学生实验ppt课件配套教案内容

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）知识与技能：

1、巩固打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法

2、通过实验探究，体验如何从实验研究中获取数据，学会利用图像处理实验数据的科学方法。

3、知道小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律。

（二）过程与方法：

1、对打出的纸带

，会用近似的方法得出各点的瞬时速度。

2、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。

3、通过实验探究过程，进一步熟练打点计时器的应用，体验瞬时速度的求法

（三）情感态度与价值观：

1、通过对纸带的处理、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研究问题、解决问题、提高创新意识。

2、在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力。

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

教学难点

1、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

新课导入：

物体的运动通常是比较复杂的，放眼周围，物体的运动规律各不相同。这些运动中速度变化吗？那么物体的速度变化存在规律吗？怎样探索复杂运动的规律呢？

我们需要知道物体在不同时刻的速度，就以小车为研究对象，来研究小车速度随时间变化的规律。但是，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：

【复习旧知】

1.电磁打点计时器是一种使用 电源的计时仪器，当电源的频率为50Hz时，

打点间隔为 s．若每5个点取一个计数点，则相邻两个计数点之间的时间间隔为 s. 电火花打点计时器的工作电压是 V。

2.在进行本实验时，是先接通电源还是先释放小车？（使用完毕后还应注意什么？）

3.用纸带如何计算计数点附近的瞬时速度？

4.对实验后的数据如何处理?（建立v-t图像，其斜率有何意义？）

【进行实验】

本节课我们就再一次使用打点计时器，来计算物体在不同时刻的瞬时速度，探究小车速度随时间变化的规律。

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实验名称：探究小车速度随时间变化的规律

一、实验目的：

1、进一步使用打点计时器

2、会利用v-t图像处理实验数据，并判断物体的运动性质

二、实验器材：

打点计时器、墨粉盘、纸带、刻度尺、导线、220v交流电、小车、钩码、导轨（带滑轮）、细绳

三、实验原理：

1、利用纸带上的信息，以公式（vnxnxn1

）求出若干个计数点的瞬时速度。

2T2、用描点发作出小车的v-t图像，根据图像的形状判断小车的运动性质。

四、实验步骤：

1、

将带滑轮的导轨放在实验桌上，使滑轮伸出桌面，将打点计时器固定在没有滑轮的一端，并连接好电路

2、

把纸带的一端固定在小车上，并将纸带穿过打点计时器，将细绳一端拴在小车上，跨过滑轮，另一端挂上钩码

3、

把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，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

4、

换上新的纸带，重复实验两次，挑选点迹清晰的纸带

5、

增减小车上的钩码，按以上步骤再重复两次实验，并选出适当纸带

五、数据处理：

1、

在选出的纸带中，舍掉开始一些比较密集的点，在便于测量的地方找点，作为计数的起点标上0，然后每五个点取一个计数点，分别标上1、2、3、4……，测量各计数点到0的距离x填入表格中

2、

分别计算出各相邻计数点之间的距离Δx，填入表格中

xxn13、

用平均速度公式vnn2T计算出各计数点的瞬时速度，填入表格中

注意事项：

小车要靠近打点计时器，以使纸带有效长度够用；

打点计时器使用时要先接通电源，等打点稳定后，再释放小车；

打点完毕后，要立即关闭电源；

小车运动过程中，要防止钩码落地；

注意事项：

计数点的时间间隔为0.1s

公式中的T为计数点的时间间隔0.1s

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4、

在坐标纸上建立直角坐标系，纵轴在坐标纸上画v-t图像时，要注意坐标表示速度，横轴表示时间，并根据轴单位长度的选取，应使图像尽量分布表格中的数据在坐标系描点

在较大的坐标平面内。

数据表格

小车上钩码个数

位置编号n 时间

tn/s 0到各点的xn/cm 位移

相邻各点Δxn/cm 的位移

瞬时速度vn /cm•s-1

0

1

2

个

3 4

5

6

7

v /cm•s-1

t/s

六、实验结论：

在误差允许的范围内，小车在重物牵引下速度随时间均匀变化，其v-t图像为一条倾斜的直线。

七、误差分析：

1、纸带拖动时与限位孔会产生摩擦。实验时，应尽可能让两个限位孔对齐导轨中线。

2、根据纸带测量的位移读数时会有误差，从而计算出的瞬时速度有误差。可通过多次测量减小误差。

3、在计算瞬时速度时，是用与计数点相邻的两点间的平均速度近似替代该点的瞬时速度，所以也存在着一定的误差。

4、做v-t图像描点时因为标度选的不合适，或人为作图不准确也会带来误差。

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课后反思：

本节实验课中，发现学生的动手能力较差，在使用打点计时器的时候能够知道先开电源再释放小车，但是，两个人配合时仍然手忙脚乱，纸带不小心也会缠绕在打点计时器的限位孔上，所以在实验的时候动手操作的部分可以考虑再多给学生点时间。

另外在做实验的时候纸带出现严重问题时，往往学生无法看出有问题，仍然用来计算数据，说明学生对实验的结果没有预估，没有思考实验数据出现误差的原因，所以在实验误差的分析上更要多加练习。

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