2019-2020年高中物理《2.1 實驗 探究小車速度隨時間變化的規(guī)律》教學案.doc

2019-2020年高中物理2.1 實驗 探究小車速度隨時間變化的規(guī)律教學案學習目標: 了解打點計時器的構(gòu)造、原理和使用方法。學會使用打了點的紙帶研究物體的運動情況。掌握S=aT2的物理含義，知道怎樣判斷一個直線運動是否為勻變速直線運動。知道怎樣利用勻變速運動的規(guī)律求某點的瞬時速度。理解和掌握通過打點紙帶用逐差法、v-t圖象求勻變速直線運動的加速度。學習重點: 1.打點計時器的的使用。 2.紙帶上數(shù)據(jù)的處理。學習難點：對紙帶的處理。主要內(nèi)容： 一、練習使用打點計時器1實驗原理 電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，它的工作電壓是46V，電源頻率是50Hz，它每隔002s打一次點。電火花計時器是利用火花放電在紙帶上打出小孔而顯示出點跡的計時儀器，使用220V交流電壓，當電源頻率為50Hz時，它每隔002s打一次點。 如果運動物體帶動的紙帶通過打點計時器，在紙帶上打下的點就記錄了物體運動的時間，紙帶上的點子也相應(yīng)地表示出了運動物體在不同時刻的位置，研究紙帶上點子之間的間隔，就可以了解在不同時間里，物體發(fā)生的位移和速度的大小及其變化，從而了解物體運動的情況。2注意事項 打點計時器在紙帶上應(yīng)打出輕重合適的小圓點，如遇到打出的是短橫線，應(yīng) 調(diào)整一下振針距復(fù)寫紙片的高度使之增大一點。 使用計時器打點時，應(yīng)先接通電源，待打點計時器穩(wěn)定后，再釋放紙帶。 釋放物體前，應(yīng)使物體停在靠近打點計時器的位置。 使用電火花計時器時，應(yīng)注意把兩條白紙帶正確穿好，墨粉紙盤夾在兩紙帶之間，使用電磁打點計時器時，應(yīng)讓紙帶通過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面。二、研究勻變速直線運動1實驗?zāi)康倪M一步熟悉怎樣使用打點計時器。測定勻變速直線運動的加速度。v-t圖象法求加速度3注意事項 (1)鉤碼的質(zhì)量適當大一些，使繩對小車的拉力始終遠大于小車所受的摩擦力，保證外力基本恒定。(2)調(diào)整滑輪架的角度，使小車的拉繩與長木板板面平行。(3)開始時，應(yīng)將小車位置擺正，使紙帶與拉繩的方向一致，且不與打點計時器的限位孔邊相摩擦。(4)先啟動打點計時器，再釋放小車，小車行至終點時切斷電源或脈沖輸出開關(guān)。(5)要防止鉤碼落地和小車跟定滑輪相撞。(6)選擇一條理想的紙帶，是指紙帶上的點跡清晰，適當舍棄點子密集部分，適當選取計數(shù)點，弄清楚所選的時間間隔T等于多少秒。4實驗步驟(1)把附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路。(2)把一條細繩拴在小車上，細繩跨過滑輪，下邊掛上臺適的鉤碼，把紙帶穿過打點計時器并把它的一端固定在小車的后面。實驗裝置見圖。(3)把小車停在靠近打點計時器處，接通電源后，放開小車，讓小車運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點。換上新紙帶，重復(fù)實驗三次。（4）從三條紙帶中選擇一條比較理想的使用，舍掉開頭的比較密集的點子，在后邊便于測量的地方找一個開始點，我們把每打五次點的時間作為時間的單位，也就是T=0025=01s，在選好的開始點下面標明0，在第六點下面標明1，在第十一點下面標明2，在第十六點下面標明3標明的點O，1，2，3叫做記數(shù)點，兩個相鄰記數(shù)點間的距離分別是S1，S2，S3(5)測出六段位移S1，S2，S3，S6的長度，把測量結(jié)果填入表中。(6)根據(jù)測量結(jié)果，利用前面的公式，計算出a1、a2、a3的值，注意T=0025=ls。(7)求出a1、a2、a3的平均值，它就是小車做勻變速直線運動的加速度。【例一】用打點計時器研究勻變速直線運動的實驗中，造成各連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)位移之差不是一個恒量的主要原因是 ( ) A長度測量不精確 B打點間隔不均勻 C運動中受摩擦力作用 D 木板未調(diào)成水平 【例二】在測定勻變速直線運動的加速度的實驗中，為了減小測量小車運動加速度的相對誤差，下列列舉的措施中，哪些是有益的？使小車運動的加速度盡量小一些 適當增加掛在細繩下的鉤碼個數(shù) C在同樣條件，打出多條紙帶，選其中一條最理想的進行測量和計算；D舍去紙帶上密集的點，然后選取計數(shù)點，進行計算?！纠咳鐖D是小車在斜面上滑動時，通過計時器所得的一條紙帶，測得各段長度為OA=605厘米，0B=1318厘米，0C=2140厘米，OD=307厘米，0E=4110厘米，OF=5258厘米，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，可判斷小車做_運動，判斷依據(jù)是：_。【例四】測定勻變速直線運動的加速度的實驗中，打點計時器記錄紙帶運動的時間，計時器所用電源的頻率為50赫茲。如圖為做勻變速直線運動的小車帶動的紙帶上記錄的一些點，在每相鄰的兩點中間都有四個點未畫出。按時間順序0、1、2、3、4、5六個點用尺量出1、2、3、4、5點到O點的距離分別是：(單位：厘米)878 1608 2187 2616 2894由此得出小車加速度的大小為_米秒2，方向_。 課堂訓練:1電磁打點計時器是一種使用_(交流?直流?)電源的_儀器，它的工作電壓是_伏特。當電源頻率是50赫茲時，它每隔_s打一次點。2根據(jù)打點計時器打出的紙帶，我們可以從紙帶上直接得到的物理量是( )A時間間隔 B位移 c加速度 D平均速度。3下列有關(guān)小車運動情況的說法中，哪些是正確的? ( )A小車在任意兩個連續(xù)相等的對間里的位移相等，小車的運動一定是勻加速運動；B若小車做勻加速直線運動，則它在任意兩個連續(xù)相等時間里的位移之差，一定相等：C若小車做勻加速直線運動，則它在任意兩個連續(xù)相等時間里的位移之差不斷增大：D若小車通過任意兩個連續(xù)相等的位移的時間之差相等，則小車做的是勻變速直線運動。4某同學在用打點計時器測定勻變速直線運動的加速度時，得到了如圖所示的紙帶，他舍棄密集點后，從o點開始每隔兩個點取一個計數(shù)點?則每兩個計數(shù)點的時間間隔_s，測得OA=320厘米，DE=927厘米，則物體運動的加速度為_米秒2。課后作業(yè)：1關(guān)于計數(shù)點的下列說法中，哪些是正確的? ( )A用計數(shù)點進行測量計算，既方便，又可減小誤差：B相鄰計數(shù)點間的時間間隔戍是相等的； C相鄰計數(shù)點間的距離麻當是相等的；D.計數(shù)點是從計時器打出的實際點中選出來，相鄰計數(shù)點間點痕的個數(shù)相等。2本實驗中，關(guān)于計數(shù)點間時間間隔的下列說法中正確的有 ( )A每隔四個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點問的時間間隔為010秒；B每隔四個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點間的時間間隔是O08秒：C每隔五個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點問的時間間隔為008秒；D每隔五個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點間的時間間隔為010秒：E每五個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點間的時間間隔為008秒。3接通電源與讓紙帶(隨物體)開始運動，這兩個操作的時間關(guān)系應(yīng)當是： ( )A先接通電源，后釋放紙帶： B先釋放紙帶，后接通電源； C釋放紙帶的同時接通電源； D先接通電源或先釋放紙帶都可以。 4當紙帶與運動物體連接時，打點計時器在紙帶上打出點痕，下列關(guān)于紙帶上的點痕說法中，哪些是正確的?A點痕記錄了物體運動的時間：B，點痕記錄了物體在不同時刻的位置和某段時間內(nèi)的位移；C點在紙帶上的分布情況，反映了物體的質(zhì)量和形狀；D紙帶上點痕的分布情況，反映物體的運動情況。5打點計時器振針打點的周期，決定于： ( )A交流電壓的高低； B交流電的頻率；C永久磁鐵的磁性強弱； D振針與復(fù)寫紙的距離。6采取下列哪些措施，有利于減少紙帶受到摩擦而產(chǎn)生的誤差? ( )A改用直流6伏電源； B電源電壓越低越好；C用平整的紙帶，不用皺折的紙帶；D紙帶理順攤平，不讓它卷曲、歪斜。7如圖所示的四條紙帶，是某同學練習使用打點計時器得劍的紙帶的右端后通過打點計時器。從點痕的分布情況可以斷定：紙帶_是勻速通過打點計時器的，紙帶_是越走越快的，紙帶是先越走越快，后來又越走越慢。8若所用電源頻率是50赫，圖中D紙帶，從A點通過計時器到B點通過計時器，歷時_s，位移為_米，這段時間內(nèi)紙帶運動的平均速度是_ms。BC段的平均速度是_ms，而AD段的平均速度是_ms。9在研究勻變速直線運動的實驗中，打點計時器在紙帶上打出了一系列的點，其中a、b、c、d，e、f、g、h是連續(xù)的8個點。若選a點為第1計數(shù)點，將刻度尺的零刻度對準點a時，可測得ab=O9cm，ac=2cm，ad=33cm，ae=48cm，水65cm，ag=84cm，ah=105cm，因為_，所以物體的運動是勻加速直線運動若打點計時器每打相鄰兩點的時間間隔為O02s，則b點的瞬時速度為_，g點的瞬時速度為_，物體運動的加速度為_。