§21实验探究小车速度随时间变化的规律
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四•实验步厦门大同中学物理实验报告座号指导敘坪得分实验名称:匀变速运动的实验探究一•实验目的1•练习打点计时器的使用、纸带的数据处理和瞬时速度的测量方法:2•用打点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的变化规律;3•能用v-t图象探究小车速度随时间的变化规律。
二•实验原理利用打出的纸带,计算出多个点的瞬时速度,分析速度和时间的关系。
1•计算打各计数点时小车的速度,应在计数点附近取一个很短的时间△/,用AT内的平均速度作为打该计数点小车的瞬时速度。
2•用描点法作岀小车的图象,图象的斜率表示加速度。
若图象是一条倾斜的直线,说明小车的速度是均匀变化的。
三•实验仪器电源、导线、打点计时器、小车.4个25 g的钩码.一端带有滑轮的长木板.带小钩的细线、纸带. 刻度尺、坐标纸等。
1 •将打点汁时器用配套的螺旋夹固立在长木板的一边,连接好电路。
(如无螺旋夹时可在长木板上敲几个长钉紧靠打点计时器的前后借以固定;有的用大弹簧夹子把打点计时器紧夹在长木板边缘也可,但要注意不能影响打点计时器工作。
)2•将挂有重物的细绳跨过滑轮与小车相连接。
(调节滑轮的高度使细线与木板平行•小车能在木板上平稳滑行,操作时必须注意使细绳的拉力通过小车的重心,以免小车前进时小车转动或揺晃,可在系好细绳后试拉一下小车•观察车身是否作直线运动。
)3.将穿过打点讣时器的纸带与小车厢连接。
(操作时要将纸带紧紧地夹在小车上•以免小车运动时纸带松开•可用弹簧夹子夹住•但不要使纸带破损•以免小车启动时把纸带拉断。
)4•使小车停靠在打点汁时器处,先接通电源,后释放小车,让小车在水平长木板上运动,打点计时器同时开始工作,在纸带上打岀一系列的点•(操作时应试打几次,不要使点迹过分密集或过分疏散•若觉得太密集时可増加绕过滑轮线绳下所系的重物,反之则减小。
)5•打出纸带后,关闭电源,取下纸带,改变钩码的质量,重复上述步骤,多打岀几条纸带(3-5条)。
21实验探究小车速度随时间变化的规律教案一、实验目的:通过实验探究小车速度随时间变化的规律。
二、实验材料:小车、计时器、直尺、光栅板。
三、实验原理:小车在经过光栅板时会挡住一部分光线,形成一系列光强变化的信号。
通过计时器记录不同时间的光强变化信号,可以得到小车通过光栅板的时间间隔,从而计算出小车的速度。
四、实验步骤:1、将光栅板固定在光栅板架上,放在平坦的桌面上。
2、将小车放在光栅板前面一段距离的位置上,使其与光栅板垂直。
3、打开计时器,开始记录。
4、轻推小车,使其通过光栅板,并使光栅板尽可能多地通过小车的光线。
5、当小车通过光栅板时,计时器记录时间并暂停记录。
6、重复实验,记录多组数据。
7、根据记录到的时间和距离,计算小车的速度。
五、实验数据处理和分析:1、根据实验记录的数据,计算每次通过光栅板的时间间隔。
2、将计算出的时间间隔绘制成时间—速度曲线图。
3、观察时间—速度曲线图,分析小车速度随时间变化的规律。
六、实验注意事项:1、实验时小心操作,注意保护光栅板的完整性。
2、实验中小车的推力要适度,以避免影响实验结果。
3、实验时要保持光栅板和小车之间的垂直。
4、记录数据时要准确,可以重复实验多次,取平均值。
七、实验结果和讨论:通过实验可以得到小车速度随时间变化的规律。
根据时间—速度曲线图的分析,可以看出小车的速度随时间呈线性增加或减少的趋势,即速度随时间变化是连续变化的。
八、拓展实验:可以将小车推力保持不变,改变光栅板与小车的距离,探究小车速度与距离的关系。
也可以通过改变小车质量或推力大小,探究小车速度与质量或推力的关系。
九、实验总结:通过本实验,我们了解了小车速度随时间变化的规律。
实验方法简单易操作,可以通过多次实验、多组数据的记录和分析,得出准确的实验结论。
同时,我们还了解到实验中需要注意的问题,以及可以进一步拓展的实验内容。
这些知识和实验技巧对我们的学习和科学探究有很大的帮助。
高中物理必修一:2.1实验:探究小车速度随时间变化规律2.1实验:探究小车速度随时间变化规律 一.实验目的:用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律二.实验原理1.打点计时器(1)沿直线运动的物体在连续相等时间间隔的不同时刻的速度分别为v 1、v 2、v 3、v 4…,若v 2-v 1=v 3-v 2=v 4-v 3=…,则说明物体在相等时间内速度的增量相等,由此说明物体在做匀变速直线运动,即a ====….(2)沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为x 1、x 2、x 3、x 4、…,若Δx =x2-x 1=x 3-x 2=x 4-x 3=…,则说明物体在做匀变速直线运动,且Δx =aT 2.3.速度、加速度的求解方法“逐差法”求加速度即a1=,a2=,a3=,然后取平均值,即=,这样使所给数据全部得到利用,以提高准确度“图象法”求加速度即由“平均速度法”求出多个点的速度,画出v-t图象,直线的斜率即表示加速度三.实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器),一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片.四.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,细绳跨过滑轮,下边挂上合适的钩码,把纸带穿过打点计时器,并把它的一端固定在小车的后面,调节滑轮的高度,使细绳与长木板平行.实验装置见下图,放手后,看小车能否在木板上平稳地加速滑行.3.把小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,后放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点,换上新纸带,重复三次.4.从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开始一些比较密集的点,在后面便于测量的地方找一个开始点,以后依次每五个点取一个计数点,确定好计数始点,并标明0、1、2、3、4、…,测量各计数点到0点的距离x,并记录填入表中.位置编号0 1 2 3 4 5时间t/s 0x/m 0v/(m·s-1)5.计算出相邻的计数点之间的距离Δx1、Δx2、Δx3、….6.利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度,填入上面的表格中.7.增减所挂钩码数,再做两次实验.[数据处理及实验结论]1.由实验数据得出v-t图象(1)根据表格中的v、t数据,在平面直角坐标系中仔细描点,如图所示,对于每次实验,描出的几个点都大致落在一条直线上.(2)作一条直线,使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上,落不到直线上的点,应均匀分布在直线的两侧,这条直线就是本次实验的vt图象,它是一条倾斜的直线.2.由实验得出的vt图象进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律.有两条途径进行分析:(1)小车运动的v-t图象是一条倾斜的直线,如图所示,当时间增加相同的值Δt,速度也会增加相同的值Δv,由此得出结论:小车的速度随时间均匀变化.(2)既然小车的v-t图象是一条倾斜的直线,那么v随t变化的函数关系式为v=kt+b,所以小车的速度随时间均匀变化.[误差分析]1.根据纸带测量的位移有误差.2.电源频率不稳定,造成相邻两点的时间间隔不完全相等.3.纸带运动时打点不稳定引起测量误差.4.用作图法,作出的vt图象并不是一条直线.5.木板的粗糙程度并非完全相同,这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度.[注意事项]平行纸带、细绳要和长木板平行靠近释放小车前,应使小车停在靠近打点计时器的位置一先一后实验时应先接通电源,后释放小车;实验后先断开电源,后取下纸带防止碰撞在到达长木板末端前应让小车停止运动,防止钩码落地,小车与滑轮碰撞减小误差小车另一端挂的钩码个数要适当,避免速度过大而使纸带上打的点太少,或者速度太小,使纸带上打的点过于密集纸带选取选择一条点迹清晰的纸带,舍弃点迹密集部分,适当选取计数点准确作图在坐标纸上,纵、横轴选取合适的单位,仔细描点连线,不能连成折线,应作一条直线,让各点尽量落到这条直线上,落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧[典例]某同学利用打点计时器测量小车做匀变速直线运动的加速度.(1)电磁打点计时器是一种使用________(选填“交流”或“直流”)电源的计时仪器,它的工作电压是4~6V,当电源的频率为50 Hz时,它每隔________s打一次点.(2)使用打点计时器时,接通电源与让纸带随小车开始运动,这两个操作过程的操作顺序应该是()A.先接通电源,后释放纸带B.先释放纸带,后接通电源C.释放纸带的同时接通电源D.哪个先,哪个后都可以(3)实验中该同学从打出的若干纸带中选取一条纸带,如图所示,纸带上按时间顺序取A、B、C、D四个计数点,每两个点之间还有四个点未画出,用尺子测得相邻各点间的距离为x1=3.62 cm,x2=4.75 cm,x3=5.88 cm.根据纸带数据可以判断小车在做匀加速直线运动,理由是_________________________.(请用文字描述);在计数点C所代表的时刻,纸带运动的瞬时速度是______m/s,小车的加速度是________m/s2.(小数点后保留两位数字)。
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[教学目标]一、知识目标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、会用表格法处理数据,并合理猜想。
二、能力目标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瞬时速度。
三、德育目标1 、通过对小车运动的设计,培养学生积极主动思考问题的习惯,并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。
2、通过对纸带的处理,实验数据的图象展现,培养学生实事求是的科学态度,能使学生灵活地运用科学方法来研究问题,解决问题,提高创新意识。
3、在对实验数据的猜测过程中,提高学生合作能力。
[教学重点]对实验的设计数据的处理[教学难点]1、各点瞬时速度的计算。
2、对实验数据的处理、规律的探究。
[教学过程]一、导入新课物体的运动通常是比较复杂的。
放眼所见,物体的运动规律各不相同。
在生活中,人们跳远助跑、水中嬉戏……在自然界了,雨滴下落,猎豹捕食,蚂蚁搬家……这些运动中多有速度的变化。
物体的速度变化存在规律吗?怎样探索复杂运动蕴含的规律?怎样探索复杂运动蕴含的规律呢?要探究一个物体速度随时间变化的规律,必须知道物体在不同时刻的速度。
直接测量瞬时速度是比较困难的,我们可以借助打点计时器先记录物体在不同时刻的位置,在通过对纸带的分析,计算得到各个时刻的瞬时速度。
二、新课教学(一)进行实验【实验】问题一:打点计时器结构如何?问题二:用打点计时器测小车的速度所需哪些实验器材、实验步骤?步骤:1、附有滑轮的长度板平放在实验桌上,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、用一条细绳栓住小车使细绳跨过滑轮,下边挂上适量的钩码,让纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端固定在小车的上面。
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列小点。
2.1实验:探究小车速度随时间变化规律活动一、预习并思考下列问题1.怎样提供和测量物体所受的恒力 2.怎样测量物体在某时刻的速度这三个实验的典型装置为如例1中的图(a )所示。
钩码的重力提供了使小车做匀加速度直线运动的恒力,如果可以认为钩码的重力等于小车所受到的合力,则必须使m 钩码<<M 小车,并垫高长板的右端以平衡摩擦力。
在处理纸带时两个计数点间的平均速度等中间时刻的瞬时速度。
有时候可以使物体沿光滑的斜面运动或滑块沿着倾斜的气垫导轨运动,重力沿斜面向下的分力提供了实验所需要的恒力;可用光电门来测量物体的速度(遮光条的宽度d 除以遮光时间t )3.怎样处理实验数据实验的考查的重点通常是如何这图象的方法来处理实验数据,一般要求考生作出直线,通过直线来讨论实验结果或计算未知物理量。
例如做出a –F 图象、a –1/m 图象、v 2–W 图象等等。
活动二、实验交流例1:某同学设计了一个探究加速度a 与物体所受合力F 及质量m 关系的实验,图(a )为实验装置简图。
(交流电的频率为50Hz )(1)图(b )为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为_______m/s 2。
(保留二位有效数字) (2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m ,分别得到小车根据上表数据,为直观反映F 不变时a 与m 的关系,请在图c 方格坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系,并作出图线.(如有需要,可利用上表中空格) (3)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度a 随合力F 的变化图线如图(c )所示。
该图线不通过原点,其主要原因是_____________________________ ____________________________________________________________。
cm图(b )1kg例2:实验室给同学们提供了如下实验器材:滑轮小车、小木块、长木板、秒表、砝码、弹簧秤、直尺,要求同学们用它们来粗略难证牛顿第二定律。
探究小车速度随时间变化的规律实验
一、实验目的
本实验旨在研究小车速度随时间变化的规律,探讨小车初始速度对最终速度的影响,以及小车加速或减速时速度变化的趋势。
二、实验内容
实验用到的设备有:小车、拉杆、拉杆控制器、指南針、测速仪等。
1.准备小车并完成拉杆调节
首先,拿出小车,将拉杆和拉杆控制器安装在小车上,根据拉杆控制器上的指南針指示进行调节,确保小车的发动机正常运转。
2.测量小车的速度
将测速仪安装在小车上,重复测量小车的速度,记录下每次测量的速度值,记录发动机工作时间,以此来研究小车速度随时间变化的规律。
三、实验结论
1.小车初始速度越大,最终速度越快。
2.小车加速时,速度呈上升趋势;减速时,速度呈下降趋势。
1物理实验报告姓名班级I学号I I指导教师 得分实验名称: 探究小车速度随时间变化的规律一.实验目的1进一步练习打点计时器的使用、纸带的数据处理和瞬时速度的测量方法; 2•用打点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的变化规律; 3•能用v-t 图象探究小车速度随时间的变化规律。
二.实验原理利用打出的纸带,计算出多个点的瞬时速度,分析速 度和时间的关系。
1. 计算打各计数点时小车的速度,应在计数点附近取 一个很短的时间t ,用t 内的平均速度作为打该计数点 小车的瞬时速度2. 用描点法作出小车的v-t 图象,图象的斜率表示加速度。
若说明小车的速度是均匀变化的电源、导线、打点计时器、小车、4个25 g 的钩码、一端带有滑轮的长木板、带小钩的细 线、纸带、刻度尺、坐标纸等。
四. 实验步骤1. 将打点计时器用配套的螺旋夹固定在长木板的一边 ,连接好电路。
(如无螺旋夹时可在长木板上敲几个长钉紧靠打点计时器的前后借以固定;有的用大弹簧夹子把打点计时器紧夹在 长木板边缘也可,但要注意不能影响打点计时器工作。
)2. 将挂有重物的细绳跨过滑轮与小车相连接。
(调节滑轮的高度使细线与木板平行,小车能 在木板上平稳滑行,操作时必须注意使细绳的拉力通过小车的重心,以免小车前进时小车转动 或摇晃,可在系好细绳后试拉一下小车,观察车身是否作直线运动。
)3. 将穿过打点计时器的纸带与小车厢连接。
(操作时要将纸带紧紧地夹在小车上,以免小车 运动时纸带松开,可用弹簧夹子夹住,但不要使纸带破损,以免小车启动时把纸带拉断。
)卓由■■比•■理5v-t 图象是一条倾斜的直线,.实验仪器?X△X 31HH ——H _______________戊*■ ■ A—■—一厶一 一 ■ — —,1 [i 11丨丨1]111]|1111]1 II IHI|[卩丨叫t 1ipiirimliinnn i[0 1 123 —45fL7g一 012——-——[34. 使小车停靠在打点计时器处,先接通电源,后释放小车,让小车在水平长木板上运动,打点计时器同时开始工作,在纸带上打出一系列的点。
【参考版】2.1 实验:探究小车速度随时间变化的规律教案教案:探究小车速度随时间变化的规律一、教学目标:1. 了解速度的定义和计算方法;2. 掌握利用速度-时间图分析物体运动状态的方法;3. 能够设计实验,探究小车速度随时间变化的规律;4. 培养学生的观察、实验设计和数据分析能力。
二、教学重难点:1. 了解速度的定义和计算方法;2. 利用速度-时间图分析物体运动状态的方法;3. 设计实验,探究小车速度随时间变化的规律。
三、教学准备:1. 实验装置:小车、直线轨道、计时器、测速仪等;2. 实验材料:纸、铅笔、尺子、计算器等;3. 实验记录表格。
四、教学过程:1. 导入新课:通过一个生活实例引入速度的概念,例如:两个人同时出发,一个人步行,另一个人骑自行车,他们谁先到达目的地?2. 学习速度的定义和计算方法:(1)通过讲解和示范,介绍速度的定义和计算方法:速度等于物体在单位时间内所走过的距离除以所用的时间,用公式表示为:速度=距离÷时间。
(2)通过实际生活中的例子,让学生理解速度的概念和计算方法。
3. 学习速度-时间图的绘制和分析方法:(1)讲解速度-时间图的含义和绘制方法:横轴表示时间,纵轴表示速度,根据实验数据绘制出速度-时间图。
(2)通过示范和练习,让学生掌握速度-时间图的绘制方法。
(3)通过实例分析,让学生理解速度-时间图对物体运动状态的表示和分析方法。
4. 设计实验,探究小车速度随时间变化的规律:(1)分组讨论,学生自行设计一个实验方案,探究小车速度随时间变化的规律。
(2)学生按照设计方案进行实验,记录实验数据。
(3)根据实验数据,绘制速度-时间图,并进行分析和讨论。
(4)总结实验结果,得出结论。
5. 实验报告撰写:(1)要求学生根据实验结果和分析,撰写实验报告。
(2)指导学生如何撰写实验报告,包括实验目的、实验装置和方法、实验过程、数据处理和分析、实验结果和结论等内容。
五、课堂小结:通过本节课的学习,我们了解了速度的定义和计算方法,学习了速度-时间图的绘制和分析方法,通过实验探究了小车速度随时间变化的规律,并撰写了实验报告。
课题:§1.2.1实验:探究小车速度随时间变化的规律使用时间:年月日教材分析:《实验:探究小车速度随时间变化的规律》是高中物理新课程(必修1)第二章第一节的内容,是探究物体运动规律的实验基础。
本节内容在本章中乃至整个高中物理中都有重要地位,通过本节的学习探究,学生敲开了研究物体运动规律的大门,让学生进一步体验科学探究过程及提高科学实验能力。
学习起点分析:刚进入高一的学生,实验动手能力,收集数据能力,如实记录数据的科学态度,安全操作的意识,相对较弱。
探究小车速度随时间变化的规律是一个简单的却典型的实验,学生要安装实验装置,锻炼动手能力;开始实验要先启动打点计时器,然后放开小车,是为了在纸带上打出更多的点,便于计算和选择;同一实验重复操作三次,分别收集各次操作中同一物理量的数据,合理的选择出一条最清晰的纸带,认识到了科学收集实验数据的重要性。
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.学会运用已学知识处理纸带,求各点的瞬时速度。
3.会用表格法处理数据,并合理猜想,巧用v-t图像处理数据,观察规律。
4.掌握画图像的一般方法,并能用简洁的语言进行阐述。
(二)过程与方法1.进一步熟练打点计时器的使用,加深学习利用纸带求某时刻瞬时速度的方法。
2.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,对打出的纸带,会用近似的方法得出各点的瞬时速度。
3.初步学会根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的方法,认识数学化繁为简的工具作用,直观运用物理图像展现规律,验证规律。
4.通过实验探究过程,进一步熟练打点计时器的应用,体验瞬时速度的求解方法。
(三)情感态度与价值观1.通过对小车运动的探究,培养学生积极主动思考问题的习惯,并锻炼思考问题的全面性、准确性和逻辑性。
2.通过纸带的处理方法、实验数据的图像展现,培养学生实事求是的科学态度,能使学生灵活地运用科学方法来探究、解决问题、提高创新意识。
第1节实验:探究小车速度随时间变化的规律一、实验原理操作1.在“探究小车的速度随时间变化的规律”的实验中,某同学操作过程中有以下实验步骤:A.拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处,先放开纸带,再接通电源;B.将打点计时器固定在长木板上,并连接好电路;C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下边吊着适当重的钩码,放手后看小车能否在木板上做平稳的加速运动;D.断开电源,取下纸带;E.把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上,并使附有定滑轮的一端伸出桌面;F.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔;G.换上新纸带,重复操作两次。
(1)其中有一处错误的步骤是(填步骤前字母);应改正为。
(2)将改正后的步骤按合理的顺序补充完整为EB DG。
二、实验数据处理2.图中的甲、乙是高中物理实验中常用的两种打点计时器,请回答下面的问题:(1)图乙是(填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”),电源采用的是;(填“交流8V”“交流220V”或“四节蓄电池”);(2)某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,关于轨道末端滑轮高度的调节正确的是;A.B.C.(3)该同学用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 共7个计数点,相邻两点间的距离如图丙所示,每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出。
①试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B 、C 、D 、E 、F 五个点时小车的瞬时速度,并填入下表中;(结果保留三位有效数字)①将B 、C 、D 、E 、F 对应的瞬时速度标在图丁所示的直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线 ;①由速度—时间图像可得小车的加速度为 。
(结果保留两位小数)三、实验3.某物理兴趣小组利用气垫导轨测定滑块的加速度。
滑块上安装了宽度为d 的遮光板,如图所示,滑块在牵引力的作用下先后匀加速通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为1t ∆,通过第二个光电门的时间为2t ∆,通过两个光电门的时间间隔为t 。
§2.1实验:探究小车速度随时间的变化规律一、教学目标: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.会用表格法处理数据,并合理猜想.4.巧用v—t图象处理数据,观察规律.5.掌握画图象的一般方法,并能用简洁语言进行阐述.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.初步学会根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法.4.认识数学化繁为简的工具作用,直观地运用物理图象展现规律,验证规律.5.通过实验探究过程,进一步熟练打点计时器的应用,体验瞬时速度的求解方法.情感态度与价值观1.通过对小车运动的设计,培养学生积极主动思考问题的习惯,并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性.2.通过对纸带的处理、实验数据的图象展现,培养学生实事求是的科学态度,能使学生灵活地运用科学方法来研究问题、解决问题、提高创新意识.3.在对实验数据的猜测过程中,提高学生合作探究能力.4.在对现象规律的语言阐述中,提高了学生的语言表达能力,还体现了各学科之间的系,可引申到各事物间的关联性,使自己融入社会.5.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、难点教学重点:1.图象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教学难点:1.各点瞬时速度的计算.2.对实验数据的处理、规律的探究.教学活动[新课导入](课件展示)下列语言表述中提及的运动情景.师:物体的运动通常是比较复杂的.放眼所见,物体的运动规律各不相同.在生活中,人们跳远助跑、水中嬉戏、驾车行驶、高山滑雪;在自然界里,雨点下落、鸽子飞翔、猎豹捕食、蜗牛爬行、蚂蚁搬家……这些运动中都有速度的变化.物体的速度变化存在规律吗?怎样探索复杂运动蕴含的规律呢?要想探究一个物体随时间变化的规律,必须知道物体在一系列不同时刻的速度.直接测量瞬时速度是比较困难的,我们可以借助打点计时器先记录物体在不同时刻的位置,再通过对纸带的分析、计算得到各个时刻的瞬时速度.[新课教学]一、进行实验[讨论与交流]进行实验前,让学生先回顾上一章是怎样使用打点计时器的,讨论后回答.生1:把打点计时器固定好,装好纸带.开启电源,手水平地拉动纸带,纸带上就会打出一行小点.生2:不,老师,他忘了及时关闭电源.师:对,千万别忘了及时关闭电源.这样做的好处是什么?为什么要这样做?生3:为了节省电能,因为国家电力能源紧张.生4:不,因为打点计时器是按间歇工作设计的,所以长期工作可能会因线圈发热而损坏.这样做是为了保护打点计时器.师:好,大家根据以前的经验,阅读课本第34页“进行实验”标题下的两段文字后分组进行讨论实验方案.让学生自己设计好实验,井口头阐述相关实验器材及步骤.生:实验中需要的器材应该有:附有滑轮的长木板,小车,带小钩的细线,钩码,打点计时器,纸带,刻度尺,学生电源,导线等.生:我们是在钩码的牵引下让小车运动的,为了研究小车的速度随时间变化的规律,需要把打点计时器固定在长木板上.让小车拖动纸带运动,然后我们再研究所打纸带上的点,从而得出小车的运动情况.生:为了得到打点清晰、较好的纸带,我们最好是多打几条纸带.生:我们分别选两个、三个、四个钩码来牵引小车,看小车的运动快慢情况,速度的变化情况.教师及时评价学生的讨论结果,适时指出不当之处,肯定学生的创新和正确的地方.教师课件投影参考实验过程.投影展示的内容实验过程参考提示:1.把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端,连接好电路.2.把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边挂上合适的钩码,启动电源,然后放开小车,让小车拖着纸带运动,打完一条后立即关闭电源.3.换上新纸带,重复操作三次.引导学生熟练地摆好器材,进行合理、准确的操作,得到一条点迹清晰的纸带.学生进行实验,老师巡回指导,引导学生“三思而后行”,注意实验逻辑性、合理性及其相关注意事项,而且确保准确,并巡视全场,对出现的问题予以及时纠正.帮助实力较弱的小组实现实验.学生进行实验操作,注意把实验过程和已学过的“练习使用打点计时器”相对比,及时提出问题.点评:(1)在动手操作之前,可以让学生先在头脑中实验,提前思考实验顺序和注意事项;保证操作的顺利进行.(2)和已学实验进行对比,使学生很好地应用了比较法,且有助于加深记忆.(3)对学生出现的问题,可拿出来让全班同学参与解决,比如:“有的同学先松手,再开打点计时器电源;有的同学则反之.哪种好?为什么?”这样让学生参与讨论,调动学生思考的积极性和主动性.二、处理数据师:我们通过打点计时器得到了若干条纸带,采集了第一手资料,面对打出的纸带如何研究小车的运动呢?接下来我们采集数据,处理数据.学生讨论怎样选择纸带,如何测量数据,如何设计表格,填写数据.[课堂交流]生1:要选择一条最清晰的纸带.生2:开始的几个点不清晰,该怎么测啊!生3:我建议舍去这几个点算了.生4:对啊,计时起点是人为选取的,我们可以找一清晰的点开始当作计时的起点.教师及时评论学生的讨论,肯定学生的成绩.师:我们可以选一个清晰的点作为计时的起点.还可以选择计数点,建议你们在测量前每五个点选一个计数点.学生实时测量,教师巡回指导,指出学生中出现的问题.师:大家在测量时,我建议你们在选好计时起点后,测量以后的各个计数点与这个计时起点的距离.大家想想,这样做,有什么好处?生:我们是每两个计数点间就测量一个数据.这不是一样吗?师:我说的就是你这种做法是合适的,大家就此讨论.生:他这样做是每次都要挪动刻度尺,测出每两个点间的距离,而我的做法与老师您说的一样,我感觉这样能减少测量误差.学生测量数据,记录结果.教师引导学生学会计算各点瞬时速度的方法和表格处理方法.师:大家想想怎样计算计数点的瞬时速度.生:测量包含某个所研究的点在内的一段时间内的位移△x,同时找出对应的时间△t,根据v=Δx/Δt算出该点附近的平均速度,把它当作计时器打下这个点时的瞬时速度.生:我们这个小组是选了相邻三个计数点间的间隔为研究对象,根据测量结果算出这两个o.1s内的距离△x,把v=Δx/Δt算出的平均速度近似当作这三个点中的中间点的瞬时速度.师:大家可以参考按他说的做,这在近似计算来看,还是个很好的方法。
探究小车速度随时间变化的规律实验报告探究小车速度随时间变化的规律实验报告引言:小车速度随时间变化的规律是物理学中一个重要的研究课题。
通过实验探究小车在不同条件下的速度变化规律,可以帮助我们更好地理解物体运动的本质和运动规律。
本实验旨在通过观察小车在不同斜度下的滑动情况,研究小车速度随时间变化的规律。
实验材料:1. 小车2. 斜面3. 计时器4. 直尺5. 测量器具实验步骤:1. 将斜面固定在桌子上,并确保斜面的倾斜度能够使小车顺利滑下。
2. 将小车放在斜面上,并确保小车的起始位置相同。
3. 使用计时器记录小车滑下斜面所需的时间。
4. 重复实验多次,取平均值作为数据的准确性保证。
5. 改变斜面的倾斜度,重复上述实验步骤,记录数据。
实验结果:根据实验数据,我们可以绘制出小车速度随时间变化的图表。
通过观察图表,我们可以得出以下结论:1. 随着时间的推移,小车的速度逐渐增加。
在实验中,我们可以观察到小车在滑下斜面的过程中,速度逐渐增大,直到达到一个稳定的值。
这表明小车的加速度在不断增加,直到达到平衡状态。
2. 斜面的倾斜度对小车速度的影响很大。
当斜面的倾斜度增加时,小车的速度也随之增加。
这是因为斜面的倾斜度增加会增加小车受到的重力分量,从而加速小车的下滑速度。
3. 小车速度随时间变化的规律是一个曲线。
在实验中,我们可以观察到小车速度随时间变化的图表呈现出一条曲线,而不是一条直线。
这是因为小车在滑下斜面的过程中,受到了摩擦力的影响,速度并不是线性增加的。
讨论与分析:通过本次实验,我们可以得出小车速度随时间变化的规律。
然而,实际情况中还存在一些其他因素的影响,例如空气阻力和摩擦力等。
这些因素会使得实验结果与理论结果有所偏差。
因此,在实际应用中需要综合考虑这些因素,进行更加精确的实验设计和数据分析。
结论:通过本次实验,我们探究了小车速度随时间变化的规律。
实验结果表明,小车的速度随着时间的推移逐渐增加,并受到斜面倾斜度的影响。
§实验:探究小车速度随时间变化的规律
导入新课:
在我们的生活中有跳远助跑、驾车、高山滑雪等运动,在自然界中有雨点下落、鸽子飞翔、蜗牛爬行等运动,在这些运动中都有速度的变化,且变化规律不尽相同,我们怎样才能知道速度随时间变化的规律呢?
如何探究一个物体速度随时间变化的规律?如何知道物体在不同时刻的速度?用什么仪器测?
新课设计:
一.复习回顾瞬时速度、平均速度的物理意义以及各自的测定方法。
问题一:请同学们观察思考小实验,粉笔从空中自由下落,粉笔下落的瞬时速度随时间怎么变化?怎么测定不同时刻的瞬时速度?(给学生两分钟左右的思考时间,并让学生发表自己的观点)
二.展示实验器材:打点计时器,小车,纸带,细线,钩码。
明确实验目的,各组确定成员分工,进行器材组装,为实验做好准备。
问题二:用打点计时器测小车的速度所需哪些实验器材、实验步骤?
步骤:(1)把一端附有滑轮的长木板平放(一高一低可否?)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远离滑轮的一端,连接好电路。
(2)把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边挂上合适的钩码,先接通电源,然后放开小车,让小车拖着纸带运动,打完一条后立即关闭电源。
三.实验操作:启动计时器,然后放开小车,在钩码重力作用下,小车拖动纸带运动,得到打有小点的纸带。
换上新纸带,实验小组内同学重新分工,换上不同重量的钩码重复操作该实验。
四.引导学生对实验过程进行科学性评估。
请同学们交流讨论,实验中出现了那些事先没有预想到的情况,原因是什么,怎么克服这些现象?(提醒学生复习打点计时器的使用方法和注意事项,实验中还要注意释放小车的时机和对小车实施有效保护等问题。
)
问题三:本实验特别要注意哪些事项?
1.固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。
.滑轮不能过高。
.应考虑复写纸与纸带的位置关系。
.钩码数量不能过多,长木板两端高低相差不能太大。
.小车应由紧靠打点计时器处开始释放,在撞击长木板末端前应让小车停止运动,防止小车从板上掉下来。
.先接通电源,后让纸带运动。
.打点结束后立即关闭电源。
五.精选纸带,指导学生进行数据处理。
让学生先用列表法罗列实验数据,再用图像法表示瞬时速度与时间的关系。
(有条件可借助计算机完成数据处理)
问题四:怎样分析和选取纸带上的点?
开头过于密集的点舍掉,纸带的一段;若纸带上点与点之间的距离较小,可取多个间隔(可)为一个计数间隔时间(间隔不再是)(但要看具体情况灵活选定);原则上能取六、七个计数点为宜;给选取的点加标记。
问题五:如何计算出所取点的速度?
用求平均速度的方法来代替(用计算较准确的平均速度来代替),如何代替?(选择包括该点在内的一段位移(该点最好处在中间时刻位置)Δ,找出对应的时间Δ,用Δ/Δ作为该点的瞬时速度);对于选取的两个端点的速度暂时不计算(误差较大);测量各个计数点之间的距离应考虑估位、单位。
问题六:如何处理计算出来的数据?
1.列表法。
(注意列表要求)
2.图象法:
①根据所得数据,选择合适的标度建立坐标系(让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积)。
②描点:观察和思考点的分布规律。
③拟合:从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上,用直线拟合,让尽可能多的点处在直线上,不在直线上的点应对称地分布在直线两侧。
思考:
①为什么要用直线拟合?
②若某个点明显偏离直线,可能是什么原因及怎样处理?
③从图上可以看出小车的速度随时间怎样变化?
六.让学生分组总结实验结论。
问题七:如何根据速度—时间图象(—图象)求小车的加速度和初速度?(即纵坐标截距的物理含义是什么?图线的斜率有什么物理意义,斜率大说明小车什么运动特点?)
①取任意两组数据求出Δ和Δ,然后代入Δ/Δ求解。
②在—图象上取一段时间Δ(尽量取大一些),找出两个时刻对应的坐标值求出Δ,代入Δ/Δ求解。
哪一种方法更好?(画图时让不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧,就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消,所以图象也是减小误差的一种手段,也就是说应该用图象上的点,而不是用实验所得到的数据)
纸带上零时刻的速度和末速度如何求?(根据图象来求,这样可以减小误差)
课堂小结:
教师引导学生完成本实验探究的小结,表达个人对本实验的操作感悟,在此基础上,教师结合本实验学生的操作情况,进行小结。
、实验目的:探究小车速度随时间变化的规律
、实验器材:打点计时器,小车,纸带,细线,钩码等
、实验操作:注意事项
、数据处理:列表法和图像法,图像法的优势
、实验结论:小车的瞬时速度与时间呈现线性关系(或一次函数关系)
课堂练习:
1.关于用打点计时器研究小车在重物牵引下运动的实验操作,下列说法中正确的是()
A.长木板不能侧向倾斜,也不能一端高一端低
B.在释放小车前,小车应紧靠在打点计时器处
C.应先接通电源,待打点计时器打点稳定后再释放小车
D.要在小车到达定滑轮前使小车停止运动,再断开电源
2.在用打点计时器研究小车在重物牵引下运动的实验中,某同学有如下操作步骤,其中错误的步骤是,遗漏的步骤是。
A.拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处,松开纸带后再接通电源
B.将打点计时器固定在平板上,并接好电路
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮下面悬挂适当的钩码
D.取下纸带
E.放手,使小车在平板上做加速运动
F.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔
将以上步骤完善后按合理序号排列。