實驗一：實驗研究勻變速直線運動

1、第第4 4課時實驗課時實驗: :研究勻變速直線運動研究勻變速直線運動 實驗基礎(chǔ)實驗基礎(chǔ)熱點透析熱點透析實驗創(chuàng)新實驗創(chuàng)新素能提升素能提升實驗基礎(chǔ)實驗基礎(chǔ) 固本求源固本求源 提高技能提高技能原理與操作原理與操作處理與分析處理與分析二、誤差分析二、誤差分析1.1.使用刻度尺測計數(shù)點的距離時有誤差使用刻度尺測計數(shù)點的距離時有誤差. .2.2.作作v-tv-t圖像時出現(xiàn)作圖誤差圖像時出現(xiàn)作圖誤差. .3.3.電源頻率不穩(wěn)定電源頻率不穩(wěn)定, ,造成打點的時間間隔不完全相同造成打點的時間間隔不完全相同. .4.4.長木板粗糙程度不均勻長木板粗糙程度不均勻, ,小車運動時加速度有變化造成誤差小車運動時加速度有

2、變化造成誤差. .三、注意事項三、注意事項1.1.平行平行: :紙帶、細繩要和木板平行紙帶、細繩要和木板平行. .2.2.兩先兩后兩先兩后: :實驗中應(yīng)先接通電源實驗中應(yīng)先接通電源, ,后讓小車運動后讓小車運動; ;實驗完畢應(yīng)先實驗完畢應(yīng)先斷開電源后取紙帶斷開電源后取紙帶. .3.3.防止碰撞防止碰撞: :在到達長木板末端前應(yīng)讓小車停止運動在到達長木板末端前應(yīng)讓小車停止運動, ,要防止鉤要防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞碼落地和小車與滑輪相撞. .4.4.減小誤差減小誤差: :小車的加速度要適當(dāng)大些小車的加速度要適當(dāng)大些, ,可以減小長度的測量誤可以減小長度的測量誤差差, ,加速度大小以能在約加速

3、度大小以能在約50 cm50 cm的紙帶上清楚地取出的紙帶上清楚地取出6 67 7個計數(shù)個計數(shù)點為宜點為宜. .5.5.準(zhǔn)確作圖準(zhǔn)確作圖: :在坐標(biāo)紙上在坐標(biāo)紙上, ,縱、橫軸選取合適的單位縱、橫軸選取合適的單位( (避免所描避免所描點過密或過疏點過密或過疏, ,而導(dǎo)致誤差過大而導(dǎo)致誤差過大),),仔細描點連線仔細描點連線, ,不能連成折線不能連成折線, ,應(yīng)作一條直線應(yīng)作一條直線. .四、創(chuàng)新改進四、創(chuàng)新改進利用先進計時工具研究勻變速運動利用先進計時工具研究勻變速運動最近幾年內(nèi)高考對本實驗考查出現(xiàn)在用頻閃照相或光電計時器替代打點最近幾年內(nèi)高考對本實驗考查出現(xiàn)在用頻閃照相或光電計時器替代打點計

4、時器的較為新穎的改進計時器的較為新穎的改進. .例如例如:2011:2011年全國新課標(biāo)理綜創(chuàng)設(shè)了光電門和年全國新課標(biāo)理綜創(chuàng)設(shè)了光電門和遮光片實驗情景測定加速度來考查本實驗遮光片實驗情景測定加速度來考查本實驗, ,實驗圖如圖實驗圖如圖( (甲甲) )所示所示;2013;2013年年全國新課標(biāo)理綜全國新課標(biāo)理綜同樣創(chuàng)設(shè)了光電門和遮光片實驗情景測定加速度來考同樣創(chuàng)設(shè)了光電門和遮光片實驗情景測定加速度來考查本實驗查本實驗, ,實驗圖如圖實驗圖如圖( (乙乙) )所示所示;2014;2014年全國大綱理綜創(chuàng)設(shè)的實驗情景變年全國大綱理綜創(chuàng)設(shè)的實驗情景變?yōu)轭l閃照相方法測定加速度來考查本實驗為頻閃照相方法測

5、定加速度來考查本實驗, ,具體內(nèi)容見后面的例題具體內(nèi)容見后面的例題. .高考實驗題一般源于教材而不拘泥于教材高考實驗題一般源于教材而不拘泥于教材, ,高考實驗題雖然創(chuàng)高考實驗題雖然創(chuàng)設(shè)了新的情境設(shè)了新的情境, ,但是依然是用教材中實驗的原理、方法和技巧但是依然是用教材中實驗的原理、方法和技巧處理新問題處理新問題, ,數(shù)據(jù)處理屬于逐差法、圖像法處理紙帶問題的延數(shù)據(jù)處理屬于逐差法、圖像法處理紙帶問題的延伸伸. .因此做實驗題應(yīng)注重遷移創(chuàng)新能力的培養(yǎng)因此做實驗題應(yīng)注重遷移創(chuàng)新能力的培養(yǎng). .熱點透析熱點透析 追蹤熱點追蹤熱點 拓寬思路拓寬思路實驗操作步驟和操作技巧實驗操作步驟和操作技巧 熱點一熱點一

6、【例【例1 1】 關(guān)于關(guān)于“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗操的實驗操作作, ,下列說法中錯誤的是下列說法中錯誤的是( ( ) )A.A.長木板不能側(cè)向傾斜長木板不能側(cè)向傾斜, ,也不能一端高一端低也不能一端高一端低B.B.在釋放小車前在釋放小車前, ,小車應(yīng)停在靠近打點計時器處小車應(yīng)停在靠近打點計時器處C.C.應(yīng)先接通電源應(yīng)先接通電源, ,待打點計時器開始打點后再釋放小車待打點計時器開始打點后再釋放小車D.D.要在小車到達定滑輪前使小車停止運動要在小車到達定滑輪前使小車停止運動思路點撥思路點撥: :根據(jù)根據(jù)“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律探究小車速度隨時間變化的

7、規(guī)律”實驗操實驗操作注意事項判斷各項是否正確作注意事項判斷各項是否正確. .A A解析解析: :長木板不能側(cè)向傾斜長木板不能側(cè)向傾斜, ,但可以一端高一端低但可以一端高一端低, ,故選項故選項A A錯誤錯誤. .實驗時實驗時, ,為了能在紙帶上得到較多的點跡為了能在紙帶上得到較多的點跡, ,釋放小車前釋放小車前, ,小車應(yīng)小車應(yīng)停在靠近打點計時器處停在靠近打點計時器處, ,選項選項B B正確正確; ;如果先釋放小車如果先釋放小車, ,可能紙帶可能紙帶上打不上幾個點上打不上幾個點, ,故選項故選項C C正確正確; ;為了保護小車為了保護小車, ,避免落地摔壞避免落地摔壞, ,在小車到達定滑輪前要

8、用手使小車停止運動在小車到達定滑輪前要用手使小車停止運動, ,選項選項D D正確正確. .方法技巧方法技巧 (1)(1)凡是應(yīng)用打點計時器的實驗凡是應(yīng)用打點計時器的實驗, ,都必須先接通電源都必須先接通電源, ,等打點穩(wěn)等打點穩(wěn)定后定后, ,再釋放紙帶再釋放紙帶. .(2)(2)使小車盡可能移動較大的距離使小車盡可能移動較大的距離, ,獲得較長的打點紙帶獲得較長的打點紙帶, ,以方以方便研究小車的運動便研究小車的運動. .用公式法處理實驗數(shù)據(jù)用公式法處理實驗數(shù)據(jù)熱點二熱點二【例【例2 2】 (2013(2013廣東理綜廣東理綜) )研究小車勻變速直線運動的實驗裝置如研究小車勻變速直線運動的實驗

9、裝置如圖圖(a)(a)所示所示, ,其中斜面傾角其中斜面傾角可調(diào)可調(diào). .打點計時器的工作頻率為打點計時器的工作頻率為50 Hz,50 Hz,紙帶上計數(shù)點的間距如圖紙帶上計數(shù)點的間距如圖(b)(b)所示所示, ,其中每相鄰兩點之間還有其中每相鄰兩點之間還有4 4個個記錄點未畫出記錄點未畫出. .(1)(1)部分實驗步驟如下部分實驗步驟如下: :A.A.測量完畢測量完畢, ,關(guān)閉電源關(guān)閉電源, ,取出紙帶取出紙帶. .B.B.接通電源接通電源, ,待打點計時器工作穩(wěn)定后放開小車待打點計時器工作穩(wěn)定后放開小車. .C.C.將小車?？吭诖螯c計時器附近將小車?？吭诖螯c計時器附近, ,小車尾部與紙帶相連

10、小車尾部與紙帶相連. .D.D.把打點計時器固定在長木板上把打點計時器固定在長木板上, ,讓紙帶穿過限位孔讓紙帶穿過限位孔. .上述實驗步驟的正確順序是上述實驗步驟的正確順序是( (用字母填寫用字母填寫).).(2)(2)圖圖(b)(b)中標(biāo)出的相鄰兩計數(shù)點的時間間隔中標(biāo)出的相鄰兩計數(shù)點的時間間隔T=T=s.s.(3)(3)計數(shù)點計數(shù)點5 5對應(yīng)的瞬時速度大小計算式為對應(yīng)的瞬時速度大小計算式為v v5 5= =.(4)(4)為了充分利用記錄數(shù)據(jù)為了充分利用記錄數(shù)據(jù), ,減小誤差減小誤差, ,小車加速度大小的計算式小車加速度大小的計算式應(yīng)為應(yīng)為a=a=.思路點撥思路點撥: : (1)(1)本題是

11、研究小車做勻變速直線運動的實驗本題是研究小車做勻變速直線運動的實驗, ,根據(jù)根據(jù)一段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度一段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度; ;(2)(2)利用逐差法求加速度利用逐差法求加速度. .解析解析: : (1)(1)正確的實驗步驟是正確的實驗步驟是DCBA.DCBA.方法總結(jié)方法總結(jié) 靈活運用圖像推論解答問題靈活運用圖像推論解答問題(1)(1)瞬時速度求解瞬時速度求解: :采用平均速度法求某一點的瞬時速度采用平均速度法求某一點的瞬時速度; ;(2)(2)加速度的求解加速度的求解: :v-tv-t圖像法圖像法; ;推論法推論法:x=aT:x=aT2 2; ;逐

12、差法逐差法. .用圖像法處理實驗數(shù)據(jù)用圖像法處理實驗數(shù)據(jù)熱點三熱點三(3)0.293(0.291(3)0.293(0.2910.2950.295均可均可) )(4)(4)在在(5)(5)見解析見解析方法技巧方法技巧 對由實驗獲取某兩個物理量間的圖象對由實驗獲取某兩個物理量間的圖象, ,特別是非常規(guī)的關(guān)系圖象特別是非常規(guī)的關(guān)系圖象, ,則應(yīng)根據(jù)實驗原理中涉及的物理規(guī)律找出兩物理量間的函數(shù)關(guān)則應(yīng)根據(jù)實驗原理中涉及的物理規(guī)律找出兩物理量間的函數(shù)關(guān)系式系式, ,確定圖象的斜率、截距、面積等的物理意義確定圖象的斜率、截距、面積等的物理意義, ,進而對問題進而對問題做出解答做出解答. .實驗創(chuàng)新實驗創(chuàng)新 瞻新動向瞻新動向 探新類題探新類題利用頻閃照相方法研究勻變速運動利用頻閃照相方法研究勻變速運動以本實驗為背景以本實驗為背景, ,通過改變實驗條件、實驗儀器設(shè)置題目通過改變實驗條件、實驗儀器設(shè)置題目, ,不不脫離教材而又不拘泥教材脫離教材而又不拘泥教材, ,體現(xiàn)開放性、探究性等特點體現(xiàn)開放性、探究性等特點. .命題動向命題動向1:1:實驗器材的改進實驗器材的改進(1)(1)為了保證小車真正做勻加速直線運動為了保證小車真正做勻加速直線運動, ,用氣墊導(dǎo)軌長木板用氣墊導(dǎo)軌長木板. .(2)(2)用頻