人教版 (2019)必修 第一册1 实验：探究小车速度随时间变化的规律教案

这是一份人教版 (2019)必修 第一册1 实验：探究小车速度随时间变化的规律教案，共4页。
实验：用打点计时器测速度导入：中国在很早就发明了各种计时仪器? (壶漏、手表、大钟)，走在世界的前列。然而却在清代却没有抓住机遇，没有大的建树，基本是仿造国外的各种计时器。为什么?今天我们就来研究一种新的计时器，它就是讲授新课。假设：师:提出设想:请两位同学合作用彩笔和纸带模拟打点计时器思考：①彩笔打出的点能不能准确记录纸带的位置?②在打点时间间隔大致相同的情况下,纸带拉动的快慢对纸带上点的间隔有无影响?总结：彩笔打出的点可以记录纸带的位置.但在打点时间间隔大致相同的情况下，纸带拉动的快慢对纸带上点的间隔有影响(拉的越慢纸带上点越密，反之就会越稀疏)考虑到用手打点的时间间隔不能准确相等，所以无法准确测定物体的运动速度.原因在哪?原因出在用手打点时的时间间隔不能严格相等，要是有一台打点时间间隔严格相等的仪器问题就可以解决了。1、电磁打点计时器电磁打点计时器是一种使用交流电的计时仪器.工作电压为4一6V.当 电源频率为50Hz时，打点计时器每隔0.02s打一个点.通电前把纸带穿过限位孔并压在复写纸的下面通电时，线圈产生的交变磁场使振动片磁化，振动片的一端位于永久磁铁的磁场中，由于振动片的磁极随着电流方向的改变而不断变化，在永久磁铁的作用下，振动片将上下振动.其振动周期与线圈中交流电的周期一致,即为0.02s.如果纸带运动振动片一端的振针就会在纸带上打出一系列的点.思考：电磁打点计时器用低压交流电源工作，能不能用直流电源呢，为什么?总结：若使用直流电振动片将无法振动，打点计时器将打不出点!2、电火花打点计时器电火花打点计时器的工作电压是220V的交流电.使用时将电源插头直接插在交流220V插座内就可以了.点火花打点计时器用墨粉和电火花打点.墨粉盘夹在两条纸带之间，当按下脉冲输出开关时会产生高温电火花,高温电火花可以使墨粉汽化在纸带上.当输入交流电的频率是50Hz时,电火花打点计时器也每隔0.02s打一个点.3、练习使用打点计时器提问：电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带？回答：将复写纸套在复写纸定位销上，推动调节片可以调节复写纸位置.将纸带从复写纸圆片下穿过即可。振针打的点不清晰或打不出点可能有哪些情况?怎样调节?总结：①可能是复写纸该换新的了②可能是振动片的振动幅度太小了，可以调节振动片的位置③可检查压纸框的位置是否升高而阻碍了振动片使振针打不到纸带上，可将压纸框向下调节到原来的位置④可能是振针的位置太高，调节振针直到能打出点为止⑤可能是选择的4- -6V的电压太低，可适当调高电压，但不得超过10V。怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度? .总结:测出两个点的距离△V,数出两个点之间有n段时间间隔，则△t =0.02n.在用公式即可计算出平均速度4、用图像表示速度1、 建立坐标系，设定合适的刻度，注明单位。2、严格按实验数据描点，根据点的分布分析速度的变化特点。3、 描出的点是不连续的，之所以要用平滑曲线来“拟合”实验中描出的点，是因为各个时刻都有速度，速度随时间是连续变化的，而实验中又不可能把所有时刻的速度都测出来。画二维坐标系，介绍坐标系中的面积表示什么？斜率表示什么？实验：探究速度随时间的变化规律小明与他的同伴在做探究小车速度随时间变化的规律的实验时，由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理，他从实验室里借取了如下器材:①打点计时器;②天平;③低压直流电源;④细绳;⑤纸带;⑥小车;⑦钩码;⑧秒表;⑨一端附有定滑轮的长木板.小明看后觉得不妥，让我们共同讨论一下，哪些器材必须使用，哪些多余，还缺少什么器材.交流：1、打点计时器是一"种计时仪器，因此不需要秒表来测时间，故⑧多余.2、打点计时器使用低压交流电源，因此③低压直流电源多余，然后，器材中没有低压交流电源，故缺少低压交流电源.3.该实验不需要测量小车或钩码的质量，故②天平多余.结论:必须使用的器材有:①④⑤⑥⑦⑨ 多余的器材有:②③缺少的器材有:低压交流电源.实验步骤：(1)     把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，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)     把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，放手后，看小车能否在木板.上平衡地加速滑行，然后把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面.(3)     把小车停在打点计时器处，先接通电源，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，再按同样的方法(不改变钩码)打出两条纸带.从这三条纸带中选用一条点迹清晰的，计为纸带I.(4)     增加一个钩码，按上述方法打出纸带II.(5)     在打纸带I的基础上减少一个钩码，仍按上述方法打出纸带III.(6)     整理器材.  课堂练习1、在“练习使用打点计时器”的实验中，下列操作正确的是(  )A.打点前，小车应靠近打点计时器，要先接通电源，待计时器开始打点再释放小车;B.要舍去纸带上密集点，然后选取计数点。C.打点频率为50Hz， 每四个点取一个计数点，则计数点之间的时间间隔为0.08s。D.实验中应使小车速度尽量小些。2、学生在练习使用电磁打点计时器时，纸带上打出的不是圆点，而是一些短线，这可能是因为A.打点计时器错接在直流电源上;B.电源电压不稳定;C.打点计时器使用的电压频率不稳定;D.振针到复写纸片的距离太小3、质量都是m的物体在水平面上沿直线运动，A、B、C、D是它的运动图象，由图象可知A.图B表明物体做匀速运动.B.图C表明物体做减速直线运动C.图D表明物体做加速直线运动D.图A表明物体做匀速运动4、一个人沿平直的街道匀速步行到邮局去发信，又以原速率步行返回原处，设出发时的方向为正，在下列四个图中近似描述他的运动的是(  )5、如图1-5所示是用打点计时器测瞬时速度实验时得到的一条纸带的一部分，从0点开始依照打点的先后依次标为0、1、2、3、4、5、6,现在量得0、1间的距离x=5.18 cm,1、2间的距离x2= -4.40cm， 2、3间的距离x3= :3.62 cm， 3、4间的距离x4=2.78 cm，4、5间的距离xs= =2.00cm，5、6间的距离x6=1.22 cm (f=50Hz)(1)根据上面记录，计算打点计时器在打1、2、3、4、5点时的速度并填在下表中。  6、在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图给出了从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点。测得: s1=1.40cm，s2=1.90cm， s3=2.38cm，s4= 2.88cm，ss=3.39 cm, s6=3.87 cm。那么:(1)在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为: V1=__cm/s ，V2=_cm/s，V3=__cm/s，V4=__cm/s ，Vs=__cm/s。