勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)和牛頓運(yùn)動(dòng)定律實(shí)驗(yàn)

..課題勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)和牛頓運(yùn)動(dòng)定律實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)與考點(diǎn)分析了解并掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的步驟方法了解并掌握牛頓運(yùn)動(dòng)定律實(shí)驗(yàn)的步驟方法會(huì)分析各種圖像主要考查實(shí)驗(yàn)步驟,注意事項(xiàng),及根據(jù)紙帶求瞬時(shí)速度,加速度教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)根據(jù)紙帶求出瞬時(shí)速度和加速度,學(xué)會(huì)分析圖像問(wèn)題教學(xué)方法結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)講解教學(xué)過(guò)程備注課前熱身讓學(xué)生在回顧舊知識(shí)的同時(shí),盡快的進(jìn)入上課狀態(tài),方便課堂的順利進(jìn)行。二二、內(nèi)容講解：〔一勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)例題〔二牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟注意事項(xiàng)四三、課堂小結(jié)。五四、作業(yè)布置。教學(xué)反思三、本次課后作業(yè)：四、學(xué)生對(duì)于本次課的評(píng)價(jià)：○特別滿意○滿意○一般○差學(xué)生簽字：五、教師評(píng)定：1、學(xué)生上次作業(yè)評(píng)價(jià)：○非常好○好○一般○需要優(yōu)化2、學(xué)生本次上課情況評(píng)價(jià)：○非常好○好○一般○需要優(yōu)化教師簽字：實(shí)驗(yàn)：研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)〔一實(shí)驗(yàn)?zāi)康蘑偻ㄟ^(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶研究物體的運(yùn)動(dòng)情況；②能根據(jù)紙帶判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)；③測(cè)定物體運(yùn)動(dòng)的加速度、求某時(shí)刻的速度〔二實(shí)驗(yàn)原理測(cè)定物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)最基本的是測(cè)出位移和時(shí)間的關(guān)系,運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,對(duì)紙帶數(shù)據(jù)進(jìn)行處理．紙帶紙帶打點(diǎn)計(jì)時(shí)器圖1器材：小車,細(xì)繩,鉤碼,一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,低壓交流電源,導(dǎo)線,紙帶,米尺,細(xì)繩,復(fù)寫紙片．裝置：按圖1所示安裝實(shí)驗(yàn)儀器,讓帶有紙帶的小車在重物的拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng),分析實(shí)驗(yàn)所得的紙帶．〔四注意事項(xiàng)①開始要把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,再讓小車運(yùn)動(dòng),以便在紙帶上打下足夠多的點(diǎn)．②先接通電源再放開小車．③選擇點(diǎn)跡清晰的紙帶,在紙帶上選擇點(diǎn)間間隔較大的一段內(nèi)的點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn),并做好標(biāo)記供分析用．④將紙帶平放在水平桌面上,用米尺測(cè)量任一計(jì)數(shù)點(diǎn)到基準(zhǔn)點(diǎn)間的距離并做好記錄,不要分段測(cè)量．⑤小車的加速度宜適當(dāng)大些,可以減小長(zhǎng)度測(cè)量誤差,一般能在約50cm的紙帶上清楚取7-8個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜．⑥紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)要保持紙帶的平直,減小紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔的摩擦．〔五數(shù)據(jù)處理方法①紙帶選擇：從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器重復(fù)打下的多條紙帶中選點(diǎn)跡清楚的一條,舍掉開始比較密集的點(diǎn)跡,從便于測(cè)量的地方取一個(gè)開始點(diǎn)O作為基準(zhǔn)點(diǎn),然后每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、…〔或者說(shuō)每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)記數(shù)點(diǎn),這樣做的好處是相鄰記數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是0.1s,便于計(jì)算．測(cè)出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離s1、s2、s3…②判斷物體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：利用s1、s2、s3…可以計(jì)算相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移差s2-s1、s3-s2、s4-s3…,如果各Δs的差值不等于零且在5%以內(nèi),可認(rèn)為它們是相等的,則可以判定被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)．③求被測(cè)物體在任一計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻的瞬時(shí)速度v：應(yīng)用做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度．如④求被測(cè)物體的加速度有3種方法：方法1："逐差法"．從紙帶上得到6個(gè)相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移,則.方法2：利用任意兩段相鄰記數(shù)點(diǎn)間的位移求加速度,最后取平均值．如方法3、利用v-t圖象求加速度．求出A、B、C、D、E、F各點(diǎn)的即時(shí)速度,畫出如圖1-5-2所示的v-t圖線,圖線的斜率就是加速度a．實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律〔一實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證牛頓第二定律,即物體的質(zhì)量一定時(shí),加速度與作用力成正比；作用力一定時(shí),加速度與質(zhì)量成反比。〔二實(shí)驗(yàn)原理1．如圖所示裝置,采用控制變量法研究上述兩組的關(guān)系．2．保持小車質(zhì)量不變,改變小桶內(nèi)砂的質(zhì)量,從而改變細(xì)線對(duì)小車的牽引力,測(cè)出小車的對(duì)應(yīng)加速度,作出加速度和力的關(guān)系圖線,驗(yàn)證加速度是否與外力成正比。3．保持小桶和砂的質(zhì)量不變,在小車上加減砝碼,改變小車的質(zhì)量,測(cè)出小車的對(duì)應(yīng)加速度,作出加速度和質(zhì)量倒數(shù)的關(guān)系圖線,驗(yàn)證加速度是否與質(zhì)量成反比?！踩龑?shí)驗(yàn)器材小車,砝碼,小桶,砂,細(xì)線,附有定滑輪的長(zhǎng)木板,墊木,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,低壓交流電源,導(dǎo)線兩根,紙帶,托盤天平及砝碼,米尺。〔四實(shí)驗(yàn)步驟1．用天平測(cè)出小車和小桶的質(zhì)量M和M',把數(shù)據(jù)記錄下來(lái)。2．按如圖裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好,只是不把掛小桶用的細(xì)線系在小車上,即不給小車加牽引力。3．平衡摩擦力：在長(zhǎng)木板的不帶定滑輪的一端下面墊上墊木,反復(fù)移動(dòng)墊木的位置,直至小車在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)可以保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)〔可以從紙帶上打的點(diǎn)是否均勻來(lái)判斷。4．在小車上加放砝碼,小桶里放入適量的砂,把砝碼和砂的質(zhì)量m和m'記錄下來(lái)。把細(xì)線系在小車上并繞過(guò)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,在紙帶上寫上編號(hào)。5．保持小車的質(zhì)量不變,改變砂的質(zhì)量〔要用天平稱量,按步驟4再做5次實(shí)驗(yàn)。6．算出每條紙帶對(duì)應(yīng)的加速度的值。7．用縱坐標(biāo)表示加速度a,橫坐標(biāo)表示作用力,即砂和桶的總重力<M'+m'>g,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)平面上描出相應(yīng)的點(diǎn),作圖線。若圖線為一條過(guò)原點(diǎn)的直線,就證明了研究對(duì)象質(zhì)量不變時(shí)其加速度與它所受作用力成正比。8．保持砂和小桶的質(zhì)量不變,在小車上加放砝碼,重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn),并做好記錄,求出相應(yīng)的加速度,用縱坐標(biāo)表示加速度a,橫坐標(biāo)表示小車和車內(nèi)砝碼總質(zhì)量的倒數(shù),在坐標(biāo)平面上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果描出相應(yīng)的點(diǎn)并作圖線,若圖線為一條過(guò)原點(diǎn)的直線,就證明了研究對(duì)象所受作用力不變時(shí)其加速度與它的質(zhì)量成反比?！参遄⒁馐马?xiàng)1．利用砂及砂桶通過(guò)細(xì)線牽引小車做加速運(yùn)動(dòng)的方法,通過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié),使小車所受的阻力忽略,當(dāng)M和m做加速運(yùn)動(dòng)時(shí),可以得到系統(tǒng)的加速度：,則繩子的拉力為：,由此可以看到,當(dāng)M>>m時(shí),可近似認(rèn)為小車所受的拉力T等于mg。在實(shí)際操作中,砂和小桶的總質(zhì)量不要超過(guò)小車和砝碼的總質(zhì)量的。2．在平衡摩擦力時(shí),不要懸掛小桶,但小車應(yīng)連著紙帶且接通電源。用手輕推小車,如果在紙帶上打出的點(diǎn)的間隔是均勻的,表明小車受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。同時(shí)每次改變m和M時(shí),不用再重復(fù)平衡摩擦力．3．作圖時(shí)應(yīng)該使所作的直線通過(guò)盡可能多的點(diǎn),不在直線上的點(diǎn)也要盡可能對(duì)稱地分布在直線的兩側(cè),但如遇個(gè)別特別偏離的點(diǎn)可舍去。4．改變m和M的大小時(shí),每次小車開始釋放時(shí)應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,而且先接通電源再釋放小車．例一：圖13是某同學(xué)在做勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶。①已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz,則紙帶上打相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為_________。②ABCD是紙帶上四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫出。從圖13中讀出A、B兩點(diǎn)間距s=__________；C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度是________<計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字>。例二：圖14是"研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)"實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶,O、A、B、C、D和E為紙帶上六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),加速度大小用a表示。①OD間的距離為________cm。②圖15是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的s-t2圖線〔s為各計(jì)數(shù)點(diǎn)至同一起點(diǎn)的距離,斜率表示________,其中a的大小為________m/s2〔保留三位有效數(shù)字。例三：研究小車勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖16〔a所示其中斜面傾角θ可調(diào),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50HZ,紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距如圖16〔b所示,其中每相鄰兩點(diǎn)之間還有4個(gè)記錄點(diǎn)未畫出。部分實(shí)驗(yàn)步驟如下：測(cè)量完畢,關(guān)閉電源,取出紙帶,接通電源,待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后放開小車,將小車依靠在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,小車尾部與紙帶相連,把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上,讓紙穿過(guò)限位孔。上述實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是：_______〔用字母填寫圖16〔b中標(biāo)出的相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T=s計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度大小計(jì)算式為V5=________為了充分利用記錄數(shù)據(jù),減小誤差,小車加速度大小的計(jì)算式應(yīng)為a=_______________________作業(yè)：1.用如圖〔甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)年驗(yàn)證牛頓第二定律,為消除摩擦力的影響,實(shí)驗(yàn)前必須平衡摩擦力.〔1某同學(xué)平衡摩擦力時(shí)是這樣操作的：將小車靜止地放在水平長(zhǎng)木板上,把木板不帶滑輪的一端慢慢墊高,如圖〔乙,直到小車由靜止開始沿木板向下滑動(dòng)為止。請(qǐng)問(wèn)這位同學(xué)的操作是否正確？如果不正確,應(yīng)當(dāng)如何進(jìn)行？答：.〔2如果這位同學(xué)先如〔1中的操作,然后不斷改變對(duì)小車的拉力F,他得到M〔小車質(zhì)量保持不變情況下的a—F圖線是下圖中的____