《人教版高中物理必修一2.1实验探究小车速度随时间变化的规律教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高中物理必修一2.1实验探究小车速度随时间变化的规律教案（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、【人教版】高中物理必修一：2.1实验、探究小车速度随时间变化的规律教案匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究第二章第二章 在在生生活活中中，高高山山滑滑雪雪、汽汽车车启启动动、百百米米赛赛跑跑；在在自自然然界界里里，物物体体下下落落、猎猎豹豹捕捕食食，蚂蚂蚁蚁搬搬家家这这些些物物体体的的运运动动，大大多多是是变变速速运动，其运动规律比较复杂。运动，其运动规律比较复杂。本本章章在在掌掌握握了了描描述述运运动动学学的的几几个个物物理理量量的的基基础础上上，具具体体研研究究一一种种最最简简单单的的变变速速运运动动匀匀变变速速直直线线运动的规律。运动的规律。本本章章的的探探究究不不是是从从抽抽象象的
2、的概概念念出出发发，而而是是先先让让同同学学们们探探究究小小车车在在重重物物牵牵引引下下做做的的变变速速运运动动，观观察察、记记录录小小车车随随时时间间变变化化的的情情况况。然然后后从从实实例例出出发发，学学习习匀匀变变速速直直线线运运动动的的速速度度与与时时间间的的关关系系、位位移移与与时时间间的的关关系系、位位移移与与速速度度的的关关系系。最最后后研研究究最最简简单单的的匀匀加加速速直直线线运运动动自自由由落落体体运运动动，领领会会伽伽利利略略对对自自由由落体运动的研究方法对近代科学的影响。落体运动的研究方法对近代科学的影响。本本章章的的重重点点是是匀匀变变速速直直线线运运动动的的规规律律
3、，难难点点是是应应用用匀匀变变速速直直线线运运动动的的规规律律解解决决有有关关问问题题，特特别别是是图图象象法法和和数数学学知知识识的的运运用。用。1本本章章规规律律多多，公公式式和和推推论论多多，学学习习中中注注意意不不要要去去死死记记硬硬背背这这些些规规律律和和公公式式，重重要要的的是是领领会会概概念念的的实实质质，把把握握公公式式的的来来龙龙去去脉脉，要要通通过过一一些些具具体体的的实实例例，通通过过实实际际物物理理现现象象的的分分析析、物物理理过过程程的的认认识识，构构建建正正确确的的物物理理情情景景，逐逐步步形形成成良良好好的的思思维维习惯。习惯。2重重视视物物理理过过程程的的分分析
4、析，特特别别是是多多解解问问题题的的分分析析，要要选选择择合合适适的的规规律律，找找准准过过程程的的连连接接点点。注注意意运运用用数数学学工工具具(如如图图象象、函函数数)分分析析物物理理过过程程及及临临界界状状态态量量，例例如如解解决决追追及及与与相相遇遇问题。问题。3要要有有意意识识地地培培养养自自己己画画运运动动示示意意图图分分析析复复杂杂运运动动的的习习惯惯，这这样样运运动动过过程程会会变变得得形形象象、直直观观，便便于于研研究究。解解题题时时要要思思路路开开阔阔，通通过过联联想想比比较较，筛筛选选最最简简洁洁的的解解题题公公式式。另另外外还还要要注注意意总总结结分分析析问问题题的的方
5、方法法，除除了了常常用用的的解解析析法法，还还有有图图象象法法、比比例法、极值法、逆向转换法等。例法、极值法、逆向转换法等。1实验：探究小车速度随时间变化实验：探究小车速度随时间变化的规律的规律第二章第二章 课堂情景切入课堂情景切入2知识自主梳理知识自主梳理3重点难点突破重点难点突破4考点题型设计考点题型设计5学习目标定位学习目标定位1课课 时时 作作 业业6学习目标定位学习目标定位掌握实验原理及实验仪器的安装与使用掌握实验原理及实验仪器的安装与使用学会用图象法处理实验数据学会用图象法处理实验数据能根据能根据“v vt”图象描述小车的运动规律图象描述小车的运动规律课堂情景切入课堂情景切入要要探
6、探究究一一个个物物体体的的速速度度随随时时间间变变化化的的规规律律，必必须须知知道道物物体体在在不不同同时时刻刻的的速速度度，但但直直接接测测量量物物体体的的速速度度是是不不容容易易的的。请请同同学学们们思思索索一一下下怎怎样样利利用用下下面面的的实实验验装装置置，探探究究小小车车速速度度随随时时间间的变化规律。的变化规律。知识自主梳理知识自主梳理实验原理实验原理平均平均形状形状斜率斜率打打点点计计时时器器、一一端端附附有有滑滑轮轮的的长长木木板板、小小车车、纸纸带带、复复写写纸片、细绳、钩码、刻度尺、导线、纸片、细绳、钩码、刻度尺、导线、_电源。电源。实验器材实验器材交流交流1(如如图图所所
7、示示)把把一一端端附附有有滑滑轮轮的的长长木木板板平平放放在在实实验验桌桌上上，并并使使滑滑轮轮伸伸出出桌桌面面，把把打打点点计计时时器器固固定定在在长长木木板板上上远远离离滑滑轮轮的的一端，连接好电路。一端，连接好电路。实验步骤实验步骤2把把一一条条细细绳绳拴拴在在小小车车上上，使使细细绳绳跨跨过过滑滑轮轮，下下边边挂挂上上合合适适的的钩钩码码，放放手手后后，看看小小车车能能否否在在木木板板上上_，然然后后把把纸纸带带穿穿过过打打点点计计时时器器，并并把把纸纸带带的的另另一一端端固固定定在在小小车车的后面。的后面。3把把小小车车停停靠靠在在打打点点计计时时器器处处，先先_，后后_，让让小小车
8、车拖拖着着纸纸带带运运动动，打打点点计计时时器器就就在在纸纸带带上打下一系列的小点。上打下一系列的小点。4换上新的纸带，重复实验两次。换上新的纸带，重复实验两次。5增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验。增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验。平稳地滑行平稳地滑行接通电源接通电源释放小车释放小车1在在几几条条纸纸带带中中选选择择一一条条_，为为了了便便于于测测量量，_开开头头一一些些过过于于密密集集的的点点迹迹，找找一一个个适适当当的的点点当当做做计计时时_。2计计算算出出各各计计数数点点的的_速速度度，填填入入设设计计好好的的表表格格中。中。3以以速速度度v v为为纵纵轴轴、时时间间t为为横横轴
9、轴建建立立直直角角坐坐标标系系，根根据据表表中中v v、t数数据据，在在直直角角坐坐标标系系中中描描点点，探探究究小小车车_随随时时间变化的规律。间变化的规律。数据处理数据处理最理想的最理想的舍掉舍掉起点起点瞬时瞬时速度速度重点难点突破重点难点突破一、实验数据处理的方法一、实验数据处理的方法1表格法表格法(1)从从几几条条纸纸带带中中选选择择一一条条比比较较理理想想的的纸纸带带，舍舍掉掉开开始始一一些些比比较较密密集集的的点点，在在后后面面便便于于测测量量的的地地方方找找一一个个开开始始点点，作作为为计计数数始始点点，以以后后依依次次每每五五个个点点取取一一个个计计数数点点，并并标标明明0、1
10、、2、3、4，测量各计数点到，测量各计数点到0点的距离点的距离x，并记录填入表中。，并记录填入表中。位置编号位置编号012345时间时间t/sx/mv v/(ms1)(2)分分别别计计算算出出与与所所求求点点相相邻邻的的两两计计数数点点之之间间的的距距离离x1、x2、x3。(3)利利用用一一段段时时间间内内的的平平均均速速度度等等于于这这段段时时间间中中间间时时刻刻的的瞬瞬时时速速度度求求得得各各计计数数点点1、2、3、4、5的的瞬瞬时时速速度度，填填入入上上面面的的表格中。表格中。(4)根据表格的数据，分析速度随时间怎么变化。根据表格的数据，分析速度随时间怎么变化。2图象法图象法(1)在在坐
11、坐标标纸纸上上建建立立直直角角坐坐标标系系，横横轴轴表表示示时时间间，纵纵轴轴表表示示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点。速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点。(2)画画一一条条直直线线，让让这这条条直直线线通通过过尽尽可可能能多多的的点点，不不在在线线上上的的点点均均匀匀分分布布在在直直线线的的两两侧侧，偏偏差差比比较较大大的的点点忽忽略略不不计计，如如图图所示。所示。二、误差分析二、误差分析1木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀。木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀。2根根据据纸纸带带测测量量的的位位移移有有误误差差，从从而而计计算算出出的的瞬瞬时时速速度度有误差。有误差。3作作v vt图图象象
12、时时单单位位选选择择不不合合适适或或人人为为作作图图不不准准确确带带来来误差。误差。三、实验注意事项三、实验注意事项1开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。2先先接接通通电电源源，计计时时器器工工作作后后，再再放放开开小小车车，当当小小车车停停止运动时及时断开电源。止运动时及时断开电源。3要要防防止止钩钩码码落落地地和和小小车车跟跟滑滑轮轮相相撞撞，当当小小车车到到达达滑滑轮轮前及时用手按住它。前及时用手按住它。4牵牵引引小小车车的的钩钩码码个个数数要要适适当当，以以免免加加速速度度过过大大而而使使纸纸带带上上的的点点太太少少，或或者者加加速速度度太太
13、小小，而而使使各各段段位位移移无无多多大大差差别别，从从而而使使误误差差增增大大，加加速速度度的的大大小小以以能能在在50cm长长的的纸纸带带上上清清楚楚地地取得六、七个计数点为宜。取得六、七个计数点为宜。5要要区区别别计计时时器器打打出出的的点点与与人人为为选选取取的的计计数数点点，一一般般在在纸纸带带上上每每隔隔四四个个点点取取一一个个计计数数点点，即即时时间间间间隔隔为为T0.025s0.1s。6不不要要分分段段测测量量各各段段位位移移，应应尽尽可可能能地地一一次次测测量量完完毕毕(可可先先统统一一量量出出各各计计数数点点到到计计数数起起点点O之之间间的的距距离离)。读读数数时时应应估估
14、读读到毫米的下一位。到毫米的下一位。7描描点点时时最最好好用用坐坐标标纸纸，在在纵纵、横横轴轴上上选选取取合合适适的的单单位位，用细铅笔认真描点。用细铅笔认真描点。考点题型设计考点题型设计在在探探究究小小车车速速度度随随时时间间变变化化的的规规律律实实验验中中，某某同同学学操操作作中中有有以以下下实实验验步步骤骤，其其中中有有错错误误或或遗遗漏漏的步骤。的步骤。(遗漏步骤可编上序号遗漏步骤可编上序号G、H、)A拉拉住住纸纸带带，将将小小车车移移至至靠靠近近打打点点计计时时器器处处先先放放开开纸纸带带，再接通电源；再接通电源；B将打点计时器固定在平板上，并接好电路；将打点计时器固定在平板上，并接
15、好电路；C把把一一条条细细绳绳拴拴在在小小车车上上，细细绳绳跨跨过过定定滑滑轮轮，下下面面吊吊着着适当重的钩码；适当重的钩码；D取下纸带；取下纸带；对实验操作过程的掌握对实验操作过程的掌握E将将平平板板一一端端抬抬高高，轻轻推推小小车车，使使小小车车能能在在平平板板上上平平稳稳地滑行；地滑行；F将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔。将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔。(1)所列步骤中有错误的是：所列步骤中有错误的是：_。(2)遗漏的步骤：遗漏的步骤：_。(3)将将 以以 上上 步步 骤骤 完完 善善 后后 写写 出出 合合 理理 的的 步步 骤骤 顺顺 序序 ：_。解解析
16、析：(1)步步骤骤A中中应应先先通通电电，再再放放纸纸带带，顺顺序序不不能能颠颠倒倒；D中取下纸带前先断开电源；中取下纸带前先断开电源；E中操作时应不挂钩码。中操作时应不挂钩码。(2)遗漏的步骤遗漏的步骤G：换上新纸带，重复实验三次。：换上新纸带，重复实验三次。(3)步骤完善后，合理的实验步骤顺序为：步骤完善后，合理的实验步骤顺序为：BFECADG答答案案：(1)A中中应应先先通通电电，再再放放纸纸带带；D中中取取下下纸纸带带前前应应先先断开电源；断开电源；E中操作时应不挂钩码中操作时应不挂钩码(2)G：换上新纸带，重复实验三次：换上新纸带，重复实验三次(3)BFECADG在在“探究小车速度随
17、时间变化规律探究小车速度随时间变化规律”的实验中：的实验中：(1)从从下下列列器器材材中中，选选出出实实验验所所需需的的器器材材_；为达到实验目的，还缺少为达到实验目的，还缺少_。打打点点计计时时器器；天天平平；低低压压直直流流电电源源；细细绳绳；纸纸带；带；小车；小车；钩码；钩码；秒表；秒表；一端有滑轮的长木板。一端有滑轮的长木板。(2)下列操作中正确的有下列操作中正确的有_。(填选项代号填选项代号)A通通过过调调节节，使使小小车车、纸纸带带、细细绳绳和和定定滑滑轮轮上上边边缘缘在在一一条直线上条直线上B坐标轴单位长度越小越好坐标轴单位长度越小越好C开开始始前前要要先先接接通通电电源源后后松
18、松开开纸纸带带，打打完完点点要要先先断断开开电电源后取纸带源后取纸带D钩码的质量越大越好钩码的质量越大越好答案：答案：(1)交流电源交流电源(2)AC解解析析：(1)打打点点计计时时器器是是一一种种计计时时仪仪器器，所所用用电电源源为为交交流流电电，因因此此不不用用选选，但但实实验验还还缺缺少少低低压压交交流流电电源源，钩钩码码的的质质量量在在实验中不用测量，因此实验中不用测量，因此不用选。不用选。(2)实实验验中中要要调调节节滑滑轮轮的的高高度度使使小小车车、纸纸带带、细细绳绳和和定定滑滑轮轮上上边边缘缘在在一一条条直直线线上上，可可以以减减小小摩摩擦擦，所所以以A对对；要要适适当当地地选选
19、取取坐坐标标轴轴的的单单位位长长度度使使图图象象尽尽量量分分布布在在较较大大的的坐坐标标平平面面内内，所所以以B错错；开开始始前前要要先先接接通通电电源源后后松松开开纸纸带带，打打完完点点要要先先断断开开电电源源后后取取纸纸带带，这这样样可可以以使使实实验验效效果果更更好好，所所以以C对对；钩钩码码的的质质量要适中，不要太大也不要太小，以量要适中，不要太大也不要太小，以100g左右为宜，所以左右为宜，所以D错。错。如如图图所所示示，是是某某同同学学在在“探探究究小小车车速速度度随随时时间间变变化化的的规规律律”实实验验中中，用用打打点点计计时时器器得得到到的的表表示示小小车车运运动动过过程程中
20、中的的一一条条清清晰晰纸纸带带，打打点点计计时时器器打打点点的的时时间间间间隔隔T0.02s，将将纸纸带带上上每每隔隔四四个个点点(图图上上没没画画出出)按按打打点点顺顺序序依依次次标标 为为 A、 B、 C， 其其 中中 x1 7.05cm、 x2 7.68cm、 x38.33cm、x48.95cm、x59.61cm、x610.26cm。实验数据处理实验数据处理(3)根根据据你你画画出出的的小小车车的的速速度度时时间间关关系系图图线线计计算算出出的的小小车车的的加加速速度度a_m/s2， 方方 向向 是是 _(填填 AB， 或或BA)(天天津津实实验验中中学学20142015学学年年高高一一上上学学期期期期中中)在在“探探究究小小车车速速度度随随时时间间变变化化的的规规律律”的的实实验验中中，打打点点计计时时器器使使用用的的交交流流电电的的频频率率为为50Hz，记记录录小小车车运运动动的的纸纸带带如如图图所所示示，在在纸纸带带上上选选择择0、1、2、3、4、5的的6个个计计数数点点，相相邻邻两两计计数数点点之之间间还还有有四四个个点点未未画画出出，纸纸带带旁旁并并排排放放着着带带有有最最小小分分度度为为毫毫米米的的刻刻度度尺尺，零零点点跟跟“0”计计数数点点对对齐齐，由由图图可可以以读读出出三三个个计计数数点点1、3、5跟跟0点的距离填入下列表格中。点的距离填入下列表格中。
