9. 测定匀变速直线运动的加速度优秀教案说课稿

1.9实验：用打点计时器测加速度

课时：2-3课时

使用时间：2017年10月20日 主讲人：马朕龙

（1课时）一、教学目标

1.了解电磁打点计时器，电火花计时器的基本构成，理解打点计时器的计时原理。

2．经历使用打点计时器的过程，能正确、熟练地使用打点计时器。

3.会根据纸带上的点迹计算物体运动的加速度。

4.明确v-t图象的意义，描点法画图象的方法，并画出实验中的v-t图象。

5.能运用实验数据描绘图象，并会根据画出的图象描绘物体运动速度的变化特点。

二、教学方法

试验探究法、讲述法。

三、教学重难点

1.打点计时器的使用。（重点）

2.由纸带计算物体运动的加速度。（重点）

3.画物体的速度—时间图象。（考点）

4.对纸带数据的处理。（难点）

5.画图象的方法。（难点）

四、教学过程

1、复习引入

通过对前一个试验打点计时器测速度的复习来引入打点计时器测加速度。

2、实验操作

先讲述实验操作步骤，然后讲解注意事项，实验步骤，学生进行实验的操作，教师加以指导。

3、实验数据的处理。

通过前面所学的知识以及本堂课的主要内容，进行实验数据的处理。（重难点）

4、小结

对整个实验课加以一个小结，使得学生能够更清楚的理解实验，以及对所学知识的清楚应用。

具体操作过程：

（一）仪器：

打点计时器、纸袋、交流电源、小车、细绳、一端固定有滑轮的长木板、刻度尺、钩码

1.打点计时器的认识

We must not lie down,and cry,God help us

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我们不能坐以待毙，等待上帝的救助

2.工作原理

(1)电磁打点计时器使用的是直流电还是交流电?其工作电压为多少? (2)我国交流电的频率为50Hz,使用这种电源时,每隔多长时间打一个点,即相邻两个点之间的时间间隔是多少? (3)打点计时器打出的纸带可以记录某段时间内的位移,能不能记录时间? (4)说出电磁打点计时器的构造?工作原理?如图1—4—1所示。

(5)复写纸放在纸带上边还是下边?下边

(6)解释电火花计时器的工作原理?如图1—4—2所示。

（二）使用

选择一条点迹清晰的纸带,如图所示,回答下列问题:

(1)怎样从打出的纸带中获取数据?测位移

(2)怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？

(用纸带上两个点之间的距离除以两个点之间的时间间隔,即根据v=△x/△t，求出在任意两点间的平均速度，这里△x可以用直尺测量出两点间的距离，△t为两点间的时间间隔数与0.02s的乘积。) (3)在打出的B、C两个点的时间间隔中,纸带运动的平均速度是多少? (4)如果纸带上的点迹分布不均，那么，点迹密集的地方表示运动的速度较大还是较小？

(在纸带上相邻两点间的时间间隔均为0.02s，所以点迹密集的地方表示纸带运动的速度很小) (5)

如何计算两点之间的加速度？

（三）实验原理

设物体做匀加速直线运动，加速度是a,在连续相等时间T内的位移分别为x1、x2、x3、x4…，若Δx＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝…=xn-xn-1,则说明物体在做匀变速直线运动，且Δx＝aT2.

（四）操作步骤

1、把一端装有定滑轮的长木板平放在实验桌上，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、把细绳拴在小车上，并在另一端挂上适当的钩码，使之跨过定滑轮，调整装置，使小车能在长木板上平稳地加速行驶。

3、把纸带穿过打点计时器，并将其一端固定在小车的后面。

4、把小车停在靠近打点计时器处，接通电源，等待1～2 s再放开小车，让小车拖着纸带运动。于是，打点计时器就在纸带上打下一系列的点。换上新纸带，重复实验三次。

（2课时）（五）数据处理

1、求平均速度和瞬时速度。（速度=总位移除以总时间）

2、求加速度：

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（1）运用公式:加速度=速度变化量除以时间的变化量。

（2）推导公式：加速度=位移变化量比上相应时间的变化量。

（3）误差的处理方法。

（六）用图象表示速度

为了更直观地反映物体的运动情况，我们可以用v-t图象来表示速度随时间的变化规律。

以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系，根据计算出的不同时刻对应的瞬时速度值，在坐标系中描点，最后用平滑曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v与时间t关系的图象。

(1)图象上每一点的意义是什么?(表示该时刻物体的瞬时速度) (2)如要求这些点中间一个时刻的速度是多少,应怎么办? (把这些点连接起来,在连线上与该时刻对应的点的速度就是该时刻的瞬时速度) (3)把这些点连接起来,是什么形状? (是折线。因速度的实际变化是比较平滑的,故要用平滑的曲线把它们连接起来) （七）误差

物理量在客观上存在着准确的数值，称为真实值。

实际测量得到的结果称为测量值。

测量值与真实值的差异称为误差。

(1).系统误差：

形成原因：仪器不精确；原理不完善；实验方法粗略。

特点：多次实验总是偏大或总是偏小

减小误差方法：校准仪器；完善原理；改进方法

(2).偶然误差，也称随机误差。

形成原因：由某些偶然的因素对实验者、测量仪器被 测量物理量的影响而产生的，如操作中温度、湿度、灰尘等的影响都会引起分析数值的波动。 特点：多次实验中有时偏大有时偏小

减小误差方法：取平均值（多次测量求平均）

（八）有效数字

我们把通过直接读数获得的准确数字叫做可靠数字；把通过估读的得到的那部分数字叫做存疑数字；

把测量结果中能够反映被测量大小的带有一位存疑数字的全部数字叫做有效数字。

1.从左边数起，第一个不为零的数字起就是有效数字，例如：0.02、0.203、3.00；从左往右第1个不为0的数，数到最右，得到的位数即为有效数字的位数。因此非零数字之后的零是有意义的，小数最后的零是有效数字

例如：3.20、3.200、3.2000 2.有效数字通常采用四舍五入。例如：用我们平时用的尺子测得某一物体的长度为5.55cm。

3.科学计数法例如3.65×103km;3.650×103km 计算结果要求有效数字位数的一定按要求给出结果，没有要求的一般取两位或三位有效数字就可以了。

五、板书设计

（一）打点计时器：

1、电磁打点计时器：

2、电火花打点计时器：

（二）实验原理：

设物体做匀加速直线运动，加速度是a,在连续相等时间T内的位移分别为x1、x2、x3、x4…，

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若Δx＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝…=xn-xn-1,则说明物体在做匀变速直线运动，且Δx＝aT. （三）实验步骤：

（四）数据处理：

（五）误差：

（六）有效数字：

六、课后作业

练习册、书本课后习题、纸带的处理以及练习题。

（3课时）【经典练习】

1.电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是（ ）

A．时间间隔 B．位移 C．加速度 D．平均速度

解析：从打下的纸带上数一下点的个数就知道时间，因为两个点的时间间隔为0.02s.故A选项正确。用刻度尺量一下任意两个点间的距离，就知道了物体的位移。故B选项正确。从纸带上不能直接得到加速度、平均速度，只可以间接计算。故C、D选项错误。答案：AB 2.电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当电源频率为50 Hz时，振针每隔0.02 s在纸带上打一个点，现在用此打点计时器测定物体的速度，当电源的频率低于50 Hz时，数据计算仍然是按照每隔0.02 s打一个点来处理的．则测出的速度数值与物体的实际速度相比，是偏大还是偏小?为什么? 解析：当电源频率低于50 Hz时，实验中实际时间间隔大于0.02 s，数值计算时如按照实际时间间隔，得到实际速度，若实验时仍用0.02 s作为时间间隔来计算，实验数值比物体的实际速度偏大．

点评：有关实验误差的分析对学生来说是一个难点，突破方法是根据实验原理分析，同学们应该仔细体会，理解．

3.用同一底片对着小球运动的路径每隔0.1 s拍一次照，得到的照片如图所示．求小球的平均速度．

2

解析：根据题意，小球从1 cm到6 cm位置，位移s＝5 cm，所用时间t＝0.3 s，平均速度v＝s／t＝0.17 m／s．

点评：本题初看是一新情景的题，经分析可看出本题的做法与利用打点计时器打出的纸带进行数据处理的方法一致．题目不难，学生能很快求出平均速度．所以培养学生的迁移能力是非常重要的．

4.

如图所示，是一条利用打点计时器打出的纸带，0、1、2、3、4、5、6是七个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各计数点到0的距离如图所示．求出各计数点的瞬时速度并画出速度一时间图线．

We must not lie down,and cry,God help us

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解析: (1)1点是0、2间的中间时刻，求出0、2间的平均速度即可认为是1点的瞬时速度，同理2、3、4、5点的瞬时速度也可求出．0和6两个点的瞬时速度不便求出．然后画出速度一时间图线．注意相邻计数点间的时间间隔T＝0.1s．即:v1=0.195m/s,v2=0.40m/s,v3=0.51m/s,v4=0.69m/s,v5=0.70m/s。

(2) 以O点为坐标原点建立直角坐标系．

横坐标：表示时间。纵坐标：表示速度。

根据第一问计算出的结果在直角坐标系中描点，然后连线得到图象如图所示．

5.某兴趣小组的同学们在做“用打点计时器测速度”的实验中，让重锤自由下落，打出的一条纸带如图所示，图中直尺的单位为cm，点O为纸带上记录到的第一点，点A、B、C、D……依次表示点O以后连续的各点。已知打点计时器每隔T=0.02 s打一个点。

（1）打点计时器打下点G时重锤的速度可用表达式vG=____________进行计算，式中各量的意义是________________________________________________ （2）用上式计算出打下点G时重锤的速度为vG=____________m/s 8.在“用打点计时器测速度”的实验中，某次实验中的纸带如图所示，取O为起点位置，每隔5个间隔为一个计数点，实验使用的电源是50 Hz的低压交流电源，其中OA＝0.60 cm，OB＝2.40 cm，OD＝9.60 cm．则OC距离是________cm，在B计数点处的瞬时速度v8＝________m／s．加速度是 （图中单位为cm）

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