勻變速直線運(yùn)動(dòng)0000實(shí)驗(yàn)市公開課金獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

試驗(yàn)一：研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)第1頁一、重點(diǎn)難點(diǎn)剖析：1.練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器結(jié)構(gòu)及原理：①電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是使用低壓交流電源一個(gè)計(jì)時(shí)儀器。電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器線圈中經(jīng)過交流電時(shí)，線圈中振動(dòng)片才能振動(dòng)。所用電壓通常為4～6V。振動(dòng)片振動(dòng)周期與交流電周期相同。當(dāng)前我們所使用交流電周期均為0.02s。所以，振動(dòng)片振動(dòng)周期亦為0.02s，紙帶上每隔0.02s打下一個(gè)點(diǎn)。②電火花計(jì)時(shí)器是利用火花放電在紙帶打出小孔而顯示s點(diǎn)跡計(jì)時(shí)器,使用220V交流電壓,當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí),它每0.02s在紙帶上打下一孔。第2頁(2)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器注意事項(xiàng)：①應(yīng)先接通電源打點(diǎn)，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器穩(wěn)定后再讓小車運(yùn)動(dòng)。每打完一張紙帶,應(yīng)及時(shí)關(guān)掉電源；②打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下點(diǎn)應(yīng)點(diǎn)跡清楚，若點(diǎn)跡不清或打出短橫線，應(yīng)調(diào)整振針長(zhǎng)度及它與復(fù)寫紙距離高度；③釋放物體前，應(yīng)使物體停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器位置；④使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)注意把兩條紙帶正確穿好，墨粉紙盤應(yīng)夾在兩紙帶之間；使用電磁打電計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)讓紙帶經(jīng)過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面。(3)紙帶測(cè)量。應(yīng)選取—條理想紙帶，是指紙帶上點(diǎn)跡清楚。適當(dāng)舍棄打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打點(diǎn)密集部分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)(計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)時(shí)點(diǎn)有區(qū)分)，搞清楚所選時(shí)間間隔了等于多少秒。第3頁2.測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速度：(1)試驗(yàn)原理：①判斷物體運(yùn)動(dòng)是否為勻變速直線運(yùn)動(dòng)：②加速度測(cè)定(逐差法)：

假如一個(gè)物體作勻變速直線運(yùn)動(dòng)，加速度是a，則在各個(gè)連續(xù)相等時(shí)間T里位移分別是s1

s2

s3……則有：再求出a平均值即可。第4頁(2)注意事項(xiàng)：①紙帶和細(xì)繩要與木板平行，小車運(yùn)動(dòng)要平穩(wěn)；②小車加速度應(yīng)適當(dāng)大一些；③若先求出△S1、△S2、△S3，……平均值，再依據(jù)

求出a，作為所要測(cè)定加速度，其誤差略大于上述試驗(yàn)所要求計(jì)算方法。第5頁例1、在做“練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速度試驗(yàn)中”試驗(yàn)時(shí)，為了能夠較準(zhǔn)確地測(cè)出加速度，將你認(rèn)為正確選項(xiàng)前面字母填在橫線上：

。a．把附有滑輪長(zhǎng)木板放在試驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面。b．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒有滑輪一端，連接好電路。c．再把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上適當(dāng)鉤碼，每次必須由靜止釋放小球。d．把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把它一端固定在小車后面。第6頁e．把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通直流電源后，放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列點(diǎn)，換上新紙帶，重復(fù)三次。f．從三條紙帶中選擇一條比較理想紙帶，舍掉開頭比較密集點(diǎn)，在后邊便于測(cè)量地方找一個(gè)開始點(diǎn)，并把每打五個(gè)點(diǎn)時(shí)間作為時(shí)間單位．在選好開始點(diǎn)下面記作0，第六點(diǎn)作為記數(shù)點(diǎn)1，依此標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)2、3、4、5、6，并測(cè)出相鄰兩點(diǎn)間距離。g．依據(jù)公式a1=(s4-s1)/3T2

a2=(s5–s2)/3T2

a3=(s6–s3)/3T2

a=(a1+a2+a3)/3求出a。第7頁試驗(yàn)二：探究彈力與形變之間關(guān)系

探索彈力與彈簧伸長(zhǎng)定量關(guān)系，并學(xué)習(xí)所用科學(xué)方法。

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?頁二、設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案驗(yàn)證猜測(cè)：

1、參考器材：下端帶掛鉤指針彈簧、鉤碼若干、鐵架臺(tái)、刻度尺等2、需要處理幾個(gè)問題：①彈簧產(chǎn)生彈力大小怎樣測(cè)量？②彈簧總長(zhǎng)L怎么測(cè)量?③彈簧伸長(zhǎng)量X怎樣測(cè)量？④要探究彈力與形變之間關(guān)系，故要屢次改變形變量,怎樣不停增大彈簧伸長(zhǎng)量？⑤怎樣設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表格?GF第9頁三、、試驗(yàn)步驟：（1）將較細(xì)一根彈簧懸掛在鐵架臺(tái)上。用毫米刻度尺量出彈簧長(zhǎng)度l0，并填入表中。（3）如圖，在彈簧下掛1個(gè)鉤碼，用毫米刻度尺量出此時(shí)彈簧長(zhǎng)度l，并填入表中。（4）分別在彈簧下掛2、3、4、5個(gè)相同鉤碼，依次量出對(duì)應(yīng)彈簧長(zhǎng)度l，并填入表中。（5）分別計(jì)算出在彈簧下掛1、2、3、4、5個(gè)鉤碼時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量（l–l0），并填人表。（6）以力為縱坐標(biāo)，以彈簧伸長(zhǎng)量為橫坐標(biāo)，依據(jù)表中所測(cè)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)。第10頁（7）按照坐標(biāo)圖中各點(diǎn)分布與走向，嘗試作出一條平滑曲線（包含直線）。所畫點(diǎn)不一定恰好在這條曲線上，但要注意使曲線兩側(cè)點(diǎn)數(shù)大致相同。（8）以彈簧伸長(zhǎng)為自變量，寫出曲線所代表函數(shù)，首先嘗試一次函數(shù)，假如不行則考慮二次函數(shù)……（9）解釋函數(shù)表示式中常數(shù)物理意義。（10）有興趣同學(xué)自己編排探索彈簧受壓而長(zhǎng)度縮短時(shí)，彈力與彈簧長(zhǎng)度改變關(guān)系試驗(yàn)步驟。第11頁四、怎樣描繪試驗(yàn)圖線？處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)慣用方法之一是圖象法。利用圖象法處理數(shù)據(jù)有許多優(yōu)點(diǎn)，比如，能比較直觀地表示物理規(guī)律，能夠減小偶然誤差對(duì)結(jié)果影響，能夠較方便地取得一些未經(jīng)測(cè)量或無法直接測(cè)量物理量數(shù)值。（1）描繪圖線時(shí)，普通以橫坐標(biāo)代表自變量，以縱坐標(biāo)代表因變量，在軸末端箭頭旁注明代表物理量及其單位。（2）依據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，選取適當(dāng)坐標(biāo)軸標(biāo)度（即每格所代表量值），使橫軸與縱軸全長(zhǎng)（表示數(shù)據(jù)最大值長(zhǎng)度）靠近相等，圖線大約分布在正方形區(qū)域內(nèi)，并盡可能使最小分度與測(cè)量準(zhǔn)確程度相一致，且測(cè)量準(zhǔn)確值在圖上也能確切標(biāo)出。第12頁（3）當(dāng)圖線不經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)，坐標(biāo)原點(diǎn)能夠不從零開始，這么能夠使圖線分布勻稱。（4）描點(diǎn)和連線。依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)用削尖鉛筆在圖上描點(diǎn)，用“×”或“·”符號(hào)標(biāo)明。描線應(yīng)該用直尺或曲線板，描出線應(yīng)是光滑直線或曲線。因?yàn)闇y(cè)量值有一定誤差，圖線不經(jīng)過全部點(diǎn)是正?，F(xiàn)象，連線時(shí)應(yīng)盡可能使圖線經(jīng)過或靠近數(shù)據(jù)點(diǎn)，個(gè)別嚴(yán)重偏離點(diǎn)應(yīng)舍棄，應(yīng)使其余點(diǎn)盡可能比較均勻地分布在困線兩側(cè)。第13頁試驗(yàn)次數(shù)12345鉤碼總重G/N彈簧總長(zhǎng)L/cm彈簧伸長(zhǎng)量x=L-L0/cm彈簧原長(zhǎng)L0=cm三、動(dòng)手試驗(yàn)，采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)X/cmF/N3.04.02.02.01.05.08.04.06.06.012.010.00第14頁試驗(yàn)三：驗(yàn)證力平行四邊形

定則1、試驗(yàn)器材：方木板，白紙，彈簧秤（兩個(gè)），橡皮條，細(xì)繩（兩條），三角板，刻度尺，圖釘（幾個(gè)）、量角器。2、試驗(yàn)步驟：（1）在桌上平放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上。（2）用圖釘把橡皮條一端固定在板上A點(diǎn)，在橡皮條另一端掛上兩條細(xì)繩，細(xì)繩另一端系著繩套。（3）用兩個(gè)彈簧秤分別勾住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)抵達(dá)某一位置O。第15頁（4）用鉛筆記下O點(diǎn)位置和兩條細(xì)繩方向，讀出兩個(gè)彈簧秤示數(shù)。（在使用彈簧秤時(shí)候，要注意使彈簧秤與木板平面平行。）（5）用鉛筆和刻度尺在白紙上從O點(diǎn)沿著兩條細(xì)繩方向畫直線，按著一定標(biāo)度作出兩個(gè)力F1和F2圖示，用平行四邊形定則求出協(xié)力F。（6）只用一個(gè)彈簧秤，經(jīng)過細(xì)繩把橡皮條結(jié)點(diǎn)拉到一樣位置O，讀出彈簧秤示數(shù)，記下細(xì)繩方向，按同一標(biāo)度作出這個(gè)力F′圖示。（7）比較力F′與用平行四邊形定則求得協(xié)力F大小和方向，看它們是否相等。（8）改變兩個(gè)分力大小和夾角，再做兩次試驗(yàn)。第16頁3、注意點(diǎn)：（1）兩只彈簧秤在使用前應(yīng)檢驗(yàn)、校正零點(diǎn)，檢驗(yàn)量程和最小刻度單位，將兩彈簧稱鉤好后對(duì)拉，若兩只彈簧秤在拉過程中，讀數(shù)相同，則可選取，若不一樣，應(yīng)另換，直至相同為止，使用彈簧秤時(shí)應(yīng)與板面平行。（2）選取橡皮條應(yīng)富有彈性，能發(fā)生彈性形變，同一次試驗(yàn)中，橡皮條拉長(zhǎng)后結(jié)點(diǎn)O位置必須保持不變。（3）在滿足協(xié)力不超出彈簧評(píng)量程及橡皮條形變不超出彈性程度條件下，應(yīng)使拉力盡可能大一些，以減小誤差。（4）畫力圖示時(shí)，應(yīng)選定恰當(dāng)單位長(zhǎng)度作為標(biāo)度；作力合成圖時(shí)，應(yīng)盡可能將圖畫得大一些，但也不要太大而畫出紙外，要嚴(yán)格按力圖示要求和幾何作圖法作出協(xié)力。（5）由作圖法得到F和實(shí)際測(cè)量得到F′不可能完全符合，但在誤差允許范圍內(nèi)能夠認(rèn)為F與F′符合即可。第17頁測(cè)力計(jì)能夠只用一個(gè)，分別測(cè)出兩個(gè)分力，即使操作較麻煩，但可防止兩個(gè)測(cè)力計(jì)不一致性帶來誤差。第18頁本試驗(yàn)誤差主要起源有：①用兩個(gè)測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)，橡皮條、細(xì)繩和測(cè)力計(jì)不在同一個(gè)平面內(nèi)，這么兩個(gè)測(cè)力計(jì)水平分力實(shí)際合力比由作圖法得到協(xié)力小。②結(jié)點(diǎn)O位置和兩個(gè)測(cè)力計(jì)方向畫得不準(zhǔn)，造成作圖誤差。③兩個(gè)分力起始夾角a太大，如大于120°，再重做兩次試驗(yàn)，為確保結(jié)點(diǎn)O位置不變（即確保協(xié)力不變），則a改變范圍不大，因而測(cè)力計(jì)示數(shù)改變不顯著，讀數(shù)誤差大。④作圖百分比不恰當(dāng)造成作圖誤差。第19頁試驗(yàn)中易混同是：量角器測(cè)量F′與F偏角θ與不需測(cè)量F1與F2夾角a。易錯(cuò)是：由作圖法得到協(xié)力F和單個(gè)測(cè)力計(jì)測(cè)量實(shí)際協(xié)力F′錯(cuò)亂。易忘是：忘記檢驗(yàn)測(cè)力計(jì)零點(diǎn)，忘了記下用一個(gè)彈簧秤測(cè)量實(shí)際協(xié)力F′大小和方向第20頁試驗(yàn)變通在驗(yàn)證兩個(gè)互成角度共點(diǎn)力合成遵從平行四邊形定則試驗(yàn)中，只用一個(gè)測(cè)力計(jì)，其它器材不變，請(qǐng)敘述試驗(yàn)步驟和方法。第21頁（1）在《互成角度兩個(gè)共點(diǎn)力合成》試驗(yàn)中，用A、B兩只彈簧秤把結(jié)點(diǎn)拉到某一位置O，這時(shí)兩繩套AO、BO夾角∠AOB<90°，如圖所表示，現(xiàn)改變彈簧秤A拉力方向而不改變拉力大小，使a角減小，那么要使結(jié)點(diǎn)仍被拉到O點(diǎn)就應(yīng)調(diào)整彈簧秤B拉力大小及β角，則以下調(diào)整方法可行是[

]A.增大彈簧秤B拉力同時(shí)增大β角B.增大彈簧秤B拉力同時(shí)保持β角不變C.保持B拉力大小不變，增大β角D.增大B拉力同時(shí)減小β角第22頁OA第23頁將下述試驗(yàn)步驟按正確次序用字排列應(yīng)是____A、在白紙上按百分比做出兩個(gè)力F1和F2圖示，依據(jù)平行四邊形法則作圖求出協(xié)力F．B、只用一只測(cè)力計(jì)，經(jīng)過細(xì)繩把橡皮條結(jié)點(diǎn)拉到一樣位置．C、記下兩測(cè)力計(jì)讀數(shù)，描出兩測(cè)力計(jì)方向．D、在水平放置木板上，墊一張白紙，把橡皮條一端固定在板上A點(diǎn)，用兩條細(xì)繩連接在橡皮條另一端，經(jīng)過細(xì)繩同時(shí)用兩個(gè)測(cè)力計(jì)互成角度地拉橡皮條，使橡皮條與細(xì)繩連接點(diǎn)抵達(dá)某一位置，并記下此位置．E、記下測(cè)力計(jì)讀數(shù)F和細(xì)繩方向，按同一百分比做出這個(gè)力圖示．比較這個(gè)實(shí)測(cè)力和按平行四邊形定則求出協(xié)力F，看它們大小和方向是否相同．F、改變兩測(cè)力計(jì)拉力大小和方向，重做兩次試驗(yàn)，從試驗(yàn)得出結(jié)論．第24頁試驗(yàn)四：驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律

1．原理：原理圖第25頁①、保持車質(zhì)量不變,改變車所受合外力大?。ǜ淖兩百|(zhì)量）。用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶,求出加速度,用圖象法驗(yàn)證物體運(yùn)動(dòng)加速度是否正比于物體所受到合外力。②、保持砂子質(zhì)量不變,改變研究對(duì)象質(zhì)量。利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶,求出運(yùn)動(dòng)物體加速度,用圖象法驗(yàn)證物體加速度是否反比于物體質(zhì)量。原理圖第26頁

適當(dāng)墊高長(zhǎng)木板不帶滑輪一端，使小車剛好勻速下滑。

依據(jù)牛頓第二定律：整體：mg=（M+m）a

小車：T=Ma=當(dāng)m《M時(shí),即小車合外力近似為砂和砂桶重力mg。平衡摩擦力：用細(xì)繩將砂桶(質(zhì)量為m)和小車連成一個(gè)整體，連接體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。第27頁2．試驗(yàn)條件:平衡摩擦力：把長(zhǎng)木板不帶滑輪一端適當(dāng)墊高,使小車不受牽引力時(shí),小車剛好沿斜軌勻速下滑。本試驗(yàn)全過程無須再平衡摩擦力。m《M

只有小車和碼砝質(zhì)量之和（M）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砂和砂桶總質(zhì)量(m)時(shí),小車協(xié)力才近似等于砂和砂桶重力mg.3．試驗(yàn)器材：

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源、刻度尺、紙帶、復(fù)寫紙、導(dǎo)線、附有滑輪長(zhǎng)木板、天平、砂和砂桶、小車、若干砝碼。第28頁4．主要測(cè)量量：小車質(zhì)量(包含砝碼)M；砂和砂桶總持量m；紙帶上相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間位移S1、S2、S35．?dāng)?shù)據(jù)處理：

逐差法求加速度:（同上）第29頁6.[試驗(yàn)步驟]①、用天平測(cè)出車和桶質(zhì)量M和M‘。在車上加砝碼,在桶內(nèi)放入適量砂,使桶和砂總質(zhì)量遠(yuǎn)小于車和砝碼總質(zhì)量記下砝碼和砂質(zhì)量m和m'。②、安裝好試驗(yàn)裝置。③、平衡車和紙帶受摩擦力:在長(zhǎng)木板不帶定滑輪一端下墊一塊木板,重復(fù)移動(dòng)木板位置,直到車在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)可保持勻速直線運(yùn)動(dòng),這時(shí)車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力恰與車所受到重力在斜面方向上分量平衡。④、把細(xì)繩系在小車上,并繞過滑輪懸掛小桶。接通電源放開小車,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)。取下紙帶在紙帶上標(biāo)上紙帶號(hào)碼。⑤、保持車質(zhì)量不變,經(jīng)過改變砂桶質(zhì)量而改變車所受到牽引力,再做幾次試驗(yàn)。第30頁⑥、在每條紙帶上選取一段比較理想部分,測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離Sn,利用公式Δs＝aT2,算出各條紙帶所對(duì)應(yīng)小車加速度。⑦、依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果畫出車運(yùn)動(dòng)a─F圖線,如圖線是過原點(diǎn)傾斜直線,則證實(shí)物體運(yùn)動(dòng)加速度a和合外力大小成正比。⑧、保持砂子和小桶質(zhì)量不變,在小車上加放砝碼,重復(fù)上面試驗(yàn)⑨、依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果畫出小車運(yùn)動(dòng)時(shí)a---圖線,假如圖線是過原點(diǎn)傾斜直線,則證實(shí)物體運(yùn)動(dòng)加速度a和物體質(zhì)量大小成反比。第31頁7．試驗(yàn)結(jié)果分析：圖線法：M一定時(shí)，a—F圖線；F一定時(shí)，a—圖線。本試驗(yàn)畫出圖線可能有四種情況：8．易錯(cuò)點(diǎn):a．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)取下砂和砂桶，使細(xì)線不受拉力。

b．試驗(yàn)前要調(diào)整滑輪高度使拉小車細(xì)線與木板平行。

c．摩擦力一但平衡后，木板傾角不變。第32頁1.[試驗(yàn)思索題]1在驗(yàn)證牛頓第二定律試驗(yàn)中，平衡摩擦力時(shí)A不能將裝砂子小桶用細(xì)繩經(jīng)過滑輪系在小車上B小車后紙帶必須連好，但打點(diǎn)計(jì)時(shí)器能夠不打點(diǎn)C應(yīng)使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上相鄰點(diǎn)跡間距離相等D每次改變小車質(zhì)量，必須再次平衡摩擦力第33頁[A、C、D]2.在做驗(yàn)證牛頓第二定律試驗(yàn)時(shí)A.應(yīng)該使砂子和小桶總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和砝碼總質(zhì)量，以減小試驗(yàn)誤差B.可用天平測(cè)得小桶和砂總質(zhì)量m，小車和砝碼總質(zhì)量M,依據(jù)公式，求出小車加速度C.處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)采取描點(diǎn)法畫圖象，是為了減小誤差D.處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)采取圖象，是為了便于依據(jù)圖線直接地作出判斷第34頁3、某學(xué)生在做驗(yàn)證牛頓第二定律試驗(yàn)中，測(cè)得小車加速度a和拉力F數(shù)據(jù)以下表所表示

依據(jù)表中數(shù)據(jù)在右圖中作出a-F圖線圖線在F軸上截距物理意義是。圖線斜率物理意義是。F（N）0.20.30.40.5a(m/S2)0.10.210.290.4車受滑動(dòng)摩擦力小車和砝碼總質(zhì)量倒數(shù)第35頁4、做驗(yàn)證牛頓第二定律試驗(yàn)中，因?yàn)闆]有考慮砂桶質(zhì)量，結(jié)果圖象應(yīng)該是哪一幅？

[D]第36頁5.在做驗(yàn)證牛頓第二定律試驗(yàn)時(shí)，某學(xué)生將實(shí)驗(yàn)裝置按如圖安裝，而后就接通電源開始做試驗(yàn)他有三個(gè)顯著錯(cuò)誤：（1）