学生实验主要内容及教案内容

《实验：探究小车速度随时间的变化规律》

教学设计

重点难点：

重点：1．打点计时器的使用。

2．画物体的速度—时间图象。

难点：1．对纸带数据的处理。

2．用计算机绘制v-t图象。

用具

①附有滑轮的长木板；②小车；③带小钩的细线；④25 g的钩码3个，也可以用50 g的钩码。或用沙子和小桶代替钩码，用弹簧秤或天平称量⑤打点计时器；⑥纸带；⑦刻度尺；⑧学生电源、导线。

过程：

一、

进行实验

1、

步骤（略）

2、

实验注意问题

①

开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器

②

先接通电源，再释放小车，当小车停止运动时应及时关闭电源

③

需防止钩码落地和小车与滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它

④

钩码个数适当，以免a过大点太少。应以50cm的纸带取得20~40个连续点为佳

二、

数据分析

1、

纸带的选取和处理

①

多条纸带中选取一条点迹清晰且点迹排成直线的纸带进行处理。

②

舍掉开头一段过于密集的，找一个适当的点做计时起点，为了减少测量误差和便于计算，每隔4个“计时点”选取一个“计数点”进行测时，相邻计数点的时间间隔为0.1秒

③

测量距离时从选取的计时起点到各个计数点的距离

提问：瞬时速度的计算方法

2、

数据处理：用描点法做速度—时间图象

①

把各点的瞬时速度填入下表

位置编号 0 1 2 3 4 5

时间t/s

速度

②

做v—t图象

⑴建立坐标系，纵坐标轴为速度v，横坐标轴为时间t

⑵对坐标轴进行适当分度，使测量结果差不多布满坐标系

⑶描出测量点，应尽可能清晰

⑷用一条光滑的曲线（直线）连接坐标系中的点

明显偏离的点视为无效点，连线时应使连线两侧的点分布大致相同

出示一组数据让学生在黑板上描出图象

⑸从最终结果看出小车的v—t图象是一条倾斜的直线

三、

对v—t图象的认知

1、

图象的物理意义：反映了速度随时间变化的规律不是物体运动的轨迹

2、

可以从图象上得到任一时刻的速度

3、

可以求物体的加速度：

4、

可以求出物体一段时间内的

四、

例题分析

例1、为了计算加速度，最合理的方法是…………………………（ ）

A、根据任意两计数点的速度公式

算出加速度

B、根据实验数据画出v—t图，量出其倾角，由公式

求出加速度

C、根据实验数据画出v—t图，由图线上相距较远的两点对应的速度、时间，由公式

求出加速度

D、依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度

例2、一辆汽车关闭发动机后，以一定的初速度86km/h冲上一段倾斜的长直公路，每隔5s读取一次汽车速度表的示数，记录如下切做了响应的单位换算：

时间t/s 0 5 10 15 20 25 30

速度v/（km/h） 86 81 76 70 65 59 54

速度v/（m/s） 23.4 22.5 21.1 19.4 18.1 16.4 15.0

由以上数据用描点法作出汽车速度与时间关系的图线。

作业：书后习题1、2、3、4

5、如图所示，是某质点做直线运动的v—t图象，请回答下列问题：

（1）尽可能详细地描述质点分别

在AB、BC、CD段的运动；

（2）质点在2s末的速度多大？

①

打点计时器纸带限位器要与长木板纵轴位置对齐再固定在长木板上，使纸带、小车、拉线和定滑轮在一条直线上。小车要选择在木板上运动不跑偏或跑偏较小的车。

②

牵引小车的钩码以100 g以内为宜。若用到150 g以上，则纸带上打出的点数不能满足以0．1 s为计数点取6组数值的要求。解决办法：

•用小沙桶替代钩码。沙桶及沙的质量在40～100 g之间取三种不同质量，可用托盘天平称量沙桶和沙子。

•若用50 g钩码，取至150 g时打出的纸带计数点之间的时间间隔可减小至0．08 s或0．06 s，可以满足6组以上数据的要求。