理学习重要一点就是让学生用物理的方法去探究物理问题,从物理的视角观察物理现象。
匀速直线运动这一节内容主要描述了物体的两种运动形式—匀速直线运动和变速直线运动,学生通过实验得到匀速直线运动的特征,通过观察和计算得到变速直线运动的特点。
然而,自然界很少会出现真正的匀速直线运动这种运动形式,书本也只是列举了站在自动扶梯上的人和在冰面上的滑行一定情况下可以近似的看成是匀速直线运动。
那么学生如何利用实验探究匀速直线运动的运动规律呢?
二现有的实验方法
要用实验探究匀速直线运动,首先是要找
到一个做匀速直线的物体,然后利用刻度尺测
量运动路程,秒表测量对应的运动时间。
关键
是如何才能找到作匀速直线运动的物体呢?
教科书给了我们一个很好的提示:利用水中的
气泡在上升时受到浮力和水的阻力的作用(忽
略气泡自身重力),阻力随气泡速度的增加而
变大,当阻力大小等于浮力时,气泡受平衡力
作匀速直线运动。
这里存在三个问题:
1 气泡受到的浮力会不会发生变化?我的答案是会发生变化。
因为在地球附近的水的内部存在压强,气泡在向上运动过程中受到水的压强会发生变化。
那么气泡的体积也会发生变化,气泡的浮力也是变化的。
当然这种变化不是非常显著,但确实会影响到气泡的运动。
2 水和气泡都是无色透明,初中学生实验过程中观察不够到位,容易发生漏测、误测现象。
3 一般情况下,竖直放置的玻璃管中气泡运动较快,学生来不及测量。
针对这些问题,许多老师想出了各种解决方法。
三问题的解决和思考
方法一:将玻璃管中的水换成油,研究气泡在油当中上升的情况。
首先油是有颜色的和气泡颜色存在一定差异,方便学生的观察与测量。
其次油的粘滞系数较大,气泡在油中的运动比水中要慢一些,方便学生的时间测量。
存在问题:1 没有解决气泡受到的浮力也会发生变化的问题,在一定误差允许范围内,这个可以忽略不计。
2 在将油注入玻璃管内时,要注意保证只有一个气泡在油内运动。
3、注油的玻璃管保存、清洗、成本方面逊色于注水的玻璃管。
4、油的粘滞阻力等物理量随外界温度的变化比较明显。
方法二:将气泡换成小蜡烛块,研究小蜡烛块在水中的上升。
这种方法是为了解决浮力变化问题,因为固态的小蜡块形状和体积是固定的。
同时也方便学生的测量,因为我们一般选用的是红色的小蜡块,与透明无色的水存在较大差别,易于观察。
但也存在一定的问题,因为蜡的密度是小于水的密度的。
蜡块完全浸没时,受到的浮力大于重力,在非平衡力作用下,小蜡块在水中上升得越来越快,不是做匀速直线运动的,怎样才能使小蜡块作匀速直线运动呢?也有比较好的解决方法。
在蜡块中插入一定个数的图钉和大头针(图钉似乎属于“粗调”,而大头针是“细调”)。
通过调节图钉和大头针的数量,使蜡块整体的密度略小于水的密度(要考虑阻力的存在),从而实现小蜡块在水中上升时作匀速直线运动,或者近似的匀速直线运动。
当然,这样做也存在一定的麻烦,教师在上课前必须很好的调节蜡块整体的密度,调节过程也比较麻烦,靠的是感觉。
如果想做学生分组实验,那么教师的工作量就非常的大。
除非是上公开课、优课评比,我相信没有教师会这么做。
2011年,我们学校的一位教师参加南通市初中物理优课评比,恰好抽中了《匀速直线运动》这个课题。
由于是我想到了这种实验改进方案,最后我们初中物理组全体12位同仁,做蜡烛快做了3天,耗费了很长时间。
其实准备时间长也不见得是什么坏事,因为这种制作属于一次制造“恒久”使用的那种,我们学校近两年讲解匀速直线运动时,都是利用这套器材进行学生分组实验的,效果不错。
方法三:气垫导轨
实验方法是多种多样的,实验的改进也是永无止境的。
但教师和学生一般只会做现成的实验,能够在现成的实验基础上有所改进已经属于实验方法的创新了。
关键原因是教师受到现有实验的影响比较大,觉得只能按照书本上的实验进行或者说只能利用书本提供的思路进行实验的思考与创新。
能不能跳出现有的框架,是实验创新的前提。
南京师范大学的仲扣庄教授给我们在职研究生开设了物理实验方法的相关课程,我觉得大有裨益。
仲老师给我们介绍了气垫技术和气垫导轨,我觉得利用气垫导轨也可以很好的做匀速直线运动的相关实验。
气垫导轨是一种现代化的力学实验仪器。
它利用小型气源将压缩空气送入导轨内腔。
空
气再由导轨表面上的小孔中喷出,在导轨表面
与滑行器内表面之间形成很薄的气垫层。
滑行
器就浮在气垫层上,与轨面脱离接触,因而能
在轨面上做近似无阻力的直线运动,极大地减
小了以往在力学实验中由于摩擦力引起的误
差。
使实验结果接近理论值。
结合打点计时器、
光电门、闪光照相等,测定多种力学物理量和验证力学定律。
中学物理实验中,利用气垫导轨验证动量守恒定律,研究弹簧振子的运动规律,研究物体的加速度等,和理论值就非常接近。
教师在实验前要认真阅读产品说明书,搞清仪器的结构原理和使用方法。
然
后打开气源,用沾有少许酒精的脱脂棉清洁气垫导轨及滑块内表面。
将挡光片装在滑块脊上,架好光电门并调节他们的高度,使挡光片刚好能从光电门的红外发光二极管和光敏三极管中通过,将两光电门的引线插头分别插入电子计时器。
接下来教师应该调节气垫导轨的水平。
(1)粗调:静态调平法,开启气源,将滑块轻轻置于气垫导轨上,使其自由滑动,调节单底角螺丝,直到滑块不动或虽有微小滑动但无一定方向为止。
(2)细调:动态调节法,将电子计时器的功能定在碰撞,轻推滑块,使滑块以一定的速度向气垫导轨的一端运动,直到在端点处被弹回。
往复一次,电子计时器一次显示4个时间,如果前两次与后两次的时间差接近,可以认为水平已经调好。
(3)教师检测滑块是否做匀速直线运动。
电子计时器的功能选在速度档上,轻推滑块,使其以一定的初速度运动,先后经过光电门。
可以在电子计时器上得到滑块通过两个光电门时的速度,两次的速度应该相等或者误差比较小。
学生分组实验:(1)教师将光电门和电子计时器撤去,因为初中学生暂时不会使用这些器材。
(2)学生在滑块上选择4个位置点(不能从起点开始,一定要从滑块开始运动一段时间后开始测量),记下滑块运动的路程。
(3)轻推滑块,使滑块以较慢的速度向另一端运动。
用秒表记下滑块分别通过4个位置点的时间。
将数据填入表格。
实验优点:精确、科学、数据误差小、学生实验难度小。
实验缺点:教师实验前的准备时间比较长,需要花费较多时间完成气垫导轨的调节。
同时,初中阶段的学生比较调皮,要教育好学生如何使用气垫导轨,或者以教师为主导,学生只要使用秒表测出滑块到某一位置的时间就行。
毕竟气垫导轨不是初中阶段的教学任务。
总之,教学改革之路不止,实验创新之法不息。