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人教版高一物理必修一第二章第一节


普通高中课程标准实验教科书

人民教育出版社(必修一)

第二章

第一节 实验:探究小车速度随时间变化的规律
青岛青大附中高中部 徐伦伟

教材图2.1-1

教学目标:
知识与技能 1.根据相关实验器材,设计实验并熟练操作. ☆ 2.会运用已学知识处理纸

带,求各点瞬时速度. 3.会用表格法处理数据,并合理猜想. ☆ 4.巧用v—t图象处理数据,观察规律. ☆ 5.掌握画图象的一般方法,并能用简洁语言进行阐述. 过程与方法 1.初步学习根据实验要求设计实验,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的瞬时速度. 3.初步学会根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法. 4.认识数学化繁为简的工具作用,直观地运用物理图象展现规律,验证规律. 5.通过实验探究过程,进一步熟练打点计时器的应用,体验瞬时速度的求解方法. 情感态度与价值观 1.通过对小车运动的设计,培养学生积极主动思考问题的习惯,并锻炼其思考的全面 性、准确性与逻辑性. 2.通过对纸带的处理、实验数据的图象展现,培养学生实事求是的科学态度,能使学 生灵活地运用科学方法来研究问题、解决问题、提高创新意识. 3.在对实验数据的猜测过程中,提高学生合作探究能力. 4.在对现象规律的语言阐述中,提高了学生的语言表达能力,还体现了各学科之间的 系,可引申到各事物间的关联性,使自己融入社会. 5.通过经历实验探索过程,体验运动规律探索的方法.

教学重点:
☆ 1.图象法研究速度随时间变化的规律. ☆ 2.对运动的速度随时间变化规律的探究

教学难点:
1.各点瞬时速度的计算. 2.对实验数据的处理、规律的探究.

一、进行实验
1、实验目的
(1).巩固打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。 (2).通过实验探究,体验如何从实验中获取数据,学会利用图象处理实 验数据的科学方法。 (3).分析小车在钩码牵引下速度随时间变化的规律。
?

2.实验原理:
在时间间隔很短的情况下,某点的瞬时速度可用一段时间内的平均速度表示,计 算出某些时刻的瞬时速度,作出小车运动的速度-时间图象,判断小车速度是否 均匀变化。

3.实验器材:
实验小车、交流电源、刻度尺、细绳、带滑轮长木板、导线、纸带、复 写纸、钩码、打点计时器、坐标纸。

互动探究

4、实验步骤:
(1)安装仪器,连好电路

(2)穿纸带,固定打点计时器
(3)启动电源,释放纸带,关闭电源。 (4)换新纸带,重复做两次

互动探究

5.注意事项
? ? ? ? ?

(1)固定打点计时器时,应注意使两限位孔和小车运动轨 迹在同一直线上(原因?) (2)开始实验:开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器 (原因?) (3)实验中 :接通电源和释放小车。 (4) 打点结束后立即关闭电源。 (5)要防止钩码落地,避免小车跟滑轮相碰.

互动探究

二、处理数据
1、纸带的处理 (1)测平均速度 (2)测瞬时速度:平均速度→瞬时速度(如何测△x)
△x =?

△t =?

4、求各点瞬时速度(平均速度→瞬时速度) △ x3 △ x0 △ x1 △ x2

0
位置编号

1

2

3

1

2

3

4

5

?X/m ?t/s

v/(m·s-1)

互动探究

3、处理数据 (1)选择纸带
(2)数据处理

如何选择一条合适的纸带? 开头过于密集的点舍掉,从清楚的点开始
如何选择测量点(计数点)? 每隔五个间隔取一个计数点 取六个点,标号 0,1,2,3,4,5

教材图表

三、V-t图象
?

互动探究 (3)作图

1、图象特点:直观2、作图步骤(1)建系 (2)描点

注意! 1作图时应把尽量多的点连在一条直线上,2不在线上的点应均匀的分布在线的两侧。 t/s v1/ms-1 0 16.50 0.1 21.40 3、图象 0.2 26.30 0.3 31.35 0.4 36.30 0.5 41.25

舍去!

描点连线作图 观察v-t图
v/(m.s-1) 舍去!

问题

1图线的 特点?

△v

2小车的运 动规律?

3如何求加 速度?

△t
t/s

1、图线为直线 2、从图线上可以可以求出每一时刻的速度 3、从图线上求出加速度,斜率k=△v/△t=a; a不变的直线运动叫做匀加速直线运动

课后思考题

问题与练习
? ? ? ? ?

一个物体沿着直线运动,其v-t图如图所示, (1)它在1s末、4s末、7s末三个时刻的速度,哪个最大,哪个最小? (2)它在1s末、4s末、7s末三个时刻的速度方向是否相同? (3)它在1s末、4s末、7s末三个时刻的加速度,哪个最大,哪个最小? (4)它在1s末、4s末、和7s末三个时刻的加速度方向是否相同?

v/m· -1 s

2 1

A

C

B

D

0

2

4

6

8

t/s

【典例】(实验数据处理)在“探究小车速度随时间变化的规律”实
验中,如图所示为记录小车运动情况的一条纸带,图中A、B、C、D、
E为相邻的计数点,相邻计数点间的时间间隔T=0.1 s。

(1)计算D、C、B各点的瞬时速度,vD=______ m/s,vC= ______ m/s,vB=
______ m/s。 (2)在如图所示坐标系中作出小车的v-t图象,并根据图象求出a= ______。

(3)将图线延长与纵轴相交,交点的速度是______,此速度的物理意义是
______。

【解析】
? ?

(1)若时间较小,平均速度可以代替某点的瞬时速度。 D点的瞬时速度
vD ? x CE 2T
?

?

7 8 .0 2 ? 0 .1

cm / s

=390 cm/s=3.9 m/s

?
? ? ?

v C点的瞬时速度 C ?

x BD 2T

5 2 .8 0 2 ? 0 .1

cm / s

=264 cm/s=2.64 m/s
=138 cm/s=1.38 m/s

B点的瞬时速度

vB ?

xAC 2T

?

2 7 .6 0 2 ? 0 .1

cm / s

(2)由(1)中数据作出小车的v-t图象如图所 示,由图线的斜率可求得它的平均加速度
a ? ?v ?t ? 1 .2 6 0 .1 m / s ? 1 2 .6 m / s
2 2

?
?

(3)将图线延长后,与纵轴的交点的速度约 是v=0.12 m/s,它表示小车经过A点时的速度。

课堂小结

用打点计时器来测量小车随时间的变化 规律,为后面学习匀变速直线运动打下基 础。
相关典型问题回顾
问题1:如何选择一条合适的纸带 开头过于密集的点舍掉,从清楚的点开始 ? 问题2:如何选择测量点(计数点) ? 每隔五个间隔取一个计数点 ? 取六个点,标号 0,1,2,3,4,5 ? 问题3:如何来计算各测量点的瞬时速度 ? 平均速度 → 瞬时速度
?

课后作业
?

上交作业 P33习题1;P33习题3

?

家庭作业 P33习题2、4
预习 第二节

?

祝同学们



作:徐伦伟
二O一二年十月




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