学生实验含PPT的教学设计及点评

用计算机探究小车速度随时间变化的规律

教师：杞相明

学校：楚雄紫溪中学

教材：人民教育出版社

一、实验器材：

导轨、小车、钩码、电火花计时器、纸带、毫米刻度尺、多媒体教学平台

二、实验原理：

用电火花打点计时器打出小车在导轨上加速运动所形成的纸带，用中间时刻瞬时速度求法在计算机软件里编辑公式：vnxn1xn

2T三、实验教学目标：

1、熟悉使用打点计时器测速度的方法

2、学会用Excel描绘v-t图像

3、探究出小车运动的速度随时间的变化规律

四、实验改进要点：

本实验与传统实验不同的地方是我们使用计算机软件快速的处理数据比较直观的描绘出v-t图，从而提高实验探究的效率。

五、实验教学内容

图一：实验仪器安装示意图

1、实验仪器安装：如图所示，将打点计时器的限位对准导轨中心，安装在导轨上，保持整个装置处于水平桌面上，插上220v交流电源。

2.取一条长度合适的纸带，一端与小车相连，另一端穿过打点计时器限位孔并压在墨盘之下。将小车另一端通过细线、绕过定滑轮与钩码相连。并将小车靠近打点计时器，并用手按住小车。

3.接通电源，让打点计时器先工作一会在释放小车。

4.在小车运动到快靠近定滑轮时关闭电源，同时按住小车，取下纸带。

5.换上新纸带，重复三次。

6.挑选点迹清晰的纸带，将起点处标记为O点，以后依次分别为1、2、3、4、5、并用毫米刻度尺对准0点，依次读出各点位置，计入表格：

计数点

时刻（s）

位置（m）

速度（m/s）

0 0 0 / 1 0.02

2 0.04

3 0.06

4 0.08

5 0.10

6 0.12

/

表一：纸带数据记录表

7、将数据输入Excel表格里，如图所示：

图二：纸带数据录入图

8、将公式编入函数里面“f(x)=(B2+C2)*0.01/0.04”，再使用填充柄。然后插入图表，选择带平滑曲线和数据的散点图，就会得到V-t图像，点击右键选择添加趋势线，再选择“线性”和“显示公式”。得到斜率和截距。

六、注意事项

1、在安装仪器时，要注意让滑轮伸出桌面外；

2、细绳应与木板平行；

3、固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置；

4、打点计时器应与低压电源4～6V交流输出连接；如果用电火花计时器，电源为220V交流电；

5、开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器；

6、先接通电源，等打点稳定后，再释放小车；

7、打点完毕，立即断开电源；

8、选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点密集部分，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别)；

9、测量时应使用长尺一次性将所有计数点的位置读出，注意读数应读到mm后一位（估读位）；

10、牵引小车的钩码质量要适宜。如果质量过大，纸带上打出的计时点太少；如果质量过小，打出的点过于密集，不便于测量距离；

11、要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，当小车到达滑轮前及时用手按住；

七、实验效果和评价：

1、误差分析：

本实验中，容易带来偶然误差的环节比较多，例如纸带上的长度测量、作图时的描点连线、时间间隔段的选取等。其中，长度的测量时本实验的主要误差来源，一方面如果逐段测量会带来偶然误差的多次积累，造成较大的误差；另一方面，刻度尺读数时需要估读，不同的人估读会有读数差别。

2、实验评价：

本实验的基本操作和传统实验并没有太大的变化，只是数据处理我们采用计算机软件，一方面使得实验处理数据变的简单易操作，然后为我们以后探究类似的线性关系提供了一些思路和方法，实际上很多近现代基础物理实验也是用这样的办法来处理数据的，但是，另一方面，这个实验要求能够熟悉使用Excel软件，对于不会使用的同学是一个难题。但倒过来想，我们的电脑手机如此普及，如何将这些有效的利用到我们老师的教和学生的学是我们应该思考的问题。