高一物理教案：《探究小車速度隨時間變化的規律》教案五

高一物理教案：《探究小車速度隨時間變化的規律》教案五

　　重/難點

　　重點：

　　1．圖象法研究速度隨時間變化的規律。

　　2．對運動的速度隨時間變化規律的探究。

　　難點：

　　1．各點瞬時速度的計算。

　　2．對實驗數據的處理、規律的探究。

　　重/難點分析

　　重點分析：作圖連線時不能用折線連，速度的實際變化應該是比較平滑的，所以，要用一條平滑的曲線來“擬合”這些點，這樣曲線反映的規律應該與實際情況更接近。如果一旦出現明顯偏離較大的點，我們可以認為是測量誤差過大、測量中出現偏差所造成的。可以將這個點視為無效點。但是這個點我們要仍然保留在坐標紙上，因為我們要尊重實驗事實，這畢竟是我們的第一手資料，是原始數據。

　　難點分析：測量包含某個所研究的點在內的一段時間內的位移△x，同時找出對應的時間△t，根據v=Δx/Δt算出該點附近的平均速度，把它當作計時器打下這個點時的瞬時速度。利用圖像法求加速度時我們可以任意選兩個間隔較遠的點，找出它們的坐標值(注意這兩個點不能是我們表格中已測得的點)，然后再把的它們的坐標值代人到公式a=△v/△t =（）/（）中，求出加速度，就能更詳細地知道物體的運動情況。

　　突破策略

　　一、進行實驗

　　實驗過程參考提示：

　　1．把一端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遠離滑輪的一端，連接好電路。

　　2．把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，啟動電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打完一條后立即關閉電源。

　　3．換上新紙帶，重復操作三次。

　　二、處理數據

　　我們可以選一個清晰的點作為計時的起點。還可以選擇計數點，建議在測量前每五個點選一個計數點。

　　在測量時，選好計時起點后，測量以后的各個計數點與這個計時起點的距離。

　　這樣做是每次都不需要挪動刻度尺，測出每兩個點間的距離，這樣能減少測量誤差。

　　測量包含某個所研究的點在內的一段時間內的位移△x，同時找出對應的時間△t，根據v=Δx/Δt算出該點附近的平均速度，把它當作計時器打下這個點時的瞬時速度。

　　參考提示：

　　（1）選擇所打紙帶中最清晰的一條，舍掉開頭一些過于密集的點，找一個適當的點當作計時起點。

　　（2）選擇相隔0.1 s，即中間空四個點的時間間隔的若干計數點進行測量，把數據填入表格。

　　（3）計算各點的瞬時速度，填人自己設計的表格中，可參考課本表格。

　　三.作出速度一時間圖象

　　有了原始數據，確定運動規律的最好辦法是作速度一時間圖象，這樣具體的運動規律才能更直觀地顯現出來。

　　以時間t為橫軸、速度v為縱軸，建立坐標系，把剛才所填表格中的各點在速度一時間坐標系中描出，要注意選擇合適的標度喲！要使圖象盡量分布在坐標平面的大部分面積。

　　不能用折線連，速度的實際變化應該是比較平滑的，所以，要用一條平滑的曲線來“擬合”這些點，這樣曲線反映的規律應該與實際情況更接近。

　　在連線時，還要注意使連線兩側的點數大致相同。如果出現了有一個點明顯偏離絕大部分點所在的直線．那該怎么辦呢?

　　如果一旦出現明顯偏離較大的點，我們可以認為是測量誤差過大、測量中出現偏差所造成的。可以將這個點視為無效點。但是這個點我們要仍然保留在坐標紙上，因為我們要尊重實驗事實，這畢竟是我們的第一手資料，是原始數據。

　　教師在與學生交流的過程中體現科學探究要尊重實驗事實的嚴謹科學態度。

　　求加速度時如果貪圖方便取已測得的表格中的數據點來求加速度，那么我們就沒必要作圖了，直接從表格中找兩個數據代人公式算不就行了嗎?或者我們也根本不需要測那么多的數據，只測量兩組數就夠了。這樣就失去了作圖的意義。

　　我們求加速度的方法有兩個，一個是公式法，可以直接用兩組數據代入公式；另一個就是我們今天的圖象法。

　　我們可以任意選兩個間隔較遠的點，找出它們的坐標值(注意這兩個點不能是我們表格中已測得的點)。然后再把的它們的坐標值代人到公式a=△v/△t =（）/（）中，求出加速度，就能更詳細地知道物體的運動情況。

　　例1. 在研究勻變速直線運動的實驗中，算出小車經過各計數點瞬時速度如下表所示：

　　為了計算加速度，最合理的方法是…………………………………………(    )

　　A. 根據任意兩計數點的速度用公式算出加速度

　　B．根據實驗數據畫出v-t圖，量出其傾角，由公式a＝tanα求出加速度

　　C．根據實驗數據畫出v-t圖，由圖線上相距較遠的兩點所對應的速度、時間，用公式a=△v/△t算出加速度

　　D．依次算出通過連續兩計數點間的加速度，算出平均值作為小車的加速度

　　解析：方法A偶然誤差較大。方法D實際上也僅由始末兩個速度決定，偶然誤差也比較大，只有利用實驗數據畫出對應的v-t圖，才可充分利用各次測量數據，減小偶然誤差。由于在物理圖象中兩坐標軸的分度大小往往是不相等的，根據同一組數據，可以畫出傾角不同的許多圖線，方法B是錯誤的。正確的方法是根據圖線找出不同時刻所對應的速度值，然后利用公式a=△v/△t算出加速度，即方法C。

　　突破反思

　　本節課我們主要是運用探究式學習的方式用打點計時器來測量小車的速度隨時間變化的規律。重點是對重物牽引下小車的運動進行探究，在探究過程中，涉及到了實驗的設計、操作以及作圖象的方法、原則，很好地提高了同學們各方面的能力，同時又為后面學習這種勻變速運動打下了基礎。

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