2022年《实验探究小车速度随时间变化的规律》教案.docx

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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -其次章 匀变速直线运动的讨论2.1 试验：探究小车速度随时间变化的规律教学目标一、学问目标 1、依据相关试验器材,设计试验并娴熟操作；2、会运用已学学问处理纸带,求各点瞬时速度；3、会用表格法处理数据,并合理猜想；二、才能目标1、初步学习依据试验要求,设计试验,完成某种规律的探究方法；2、对打出的纸带,会用近似的方法得出各点瞬时速度；三、德育目标 1 、通过对小车运动的设计,培育同学积极主动摸索问题的习惯,并锤炼其摸索的全面性、精确性 与规律性；2、通过对纸带的处理,试验数据的图象呈现,培育同学实事求是的科学

2、态度,能使同学敏捷地运 用科学方法来讨论问题,解决问题,提高创新意识；3、在对试验数据的推测过程中,提高同学合作才能；教学重点对试验的设计 数据的处理教学难点1、各点瞬时速度的运算；2、对试验数据的处理、规律的探究；教学过程一、导入新课 物体的运动通常是比较复杂的；放眼所见,物体的运动规律各不相同；在生活中,人们跳远助跑、水中玩耍 在自然界了,雨滴下落,猎豹捕食,蚂蚁搬家 这些运动中多有速度的变化；物体的速度变化存在规律吗？怎样探究复杂运动包蕴的规律？怎样探究复杂运动包蕴的规律呢？要探究一个物体速度随时间变化的规律,必需知道物体在不同时刻的速度；直接测量瞬时速度是比 较困难的, 我们可以借助打

3、点计时器先记录物体在不同时刻的位置,在通过对纸带的分析,运算得到各 个时刻的瞬时速度；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 8 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -二、 新课教学（一）进行试验【试验】问题一：打点计时器结构如何？问题二：用打点计时器测小车的速度所需哪些试验器材、试验步骤？步骤：1、 附有滑轮的长度板平放在试验桌上,并使滑轮伸出桌面,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、 用一条细绳栓住小车使细绳跨过滑轮

4、,下边挂上适量的钩码,让纸带穿过打点计时器,并把纸 带的一端固定在小车的上面；3、 把小车停在靠近打点计时器处,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；换上新的纸带,重复试验三次；问题三：本试验特殊要留意哪些事项？固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中心位置；滑轮不能过高；钩码数量不能过多,长木板两端高低相差不能太大；4开头释放小车时,应使小车靠近打点计时器；5先接通电源,计时器工作后,再放开小车,当小车停止运动时准时断开电源；6要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞,当小车到达滑轮前准时用手按住它；（二）处理数据 问题四：怎样分析和选取纸带上的点？1、纸带要挑选

5、打出的点清晰的 2、舍掉开头过于密集的点 3、用每打 5 个点的时间为时间单位选取计数点 即 T0.02 5s 0.10s 这样既可便利运算,又可削减误差；（也可取多个间隔为一个计数间隔时间要看详细情形敏捷选定；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -原就上能取六、 七个计数点为宜； ） 第 2 页,共 8 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -参考表格一：计数点编号0 1 2 3 4 5 6 时间 ts 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 相邻

6、两计数点间S01S12S23S34S45S56距离 sm 对应计数点速度 m/s 参考表格二：计数点编号0 1 2 3 4 5 6 时间 ts 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 各计数点到0 的距离 sm S01S12S23S34S45S56相邻计数点的距离Sm 各计数点速度 m/s v 1= v2= v3= v4= v5= 4、不要直接去测量两个计数点的距离而是要测量出各个计数点到计时零点的距离；5、速度的运算方法：各计数点的瞬时速度是用计数点内的平均速度来代替：v 1=s 01s 12 v2=s 12s 232 T2T（三）作出速度时间图象问题六：如何处理运算出来的数据？

7、图象法： 运用图象来处理物理试验数据,这是一个难点, 作图象时要标明横纵坐标轴代表的物理意义,挑选合适的标度,以各点瞬时速度为纵轴,时间 t 为横轴,依据所得数据,描点：观看和摸索点的分布规律； 从点的分布可以有很大把握地说这些点应当在一条直线上,处在直线上,不在直线上的点应对称地分布在直线两侧；问题七：从图上可以看出小车的速度随时间怎样变化？用直线拟合, 让尽可能多的点小车的速度随时间匀称增加（变化）小车做匀变速 a 不变 的直线运动；问题八：如何依据速度时间图象（ v t 图象）求小车的加速度和初速度？取任意两组数据求出 v 和 t ,然后代入 v t 求解； 第 3 页,共 8 页 细心

8、整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -在 vt 图象上取一段时间 t （尽量取大一些） ,找出两个时刻对应的坐标值求出 v,代入 v t 求解；哪一种方法更好？ （画图时让不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧,就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消,所以图象也是减小误差的一种手段,也就是说应当用图象上的点,而不是用实验所得到的数据）三、创新拓展1、某同学用以下方法绘制的小车的v-t图象,先把纸带每隔0.1s 剪断,得到如干短

9、纸条,再把这些纸条并排贴在一张纸上,使这些纸条下端对齐,作为时间轴,标出时间,最终将纸条上端中心连起来,于是得到 v-t 图象；请你按以上方法绘制这个图象；这样做有道理吗？说说你的看法；（剪下的纸条长度表示 0.1 秒时间内位移大小,可近似认为速度 v= 0.1 x ,纸条长度可认为表示速度；）2、某组同学试验过程中将固定打点计时器一端的木板垫高,使木板有一倾斜角度,是否对试验结果有影响？画出的图象有什么不同？（无；图象与时间轴的夹角不同）四、练习反馈1、在探究小车速度随时间变化规律的试验中,以下哪些器材是本试验必需的？打点计时器天平低压直流电源细绳纸带小车钩码秒表一端有滑轮的长木板（ ）达到

10、试验目的仍需器材是：（低压沟通电源刻度尺）2、在试验“ 探究小车速度随时间变化的规律” 中,我们采纳的正确方法是：A 舍掉开头过于紧密的点,找一个适当的点当作计时起点；B 、为了试验精确,选取纸带上第一个点作计时起点 C 、每相邻计数点的时间间隔只能取0.1s ；D 、每相邻计数点的时间间隔可视打点密度而定,可取 A D 0.02s 、0.04s 、 n 0.02s 均可；3、图中给出了从 0 点开头每 5 个点取一个计数点的纸带；0,1,2,3,4,5,6 均为计数点；（每两个计数点间有 4 个点未画出） ；S1 S2 S3 S4 S5 S6S1=1.40cm S2=1.90cm S3=2.

11、38cm S4=2.88cm S5=3.39cm S6=3.78cm 第 4 页,共 8 页 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -那么计时器在打出 1,2,3 等点时小车的速度分别为：v1= cm/s ； v2= cm/s ； v3= cm/s ； v4= cm/s ； v5= cm/s 在坐标纸上画出v-t 图象分析小车的速度随时间变化的规律；参考答案：（ v1=16.50cm/s v2=21.40cm/s v3=26.

12、30cm/s v4=31.35cm/s v5=36.30cm/s ） 小车的速度随时间匀称增加；【精典分析】1在“ 探究速度随时间的变化规律” 的试验中,以下方法有助于削减试验误差的是 A选取计数点,把每打5 个点的时间间隔作为一个时间单位B使小车运动的加速度尽量小些 C舍去纸带上开头时密集的点,只利用点迹清晰、点间隔适当的那一部分进行测量、运算 D适当增加挂在细绳下钩码的个数解析： 选取的计数点间隔较大,在用直尺测量这些计数点间的间隔时,在测量肯定误差基本相同的情形下,相对误差较小,因此A 项正确；在试验中,假如小车运动的加速度过小,打出的点很密,长度测量的相对误差较大,测量精确性降低,因此

13、小车的加速度应适当大些,而使小车加速度增大的常见方法是适当增加挂在细绳下钩码的个数,以增大拉力,故B 错, D 对；为了削减长度测量的相对误差,舍去纸带上过于密集,甚至辨论不清的点,因此 C 项正确答案： ACD 2在“ 探究速度随时间的变化规律” 的试验中,某同学的操作中有以下试验步骤,其中错误或遗漏的步骤有 _ 遗漏步骤可编上序号 G、H、 A拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处,先放开纸带,再接通电源B将打点计时器固定在平板上,并接好电源C把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,下面吊着适当重的钩码D取下纸带E将平板无滑轮的一端抬高,轻推小车,使小车能在平板上做匀速运动F将纸带固定在小车尾部

14、,并穿过打点计时器的限位孔将以上步骤完善后按合理次序填写在横线上_. 解析： A 中应先接通电源,再放开纸带C 中应调整滑轮的高度,使细绳与平板平行,D 中应先断开电源,使打点计时器停止工作,E 属于余外步骤应补充 G,换上新纸带,重复操作两次H,细心整理归纳 精选学习资料 第 5 页,共 8 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -断开电源,整理好器材正确合理的次序应为 答案： 见解析【学问梳理 双基再现】B、F、 C、 A、D、G、H. 一试验目

15、的；探究小车速度随变化的规律；二试验原理利用打出的纸带上记录的数据,以查找小车速度随时间变化的规律；三试验器材打点计时器、低压电源、纸带、带滑轮的长木板、小车、细线、复写纸片、四试验步骤1如课本 34 页图所示,把附有滑轮的长木板平放在试验桌上,并使滑轮伸出桌面,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把一条细线拴在小车上,使细线跨过滑轮,下边挂上合适的 并把纸带的一端固定在小车的后面；把纸带穿过打点计时器,3把小车停在靠近打点计时器处,接通后,放开,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一行小点,随后立刻关闭电源；换上新纸带,重复试验三次；4从三条纸带中挑选一条比较抱

16、负的,舍掉开头比较密集的点迹,在后边便于测量的地方找一个点做计时起点； 为了测量便利和削减误差,通常不用每打一次点的时间作为时间的单位,而用每打五次点的时间作为时间的单位,就是 T=0.02 s 5=0.1 s ；在选好的计时起点下面说明 A,在第 6 点下面表明 B,在第 11 点下面说明 C ,点 A、B、C 叫做计数点,两个相邻计数点间的距离分别是 x1、x2、x3 5利用第一章方法得出各计数点的瞬时速度填入下表：位置A B C D E F G 时间（ s）0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 vm/s 6以速度 v 为轴,时间 t 为轴建立直角坐标系,依据表中的数据,在直

17、角坐标系中描点；7通过观看摸索,找出这些点的分布规律；五留意事项1 开头释放小车时,应使小车靠近打点计时器；2 先接通电源,计时器工作后,再放开小车,当小车停止运动时准时断开电源；3 要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞,当小车到达滑轮前准时用手按住它；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少,或者加速度太小而使各段位移无多大差别,从而使误差增大；加速度的大小以能在 宜；60cm 长的纸带上清晰地取得六七个计数点为5要区分计时器打出的点和人为选取的计数点；一般在纸带上每5 个点取一个计数点, 间隔为 0.1 s ；【小试身手轻松过关】1在探究小车速度随时间变化的规律的试验中,依

18、据试验进行的先后次序,将下述步骤地代号填 在横线上；A把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面 B把打点计时器固定在木板的没有滑轮的一端,并连好电路 C换上新的纸带,再重做两次 D把长木板平放在试验桌上,并使滑轮伸出桌面细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 8 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -E使小车停在靠近打点计时器处,接通电源,放开小车,让小车运动 F把一条细线拴在小车上,细线跨过定滑轮,下边吊着合适的钩码 G断开电源,取出纸带 2在以

19、下给出的器材中,选出“ 探究小车速度随时间变化的规律” 的试验中所需的器材并填在横 线上（填序号） ；小车打点计时器天平低压沟通电源低压直流电源细线和纸带钩码和秒表一端有滑轮的长木板刻度尺选出的器材是3某同学在“ 探究小车速度随时间变化的规律” 的试验中,算出小车经过各计数点的瞬时速度如 表格中所示：计数点序号1 2 3 4 v20 5 6 t 计数点对应时刻（s）0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 通过计数点的速度（m/s） 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 138.0 请作出小车的v-t 图象,并分析运动特点；v B 4两做直线运动的质点A、B 的 v- t

20、 图象如下列图,试分析v1A t1t2它们的运动情形；第 4 题图【基础训练锋芒初显】5一个人沿平直的街道匀速步行到邮局去发信,v 又以原速率步行返回原处,设动身时的方向为正,在以下四个图中近似描述他的运动的是（）t v v v 0 t 0 t 0 t 0 A B C D 第 5 题图6甲、乙两物体在同始终线上运动,它们的 v-t 图象如图, 可知（）v 甲A在 t1时刻,甲和乙的速度相同B在 t1时刻,甲和乙的速度大小相等,方向相反0 乙t C在 t2时刻,甲和乙的速度方向相同,加速度方向也相同t1 t2第 6 题图D在 t2时刻,甲和乙的速度相同,加速度也相同细心整理归纳 精选学习资料 第

21、 7 页,共 8 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -【举一反三 才能拓展】7在“ 探究小车速度随时间变化的规律” 的试验中,如图给出了从 0 点开头,每 5 个点取一个计数点的纸带,其中 0、1、2、3、4、5、6 都为计数点；测得：s1=1.40 cm,s2=1.90 cm,s3=2.38 cm ,s4= 2.88 cm,s5=3.39 cm,s6=3.87 cm；那么：0 s11 s22 s33 s44 s55 s66 第 7 题图（1）在

22、计时器打出点1、2、3、4、5 时,小车的速度分别为： v1= cm/s ,v2= cm/s ,v3= cm/s , v4= cm/s ,v 5= cm/s ；（2）在平面直角坐标系中作出速度时间图象；（3）分析小车运动速度随时间变化的规律；【名师小结 感悟反思】在纸带上选取合适的测量点作为计时起点,在选好计数点后利用平均速度近似为该点瞬时速度的方法,得出各计数点的瞬时速度,描点连线作图建立速度时间图象可直观地描画出质点的运动情形；2.1 试验：探究小车速度随时间变化的规律答案：1DBFAEGC 23解析：用描点法做出 v-t 图象如下图所示；4解：对 A 而言, 0-t1时间内速度随时间匀称增加,达到 5B 6A v 1后做匀速直线运动；7（1）16.50 21.40 26.30 31.35 36.30 （2）如图示（3） v 随 t 匀称增加详解：（1）明显,两个相邻计数点之间的时间间隔为T=0.02 5s=0.1s；各点对应的速度分别为：v 1s 12 Ts 21.401. 90cm16. 50cm/s,v2、v3、v4、v5同理可得；（ 2）利用描点法作出v-t 图象； 第 8 页,共 8 页 2.01 s细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -