實(shí)驗(yàn)一：實(shí)驗(yàn)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)

1、第第4 4課時(shí)實(shí)驗(yàn)課時(shí)實(shí)驗(yàn): :研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)熱點(diǎn)透析熱點(diǎn)透析實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新素能提升素能提升實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)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(jì)數(shù)點(diǎn)的距離時(shí)有誤差使用刻度尺測計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離時(shí)有誤差. .2.2.作作v-tv-t圖像時(shí)出現(xiàn)作圖誤差圖像時(shí)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(diǎn)的時(shí)間間隔不完全相同造成打點(diǎn)的時(shí)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(yùn)動(dòng)時(shí)加速度有變化造成誤差小車運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度有

2、變化造成誤差. .三、注意事項(xiàng)三、注意事項(xiàng)1.1.平行平行: :紙帶、細(xì)繩要和木板平行紙帶、細(xì)繩要和木板平行. .2.2.兩先兩后兩先兩后: :實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源, ,后讓小車運(yùn)動(dòng)后讓小車運(yùn)動(dòng); ;實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先實(shí)驗(yàn)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(dá)長木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動(dòng)在到達(dá)長木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動(dòng), ,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(gè)計(jì)數(shù)個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜點(diǎn)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(diǎn)過密或過疏點(diǎn)過密或過疏, ,而導(dǎo)致誤差過大而導(dǎo)致誤差過大),),仔細(xì)描點(diǎn)連線仔細(xì)描點(diǎn)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(jìn)四、創(chuàng)新改進(jìn)利用先進(jìn)計(jì)時(shí)工具研究勻變速運(yùn)動(dòng)利用先進(jìn)計(jì)時(shí)工具研究勻變速運(yùn)動(dòng)最近幾年內(nèi)高考對本實(shí)驗(yàn)考查出現(xiàn)在用頻閃照相或光電計(jì)時(shí)器替代打點(diǎn)最近幾年內(nèi)高考對本實(shí)驗(yàn)考查出現(xiàn)在用頻閃照相或光電計(jì)時(shí)器替代打點(diǎn)計(jì)

4、時(shí)器的較為新穎的改進(jìn)計(jì)時(shí)器的較為新穎的改進(jìn). .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(shí)驗(yàn)情景測定加速度來考查本實(shí)驗(yàn)遮光片實(shí)驗(yàn)情景測定加速度來考查本實(shí)驗(yàn), ,實(shí)驗(yàn)圖如圖實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)情景測定加速度來考同樣創(chuàng)設(shè)了光電門和遮光片實(shí)驗(yàn)情景測定加速度來考查本實(shí)驗(yàn)查本實(shí)驗(yàn), ,實(shí)驗(yàn)圖如圖實(shí)驗(yàn)圖如圖( (乙乙) )所示所示;2014;2014年全國大綱理綜創(chuàng)設(shè)的實(shí)驗(yàn)情景變年全國大綱理綜創(chuàng)設(shè)的實(shí)驗(yàn)情景變?yōu)轭l閃照相方法測定加速度來考查本實(shí)驗(yàn)為頻閃照相方法測

5、定加速度來考查本實(shí)驗(yàn), ,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(shí)驗(yàn)題一般源于教材而不拘泥于教材高考實(shí)驗(yàn)題一般源于教材而不拘泥于教材, ,高考實(shí)驗(yàn)題雖然創(chuàng)高考實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的原理、方法和技巧但是依然是用教材中實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)題應(yīng)注重遷移創(chuàng)新能力的培養(yǎng)因此做實(shí)驗(yàn)題應(yīng)注重遷移創(chuàng)新能力的培養(yǎng). .熱點(diǎn)透析熱點(diǎn)透析 追蹤熱點(diǎn)追蹤熱點(diǎn) 拓寬思路拓寬思路實(shí)驗(yàn)操作步驟和操作技巧實(shí)驗(yàn)操作步驟和操作技巧 熱點(diǎn)一熱點(diǎn)一

6、【例【例1 1】 關(guān)于關(guān)于“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)操的實(shí)驗(yàn)操作作, ,下列說法中錯(cuò)誤的是下列說法中錯(cuò)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(diǎn)計(jì)時(shí)器處小車應(yīng)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處C.C.應(yīng)先接通電源應(yīng)先接通電源, ,待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開始打點(diǎn)后再釋放小車待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開始打點(diǎn)后再釋放小車D.D.要在小車到達(dá)定滑輪前使小車停止運(yùn)動(dòng)要在小車到達(dá)定滑輪前使小車停止運(yùn)動(dòng)思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥: :根據(jù)根據(jù)“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律探究小車速度隨時(shí)間變化的

7、規(guī)律”實(shí)驗(yàn)操實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)判斷各項(xiàng)是否正確作注意事項(xiàng)判斷各項(xiàng)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(xiàng)故選項(xiàng)A A錯(cuò)誤錯(cuò)誤. .實(shí)驗(yàn)時(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí), ,為了能在紙帶上得到較多的點(diǎn)跡為了能在紙帶上得到較多的點(diǎn)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(diǎn)計(jì)時(shí)器處停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處, ,選項(xiàng)選項(xiàng)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(gè)點(diǎn)上打不上幾個(gè)點(diǎn), ,故選項(xiàng)故選項(xiàng)C C正確正確; ;為了保護(hù)小車為了保護(hù)小車, ,避免落地摔壞避免落地摔壞, ,在小車到達(dá)定滑輪前要

8、用手使小車停止運(yùn)動(dòng)在小車到達(dá)定滑輪前要用手使小車停止運(yùn)動(dòng), ,選項(xiàng)選項(xiàng)D D正確正確. .方法技巧方法技巧 (1)(1)凡是應(yīng)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)凡是應(yīng)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn), ,都必須先接通電源都必須先接通電源, ,等打點(diǎn)穩(wěn)等打點(diǎn)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(dòng)較大的距離使小車盡可能移動(dòng)較大的距離, ,獲得較長的打點(diǎn)紙帶獲得較長的打點(diǎn)紙帶, ,以方以方便研究小車的運(yùn)動(dòng)便研究小車的運(yùn)動(dòng). .用公式法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用公式法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)熱點(diǎn)二熱點(diǎn)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(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置如研究小車勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)

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(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50 Hz,50 Hz,紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距如圖紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距如圖(b)(b)所示所示, ,其中每相鄰兩點(diǎn)之間還有其中每相鄰兩點(diǎn)之間還有4 4個(gè)個(gè)記錄點(diǎn)未畫出記錄點(diǎn)未畫出. .(1)(1)部分實(shí)驗(yàn)步驟如下部分實(shí)驗(yàn)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(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后放開小車待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后放開小車. .C.C.將小車?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近將小車?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)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(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上把打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是上述實(shí)驗(yàn)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(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔中標(biāo)出的相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T=T=s.s.(3)(3)計(jì)數(shù)點(diǎn)計(jì)數(shù)點(diǎn)5 5對應(yīng)的瞬時(shí)速度大小計(jì)算式為對應(yīng)的瞬時(shí)速度大小計(jì)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(jì)算式小車加速度大小的計(jì)算式應(yīng)為應(yīng)為a=a=.思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥: : (1)(1)本題是

11、研究小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)本題是研究小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn), ,根據(jù)根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)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(shí)驗(yàn)步驟是正確的實(shí)驗(yàn)步驟是DCBA.DCBA.方法總結(jié)方法總結(jié) 靈活運(yùn)用圖像推論解答問題靈活運(yùn)用圖像推論解答問題(1)(1)瞬時(shí)速度求解瞬時(shí)速度求解: :采用平均速度法求某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度采用平均速度法求某一點(diǎn)的瞬時(shí)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)熱點(diǎn)三熱點(diǎn)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(shí)驗(yàn)獲取某兩個(gè)物理量間的圖象對由實(shí)驗(yàn)獲取某兩個(gè)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(jìn)而對問題進(jìn)而對問題做出解答做出解答. .實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新 瞻新動(dòng)向瞻新動(dòng)向 探新類題探新類題利用頻閃照相方法研究勻變速運(yùn)動(dòng)利用頻閃照相方法研究勻變速運(yùn)動(dòng)以本實(shí)驗(yàn)為背景以本實(shí)驗(yàn)為背景, ,通過改變實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)置題目通過改變實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)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(diǎn)體現(xiàn)開放性、探究性等特點(diǎn). .命題動(dòng)向命題動(dòng)向1:1:實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)(1)(1)為了保證小車真正做勻加速直線運(yùn)動(dòng)為了保證小車真正做勻加速直線運(yùn)動(dòng), ,用氣墊導(dǎo)軌長木板用氣墊導(dǎo)軌長木板. .(2)(2)用頻