9. 测定匀变速直线运动的加速度第二课时教案

测定匀变速直线运动的加速度

龚霞

【教学目标】

一、知识与技能

1.使学生进一步熟悉打点计时器的构造和工作原理，并熟练使用打点计时器；

2.使学生学会分析打点计时器打出的纸带，能根据纸带正确判断物体的运动情况并计算加速度。

二、过程与方法

1.培养学生动手能力和设计实验方案的能力；

2.通过实验数据的处理与分析，使学生掌握平均值法、逐差法。

三、情感态度与价值观

1.通过实验的设计，培养学生积极思考问题的习惯；

2.通过课堂活动，培养学生的交流能力和协作精神。

【重点】

1.启发学生自主探究，设计实验方案；

2.使学生学会根据纸带判断物体的运动情况并计算加速度。

【难点】

1.引导学生在猜想的基础上设计实验方案、完成实验并得出实验结果；

2.使学生在平均值法的基础上掌握逐差法。

【教学用具】

打点计时器、纸带、刻度尺、小车、细绳、钩码、一端附有滑轮的长木板、铁架台、固定夹、重锤、气垫导轨、光电门、数字计时器等

【教学设计】

一、创设情境，讨论方案

提问1：前面我们学习了直线运动，直线运动的形式多种多样，有匀速直线运动、变速直线运动、匀变速直线运动等，这一节课我们着重探究匀变速直线运动。那么，匀变速直线运动有哪些特点？

预测学生回答：匀变速直线运动的特点是在相等时间内速度的变化量相等，连续相等时间内的位移差相等。

提问2：现在请同学们讨论，利用实验台上的器材我们可以设计出哪些匀变速直线运动并打点计时器记录其运动过程？（先在同桌之间讨论，再和邻桌交流讨论改进方案）

预测学生回答：学生设计的实验方案可能有：

方案一：用打点计时器、纸带、长木板、细绳、小车、钩码、刻度尺等器材，探究并记录小车在钩码拉动下沿水平轨道运动的情况；

方案二：用打点计时器、纸带、长木板、细绳、小车、刻度尺等器材，探究并记录小车沿倾斜轨道向下运动的情况；

方案三：用打点计时器、纸带、铁架台、重锤、刻度尺等器材，探究并记录重锤下落的运动情况；

方案四：用打点计时器、纸带、长木板、细绳、小车、钩码、刻度尺等器材，探究并记录小车在钩码拉动下沿倾斜轨道加速，当钩码落地后又减速的运动情况；

说明：①在学生交流讨论实验的设计方案时，要给予比较充分的时间阐述自己的观点，反思方案中的问题；②教师要参与学生的讨论，启发引导学生形成比较完善的实验方案；③同时应注意有些学生可能有别的方案，要鼓励和认真对待，在课堂时间不足的情况下可以在课下指导学生去探究。

二、教师指导，自主探究

1.教师引导，学生讨论，明确实验的注意事项，以保证学生比较规范地完成实验并有效地减小实验误差：

①打点计时器的限位孔、纸带、细绳、小车、长木板等要保持平行，以保证小车运动平稳；

②实验时应使小车停在靠近打点计时器出，先接通电源再释放小车或钩码；

③防止钩码直接落地或小车跟滑轮相撞；

④牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上的点太小或太小而使各段位移差别不大。

2.各小组选定实验方案，进行自主探究

说明：教师巡视各小组的实验过程，及时调配、补充实验器具，解惑答疑，对不规范操作予以纠正。

三、收集和处理数据

1.引导学生选择点迹清晰的纸带，舍掉开头一些比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个开始点0，并在后面每五个点（T=0.02s×5=0.1s）选取一个计数点，标为1、2、3、4、5、6……相邻计数点间的距离分别是s1、s2、s3、s4、s5、s6……

提问3：我们通过打点计时器得到了记录小车或重锤运动的信息，你能根据纸带上的信息判断小车或重锤是否做匀变速直线运动并计算出加速度吗？

预测学生回答：根据公式△s=aT2，如果连续相等时间内的位移差相等就可以判断物体做匀变速直线运动。由a=△s/ T2, 可分别计算a1=(s2 -s1)/ T2，a2=(s3 -s2)/ T2，a3=(s4 -s3)/ T2，a 4=( s5 -s4)/ T2，a5=(s6 -s5)/ T2

则a=( a1+ a2+ a3+ a 4+ a5)/5。

教师补充：这位同学计算加速度的方法有缺陷，可以由s4

–s1=s5

–s2=s6 -s3=3 aT2得a1=( s4 -s1)/ 3T2

，a2= (s5-s2)/ 3T2

，a3=( s6 -s3)/ 3T2

，a=( a1+ a2+ a3)/3。

提问4：除了用△s =aT2以外，还有没有其他方法计算物体的加速度？

预测学生回答：可以根据vn=(sn+sn+1)/2T计算出各点速度，用图像法做出v—t图像，有斜率求出加速度；另外还可以用贴纸带的方法计算物体的加速度。

2.设计表格并处理数据

计数点

0 1 2 3 4 5 6 3.评价与反思

从实验结果来看连续相等时间内的位移差以及三次计算的加速度大致相等，但是稍有偏差。

提问5：请同学们猜想一下，实验的误差主要来自于哪些方面呢？

预测学生回答：①测量位移时的偶然误差；

②刻度尺本身具有系统误差；

③小车和纸带在运动时受到的阻力不恒定；

四、思维拓展，方法创新

演示气垫导轨配合光电门、数字计时器探究匀变速直线运动的方法，介绍频闪摄像的方法以及用滴水法测量重力加速度，鼓励同学们积极探索，勇攀科学高峰。

【布置作业】

课后完成实验报告

位移s/cm

s1=

s2=

s3=

s4=

s5=

s6=

位移差△s/cm

s4

–s1=

s5

–s2=

s6

–s3=

加速度a/m·s-2

a1=

a2=

a3=

a=

平均加速度a/m·s-2