勻變速直線運動實驗和牛頓運動定律實驗

1、課 題勻變速直線運動實驗和牛頓運動定律實驗教學(xué)目標(biāo)與考點分析了解并掌握勻變速直線運動實驗的步驟方法了解并掌握牛頓運動定律實驗的步驟方法會分析各種圖像主要考查實驗步驟，注意事項，及根據(jù)紙帶求瞬時速度，加速度教學(xué)重點難點根據(jù)紙帶求出瞬時速度和加速度，學(xué)會分析圖像問題教學(xué)方法結(jié)合具體的實驗講解教學(xué)過程備 注1、 課前熱身 讓學(xué)生在回顧舊知識的同時，盡快的進(jìn)入上課狀態(tài)，方便課堂的順利進(jìn)行。二 二、內(nèi)容講解：（一）勻變速直線運動實驗知識點 例題（二）牛頓第二定律實驗 實驗步驟 注意事項四三、課堂小結(jié)。五四、作業(yè)布置。教學(xué)反思三、本次課后作業(yè)： 四、學(xué)生對于本次課的評價： 特別滿意 滿意 一般 差 學(xué)生簽

2、字： 五、教師評定：1、學(xué)生上次作業(yè)評價： 非常好 好 一般 需要優(yōu)化2、學(xué)生本次上課情況評價： 非常好 好 一般 需要優(yōu)化 教師簽字： 實驗：研究勻變速直線運動（一）實驗?zāi)康耐ㄟ^打點計時器打出的紙帶研究物體的運動情況；能根據(jù)紙帶判斷物體是否做勻變速直線運動；測定物體運動的加速度、求某時刻的速度（二）實驗原理 測定物體做勻變速直線運動最基本的是測出位移和時間的關(guān)系，運用勻變速直線運動的規(guī)律，對紙帶數(shù)據(jù)進(jìn)行處理 紙帶 打點計時器圖1（三）器材與裝置器材：小車，細(xì)繩，鉤碼，一端附有定滑輪的長木板，打點計時器，低壓交流電源，導(dǎo)線，紙帶，米尺，細(xì)繩，復(fù)寫紙片裝置：按圖1所示安裝實驗儀器，讓帶有紙帶的小

3、車在重物的拉動下運動，分析實驗所得的紙帶（四）注意事項開始要把小車停在靠近打點計時器處，再讓小車運動，以便在紙帶上打下足夠多的點先接通電源再放開小車選擇點跡清晰的紙帶，在紙帶上選擇點間間隔較大的一段內(nèi)的點作為計數(shù)點，并做好標(biāo)記供分析用將紙帶平放在水平桌面上，用米尺測量任一計數(shù)點到基準(zhǔn)點間的距離并做好記錄，不要分段測量 小車的加速度宜適當(dāng)大些，可以減小長度測量誤差，一般能在約50cm的紙帶上清楚取7-8個計數(shù)點為宜紙帶運動時要保持紙帶的平直，減小紙帶與打點計時器限位孔的摩擦（五）數(shù)據(jù)處理方法紙帶選擇：從打點計時器重復(fù)打下的多條紙帶中選點跡清楚的一條，舍掉開始比較密集的點跡，從便于測量的地方取一個

4、開始點o作為基準(zhǔn)點，然后每5個點取一個計數(shù)點a、b、c、（或者說每隔4個點取一個記數(shù)點），這樣做的好處是相鄰記數(shù)點間的時間間隔是0.1s，便于計算測出相鄰計數(shù)點間的距離s1、s2、s3 判斷物體運動的性質(zhì)：利用s1、s2、s3 可以計算相鄰相等時間內(nèi)的位移差s2-s1、s3- s2、s4- s3，如果各s的差值不等于零且在5%以內(nèi)，可認(rèn)為它們是相等的，則可以判定被測物體的運動是勻變速直線運動求被測物體在任一計數(shù)點對應(yīng)時刻的瞬時速度v：應(yīng)用做勻變速直線運動的物體某段時間內(nèi)的平均速度等于該段時間中間時刻的瞬時速度如求被測物體的加速度有3種方法： 方法1：“逐差法”從紙帶上得到6個相鄰相等時間內(nèi)的位

5、移，則. 方法2：利用任意兩段相鄰記數(shù)點間的位移求加速度，最后取平均值如 方法3、利用v-t圖象求加速度求出a、b、c、d、e、f各點的即時速度，畫出如圖1-5-2所示的v-t圖線，圖線的斜率就是加速度a實驗：驗證牛頓運動定律（一）實驗?zāi)康尿炞C牛頓第二定律，即物體的質(zhì)量一定時，加速度與作用力成正比；作用力一定時，加速度與質(zhì)量成反比。（二）實驗原理1如圖所示裝置，采用控制變量法研究上述兩組的關(guān)系2保持小車質(zhì)量不變，改變小桶內(nèi)砂的質(zhì)量，從而改變細(xì)線對小車的牽引力，測出小車的對應(yīng)加速度，作出加速度和力的關(guān)系圖線，驗證加速度是否與外力成正比。3保持小桶和砂的質(zhì)量不變，在小車上加減砝碼，改變小車的質(zhì)量，

6、測出小車的對應(yīng)加速度，作出加速度和質(zhì)量倒數(shù)的關(guān)系圖線，驗證加速度是否與質(zhì)量成反比。（三）實驗器材 小車，砝碼，小桶，砂，細(xì)線，附有定滑輪的長木板，墊木，打點計時器，低壓交流電源，導(dǎo)線兩根，紙帶，托盤天平及砝碼，米尺。（四）實驗步驟 1用天平測出小車和小桶的質(zhì)量m和m'，把數(shù)據(jù)記錄下來。 2按如圖裝置把實驗器材安裝好，只是不把掛小桶用的細(xì)線系在小車上，即不給小車加牽引力。 3平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上墊木，反復(fù)移動墊木的位置，直至小車在斜面上運動時可以保持勻速直線運動狀態(tài)（可以從紙帶上打的點是否均勻來判斷）。 4在小車上加放砝碼，小桶里放入適量的砂，把砝碼和砂的質(zhì)量m

7、和m'記錄下來。把細(xì)線系在小車上并繞過滑輪懸掛小桶，接通電源，放開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點，取下紙帶，在紙帶上寫上編號。 5保持小車的質(zhì)量不變，改變砂的質(zhì)量（要用天平稱量），按步驟4再做5次實驗。 6算出每條紙帶對應(yīng)的加速度的值。 7用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示作用力，即砂和桶的總重力(m'+m')g，根據(jù)實驗結(jié)果在坐標(biāo)平面上描出相應(yīng)的點，作圖線。若圖線為一條過原點的直線，就證明了研究對象質(zhì)量不變時其加速度與它所受作用力成正比。 8保持砂和小桶的質(zhì)量不變，在小車上加放砝碼，重復(fù)上面的實驗，并做好記錄，求出相應(yīng)的加速度，用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示小車

8、和車內(nèi)砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)，在坐標(biāo)平面上根據(jù)實驗結(jié)果描出相應(yīng)的點并作圖線，若圖線為一條過原點的直線，就證明了研究對象所受作用力不變時其加速度與它的質(zhì)量成反比。（五）注意事項 1利用砂及砂桶通過細(xì)線牽引小車做加速運動的方法，通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，使小車所受的阻力忽略，當(dāng)m和m做加速運動時，可以得到系統(tǒng)的加速度： ， 則繩子的拉力為：，由此可以看到，當(dāng)m>>m時，可近似認(rèn)為小車所受的拉力t等于mg。在實際操作中，砂和小桶的總質(zhì)量不要超過小車和砝碼的總質(zhì)量的。 2在平衡摩擦力時，不要懸掛小桶，但小車應(yīng)連著紙帶且接通電源。用手輕推小車，如果在紙帶上打出的點的間隔是均勻的，表明小車受到的阻力跟它的重力

9、沿斜面向下的分力平衡。同時每次改變m和m時，不用再重復(fù)平衡摩擦力 3作圖時應(yīng)該使所作的直線通過盡可能多的點，不在直線上的點也要盡可能對稱地分布在直線的兩側(cè)，但如遇個別特別偏離的點可舍去。4改變m和m的大小時，每次小車開始釋放時應(yīng)盡量靠近打點計時器，而且先接通電源再釋放小車?yán)唬簣D13是某同學(xué)在做勻變速直線運動實驗中獲得的一條紙帶。 已知打點計時器電源頻率為50hz，則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為_。 abcd是紙帶上四個計數(shù)點，每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出。從圖13中讀出a、b兩點間距s=_；c點對應(yīng)的速度是_(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。 ks5uks5uks5uks5uks5uks5

10、uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5u例二：圖14是“研究勻變速直線運動”實驗中獲得的一條紙帶，o、a、b、c、d和e為紙帶上六個計數(shù)點，加速度大小用a表示。 od

11、間的距離為_cm。 圖15是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的s-t2圖線（s為各計數(shù)點至同一起點的距離），斜率表示_，其中a的大小為_m/s2（保留三位有效數(shù)字）。例三：研究小車勻變速直線運動的實驗裝置如圖16（a）所示其中斜面傾角可調(diào)，打點計時器的工作頻率為50hz，紙帶上計數(shù)點的間距如圖16（b）所示，其中每相鄰兩點之間還有4個記錄點未畫出。 部分實驗步驟如下：a. 測量完畢，關(guān)閉電源，取出紙帶，b. 接通電源，待打點計時器工作穩(wěn)定后放開小車，c. 將小車依靠在打點計時器附近，小車尾部與紙帶相連，d. 把打點計時器固定在平板上，讓紙穿過限位孔。上述實驗步驟的正確順序是： _ （用字母填寫） 圖16（b）中標(biāo)出的相鄰兩計數(shù)點的時間間隔t= s 計數(shù)點5對應(yīng)的瞬時速度大小計算式為v5= _ 為了充分利用記錄數(shù)據(jù)，減小誤差，小車加速度大小的計算式應(yīng)為a= _ 作業(yè)：1.用如圖（甲）所示的實驗裝置來年驗證牛頓第二定律，為消除摩擦力的影響，實驗前必須平衡摩擦力.（1）某同學(xué)平衡摩擦力時是這樣操作的：將小車靜止地放在水平長木板上，把木板不帶滑輪的一端慢慢墊高，如圖（乙），直到小車由靜止開始沿木板向下滑動為止。請問這位同學(xué)的操作是否正確？如果不正確，應(yīng)當(dāng)如何進(jìn)行？答： .（2）如果這位同學(xué)先如（1）中的操作，然后不斷改變對小車的拉力f，他得到