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探究小车速度随时间变化的规律（打点计时器测速度） 宜兴市东山高级中学 蒋 涛 教学目标： 一、知识与技能 （一） 能熟练使用打点计时器。 （二） 会根据相关实验器材，设计实验并完成操作。 （三） 会处理纸带求各点瞬时速度。 （四） 会设计表格并用表格处理数据。 （五） 会用v-t图像处理数据，表示运动规律 （六） 掌握图象的一般方法，并能用语音描述运动的特点。 二、过程与方法 （一） 初步学习根据实验要求，设计实验，探究某种规律的研究方法。 （二） 经历实验过程，及时发现问题并做好调整。 （三） 初步学会根据实验数据发现规律的探究方法。 三、情感态度与价值观： （一） 体会实验的设计思路，体会物理学的研究方法。 （二） 培养根据实验结果作出分析判断并得出结论。 教学过程 【教师提出问题】探究目的： 探究小车在重物牵引下的运动，研究小车速度随时间的变化规律。 【让学生猜想】小车的速度随时间变化有几种可能： 变化先快后慢；先慢后快；均匀变化等。可结合速度图象描述猜想。 【让学生进行实验设计】提示如何测量出不同时刻的物体运动速度；最后确定打点计时器测速度。 【教师引导学生讨论】实验过程中注意事项： 1、开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。 2、先接通电源，计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源。 3、要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它。 【学生活动】实验过程： 1、 附有滑轮的长度板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。 2、 用一条细绳栓住小车使细绳跨过滑轮，下边挂上适量的钩码，让纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的上面。 3、 把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点。换上新的纸带，重复实验三次。 【学生活动】处理数据 【教师引导学生讨论】处理数据过程中注意事项： 1、纸带要选择打出的点清晰的 2、舍掉开始过于密集的点 3、用每打5个点的时间为时间单位 即T＝0.02×5s＝0.10s这样既可方便计算，又可减少误差。 参考表格一： 计数点编号 时间t(s) 相邻两计数点间 距离s(m) 对应计数点速度m/s 0 0 1 0.1 S01 2 0.2 S12 3 0.3 S23 4 0.4 S34 5 0.5 S45 6 0.6 S56 参考表格二： 计数点编号 时间t(s) 各计数点到0的距离s(m) 相邻计数点的距离S(m) 各计数点速度(m/s) v1= 0 0 S01 v2= 1 0.1 S12 v3= 2 0.2 S23 v4= 3 0.3 S34 v5= 4 0.4 S45 5 0.5 S56 6 0.6 4、不要直接去测量两个计数点的距离而是要测量出各个计数点到计时零点的距离。 5、速度的计算方法：各计数点的瞬时速度是用计数点内的平均速度来代替：v1=S01 /2T 【学生活动】做出物体的速度——时间图象。 精讲：运用图象来处理物理实验数据，这是一个难点，作图象时要标明横纵坐标轴代表的物理意义，选择合适的标度，以各点瞬时速度为纵轴，时间 t为横轴，不在同一直线上的点尽量均匀分布在直线的两侧。 【学生活动】得出小车运动速度随时间变化的规律。 在第一章，我们学习了通过v-t图象计算加速度，你能利用所学知识去分析你作出的图像吗？ ①（时间增加相同的△t,速度也会增加相同的△v） ②从函数关系：v=kt+b v与 t线性关系。小车的速度随时间均匀增加（变化）小车做匀变速(a不变)的直线运动。 用计算机绘制v-t图象的教学 用Excel绘制图象时，注意课文中输入数据时用了“依次”二字，在Excel工作簿中先输入自变量时间，在相邻—列中输入对应的速度值，输入顺序不对，所画的图象也不对（课本图2．2-3在Excel工作簿中输入数据的屏幕图）。具体做法如下： 打开Excel工作簿可以看到行和列，行号用1、2、3……表示；列号用A、B、C……表示。将自变量时间的数值从某一单元格开始输入，在同一列中将其他时间值一一输入。在相邻的右侧一列中将速度值一一输入，注意速度值要与时间值相对应。也可以在同一行中依次输入时间和速度，下一行中再次输入第二组时间和速度，直至全部输入完毕。用鼠标选中这些数据。再用鼠标左键单击“图表向导”按钮，出现“图表类型”窗口，选“散点图”，选“确定”按钮，弹出“图表标题输入框”，输入相应的字符后选“下一步”按钮，直到“完成”。出现由点组成的图表，用鼠标右键单击绘图区中任何一个数据点，出现下拉式菜单，选“添加趋势线”，弹出添加趋势线窗口，选择“线性”趋势；打开该窗口的“选项”卡，对其中“显示公式”左侧的小方格用鼠标左键单击出现“√”号后，按“确定”。则图表框中出现一条直线，这就是经过计算机做最佳“拟合”后的v-t图象，并显示出一个表明该图象的函数式。 例如：一辆汽车关闭发动机后，以一定的初速度86km/h冲上一段倾斜的长直公路，每隔5s读取一次汽车速度表的示数，记录如 下切做了响应的单位换算： 时间t/s 速度v/（km/h） 速度v/（m/s） 0 86 23.4 5 81 22.5 10 76 21.1 15 70 19.4 20 65 18.1 25 59 16.4 30 54 15.0 由以上数据用描点法作出汽车速度与时间关系的图线。 本文来源：https://www.dywdw.cn/6b8f53120a1c59eef8c75fbfc77da26924c59645.html
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2022-10-11
