勻變速直線運(yùn)動0000實驗市公開課金獎市賽課一等獎?wù)n件

試驗一：研究勻變速直線運(yùn)動第1頁一、重點難點剖析：1.練習(xí)使用打點計時器(1)打點計時器結(jié)構(gòu)及原理：①電磁打點計時器是使用低壓交流電源一個計時儀器。電磁打點計時器線圈中經(jīng)過交流電時，線圈中振動片才能振動。所用電壓通常為4～6V。振動片振動周期與交流電周期相同。當(dāng)前我們所使用交流電周期均為0.02s。所以，振動片振動周期亦為0.02s，紙帶上每隔0.02s打下一個點。②電火花計時器是利用火花放電在紙帶打出小孔而顯示s點跡計時器,使用220V交流電壓,當(dāng)電源頻率為50Hz時,它每0.02s在紙帶上打下一孔。第2頁(2)使用打點計時器注意事項：①應(yīng)先接通電源打點，待打點計時器穩(wěn)定后再讓小車運(yùn)動。每打完一張紙帶,應(yīng)及時關(guān)掉電源；②打點計時器在紙帶上打下點應(yīng)點跡清楚，若點跡不清或打出短橫線，應(yīng)調(diào)整振針長度及它與復(fù)寫紙距離高度；③釋放物體前，應(yīng)使物體停在靠近打點計時器位置；④使用電火花計時器時，應(yīng)注意把兩條紙帶正確穿好，墨粉紙盤應(yīng)夾在兩紙帶之間；使用電磁打電計時器時應(yīng)讓紙帶經(jīng)過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面。(3)紙帶測量。應(yīng)選取—條理想紙帶，是指紙帶上點跡清楚。適當(dāng)舍棄打點計時器所打點密集部分，適當(dāng)選取計數(shù)點(計數(shù)點與計時點有區(qū)分)，搞清楚所選時間間隔了等于多少秒。第3頁2.測定勻變速直線運(yùn)動加速度：(1)試驗原理：①判斷物體運(yùn)動是否為勻變速直線運(yùn)動：②加速度測定(逐差法)：

假如一個物體作勻變速直線運(yùn)動，加速度是a，則在各個連續(xù)相等時間T里位移分別是s1

s2

s3……則有：再求出a平均值即可。第4頁(2)注意事項：①紙帶和細(xì)繩要與木板平行，小車運(yùn)動要平穩(wěn)；②小車加速度應(yīng)適當(dāng)大一些；③若先求出△S1、△S2、△S3，……平均值，再依據(jù)

求出a，作為所要測定加速度，其誤差略大于上述試驗所要求計算方法。第5頁例1、在做“練習(xí)使用打點計時器測定勻變速直線運(yùn)動加速度試驗中”試驗時，為了能夠較準(zhǔn)確地測出加速度，將你認(rèn)為正確選項前面字母填在橫線上：

。a．把附有滑輪長木板放在試驗桌上，并使滑輪伸出桌面。b．把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪一端，連接好電路。c．再把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上適當(dāng)鉤碼，每次必須由靜止釋放小球。d．把紙帶穿過打點計時器，并把它一端固定在小車后面。第6頁e．把小車停在靠近打點計時器處，接通直流電源后，放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動，打點計時器就在紙帶上打下一系列點，換上新紙帶，重復(fù)三次。f．從三條紙帶中選擇一條比較理想紙帶，舍掉開頭比較密集點，在后邊便于測量地方找一個開始點，并把每打五個點時間作為時間單位．在選好開始點下面記作0，第六點作為記數(shù)點1，依此標(biāo)出計數(shù)點2、3、4、5、6，并測出相鄰兩點間距離。g．依據(jù)公式a1=(s4-s1)/3T2

a2=(s5–s2)/3T2

a3=(s6–s3)/3T2

a=(a1+a2+a3)/3求出a。第7頁試驗二：探究彈力與形變之間關(guān)系

探索彈力與彈簧伸長定量關(guān)系，并學(xué)習(xí)所用科學(xué)方法。

一、實驗?zāi)康?頁二、設(shè)計試驗方案驗證猜測：

1、參考器材：下端帶掛鉤指針彈簧、鉤碼若干、鐵架臺、刻度尺等2、需要處理幾個問題：①彈簧產(chǎn)生彈力大小怎樣測量？②彈簧總長L怎么測量?③彈簧伸長量X怎樣測量？④要探究彈力與形變之間關(guān)系，故要屢次改變形變量,怎樣不停增大彈簧伸長量？⑤怎樣設(shè)計一個數(shù)據(jù)統(tǒng)計表格?GF第9頁三、、試驗步驟：（1）將較細(xì)一根彈簧懸掛在鐵架臺上。用毫米刻度尺量出彈簧長度l0，并填入表中。（3）如圖，在彈簧下掛1個鉤碼，用毫米刻度尺量出此時彈簧長度l，并填入表中。（4）分別在彈簧下掛2、3、4、5個相同鉤碼，依次量出對應(yīng)彈簧長度l，并填入表中。（5）分別計算出在彈簧下掛1、2、3、4、5個鉤碼時彈簧伸長量（l–l0），并填人表。（6）以力為縱坐標(biāo)，以彈簧伸長量為橫坐標(biāo)，依據(jù)表中所測數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點。第10頁（7）按照坐標(biāo)圖中各點分布與走向，嘗試作出一條平滑曲線（包含直線）。所畫點不一定恰好在這條曲線上，但要注意使曲線兩側(cè)點數(shù)大致相同。（8）以彈簧伸長為自變量，寫出曲線所代表函數(shù)，首先嘗試一次函數(shù)，假如不行則考慮二次函數(shù)……（9）解釋函數(shù)表示式中常數(shù)物理意義。（10）有興趣同學(xué)自己編排探索彈簧受壓而長度縮短時，彈力與彈簧長度改變關(guān)系試驗步驟。第11頁四、怎樣描繪試驗圖線？處理試驗數(shù)據(jù)慣用方法之一是圖象法。利用圖象法處理數(shù)據(jù)有許多優(yōu)點，比如，能比較直觀地表示物理規(guī)律，能夠減小偶然誤差對結(jié)果影響，能夠較方便地取得一些未經(jīng)測量或無法直接測量物理量數(shù)值。（1）描繪圖線時，普通以橫坐標(biāo)代表自變量，以縱坐標(biāo)代表因變量，在軸末端箭頭旁注明代表物理量及其單位。（2）依據(jù)測量數(shù)據(jù)，選取適當(dāng)坐標(biāo)軸標(biāo)度（即每格所代表量值），使橫軸與縱軸全長（表示數(shù)據(jù)最大值長度）靠近相等，圖線大約分布在正方形區(qū)域內(nèi)，并盡可能使最小分度與測量準(zhǔn)確程度相一致，且測量準(zhǔn)確值在圖上也能確切標(biāo)出。第12頁（3）當(dāng)圖線不經(jīng)過坐標(biāo)原點時，坐標(biāo)原點能夠不從零開始，這么能夠使圖線分布勻稱。（4）描點和連線。依據(jù)試驗數(shù)據(jù)用削尖鉛筆在圖上描點，用“×”或“·”符號標(biāo)明。描線應(yīng)該用直尺或曲線板，描出線應(yīng)是光滑直線或曲線。因為測量值有一定誤差，圖線不經(jīng)過全部點是正?，F(xiàn)象，連線時應(yīng)盡可能使圖線經(jīng)過或靠近數(shù)據(jù)點，個別嚴(yán)重偏離點應(yīng)舍棄，應(yīng)使其余點盡可能比較均勻地分布在困線兩側(cè)。第13頁試驗次數(shù)12345鉤碼總重G/N彈簧總長L/cm彈簧伸長量x=L-L0/cm彈簧原長L0=cm三、動手試驗，采集試驗數(shù)據(jù)X/cmF/N3.04.02.02.01.05.08.04.06.06.012.010.00第14頁試驗三：驗證力平行四邊形

定則1、試驗器材：方木板，白紙，彈簧秤（兩個），橡皮條，細(xì)繩（兩條），三角板，刻度尺，圖釘（幾個）、量角器。2、試驗步驟：（1）在桌上平放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上。（2）用圖釘把橡皮條一端固定在板上A點，在橡皮條另一端掛上兩條細(xì)繩，細(xì)繩另一端系著繩套。（3）用兩個彈簧秤分別勾住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點抵達(dá)某一位置O。第15頁（4）用鉛筆記下O點位置和兩條細(xì)繩方向，讀出兩個彈簧秤示數(shù)。（在使用彈簧秤時候，要注意使彈簧秤與木板平面平行。）（5）用鉛筆和刻度尺在白紙上從O點沿著兩條細(xì)繩方向畫直線，按著一定標(biāo)度作出兩個力F1和F2圖示，用平行四邊形定則求出協(xié)力F。（6）只用一個彈簧秤，經(jīng)過細(xì)繩把橡皮條結(jié)點拉到一樣位置O，讀出彈簧秤示數(shù)，記下細(xì)繩方向，按同一標(biāo)度作出這個力F′圖示。（7）比較力F′與用平行四邊形定則求得協(xié)力F大小和方向，看它們是否相等。（8）改變兩個分力大小和夾角，再做兩次試驗。第16頁3、注意點：（1）兩只彈簧秤在使用前應(yīng)檢驗、校正零點，檢驗量程和最小刻度單位，將兩彈簧稱鉤好后對拉，若兩只彈簧秤在拉過程中，讀數(shù)相同，則可選取，若不一樣，應(yīng)另換，直至相同為止，使用彈簧秤時應(yīng)與板面平行。（2）選取橡皮條應(yīng)富有彈性，能發(fā)生彈性形變，同一次試驗中，橡皮條拉長后結(jié)點O位置必須保持不變。（3）在滿足協(xié)力不超出彈簧評量程及橡皮條形變不超出彈性程度條件下，應(yīng)使拉力盡可能大一些，以減小誤差。（4）畫力圖示時，應(yīng)選定恰當(dāng)單位長度作為標(biāo)度；作力合成圖時，應(yīng)盡可能將圖畫得大一些，但也不要太大而畫出紙外，要嚴(yán)格按力圖示要求和幾何作圖法作出協(xié)力。（5）由作圖法得到F和實際測量得到F′不可能完全符合，但在誤差允許范圍內(nèi)能夠認(rèn)為F與F′符合即可。第17頁測力計能夠只用一個，分別測出兩個分力，即使操作較麻煩，但可防止兩個測力計不一致性帶來誤差。第18頁本試驗誤差主要起源有：①用兩個測力計拉橡皮條時，橡皮條、細(xì)繩和測力計不在同一個平面內(nèi)，這么兩個測力計水平分力實際合力比由作圖法得到協(xié)力小。②結(jié)點O位置和兩個測力計方向畫得不準(zhǔn)，造成作圖誤差。③兩個分力起始夾角a太大，如大于120°，再重做兩次試驗，為確保結(jié)點O位置不變（即確保協(xié)力不變），則a改變范圍不大，因而測力計示數(shù)改變不顯著，讀數(shù)誤差大。④作圖百分比不恰當(dāng)造成作圖誤差。第19頁試驗中易混同是：量角器測量F′與F偏角θ與不需測量F1與F2夾角a。易錯是：由作圖法得到協(xié)力F和單個測力計測量實際協(xié)力F′錯亂。易忘是：忘記檢驗測力計零點，忘了記下用一個彈簧秤測量實際協(xié)力F′大小和方向第20頁試驗變通在驗證兩個互成角度共點力合成遵從平行四邊形定則試驗中，只用一個測力計，其它器材不變，請敘述試驗步驟和方法。第21頁（1）在《互成角度兩個共點力合成》試驗中，用A、B兩只彈簧秤把結(jié)點拉到某一位置O，這時兩繩套AO、BO夾角∠AOB<90°，如圖所表示，現(xiàn)改變彈簧秤A拉力方向而不改變拉力大小，使a角減小，那么要使結(jié)點仍被拉到O點就應(yīng)調(diào)整彈簧秤B拉力大小及β角，則以下調(diào)整方法可行是[

]A.增大彈簧秤B拉力同時增大β角B.增大彈簧秤B拉力同時保持β角不變C.保持B拉力大小不變，增大β角D.增大B拉力同時減小β角第22頁OA第23頁將下述試驗步驟按正確次序用字排列應(yīng)是____A、在白紙上按百分比做出兩個力F1和F2圖示，依據(jù)平行四邊形法則作圖求出協(xié)力F．B、只用一只測力計，經(jīng)過細(xì)繩把橡皮條結(jié)點拉到一樣位置．C、記下兩測力計讀數(shù)，描出兩測力計方向．D、在水平放置木板上，墊一張白紙，把橡皮條一端固定在板上A點，用兩條細(xì)繩連接在橡皮條另一端，經(jīng)過細(xì)繩同時用兩個測力計互成角度地拉橡皮條，使橡皮條與細(xì)繩連接點抵達(dá)某一位置，并記下此位置．E、記下測力計讀數(shù)F和細(xì)繩方向，按同一百分比做出這個力圖示．比較這個實測力和按平行四邊形定則求出協(xié)力F，看它們大小和方向是否相同．F、改變兩測力計拉力大小和方向，重做兩次試驗，從試驗得出結(jié)論．第24頁試驗四：驗證牛頓運(yùn)動定律

1．原理：原理圖第25頁①、保持車質(zhì)量不變,改變車所受合外力大小（改變砂質(zhì)量）。用打點計時器打出紙帶,求出加速度,用圖象法驗證物體運(yùn)動加速度是否正比于物體所受到合外力。②、保持砂子質(zhì)量不變,改變研究對象質(zhì)量。利用打點計時器打出紙帶,求出運(yùn)動物體加速度,用圖象法驗證物體加速度是否反比于物體質(zhì)量。原理圖第26頁

適當(dāng)墊高長木板不帶滑輪一端，使小車剛好勻速下滑。

依據(jù)牛頓第二定律：整體：mg=（M+m）a

小車：T=Ma=當(dāng)m《M時,即小車合外力近似為砂和砂桶重力mg。平衡摩擦力：用細(xì)繩將砂桶(質(zhì)量為m)和小車連成一個整體，連接體做勻加速直線運(yùn)動。第27頁2．試驗條件:平衡摩擦力：把長木板不帶滑輪一端適當(dāng)墊高,使小車不受牽引力時,小車剛好沿斜軌勻速下滑。本試驗全過程無須再平衡摩擦力。m《M

只有小車和碼砝質(zhì)量之和（M）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砂和砂桶總質(zhì)量(m)時,小車協(xié)力才近似等于砂和砂桶重力mg.3．試驗器材：

打點計時器、低壓交流電源、刻度尺、紙帶、復(fù)寫紙、導(dǎo)線、附有滑輪長木板、天平、砂和砂桶、小車、若干砝碼。第28頁4．主要測量量：小車質(zhì)量(包含砝碼)M；砂和砂桶總持量m；紙帶上相鄰計數(shù)點間位移S1、S2、S35．?dāng)?shù)據(jù)處理：

逐差法求加速度:（同上）第29頁6.[試驗步驟]①、用天平測出車和桶質(zhì)量M和M‘。在車上加砝碼,在桶內(nèi)放入適量砂,使桶和砂總質(zhì)量遠(yuǎn)小于車和砝碼總質(zhì)量記下砝碼和砂質(zhì)量m和m'。②、安裝好試驗裝置。③、平衡車和紙帶受摩擦力:在長木板不帶定滑輪一端下墊一塊木板,重復(fù)移動木板位置,直到車在斜面上運(yùn)動時可保持勻速直線運(yùn)動,這時車拖著紙帶運(yùn)動時所受阻力恰與車所受到重力在斜面方向上分量平衡。④、把細(xì)繩系在小車上,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。取下紙帶在紙帶上標(biāo)上紙帶號碼。⑤、保持車質(zhì)量不變,經(jīng)過改變砂桶質(zhì)量而改變車所受到牽引力,再做幾次試驗。第30頁⑥、在每條紙帶上選取一段比較理想部分,測量各計數(shù)點間距離Sn,利用公式Δs＝aT2,算出各條紙帶所對應(yīng)小車加速度。⑦、依據(jù)試驗結(jié)果畫出車運(yùn)動a─F圖線,如圖線是過原點傾斜直線,則證實物體運(yùn)動加速度a和合外力大小成正比。⑧、保持砂子和小桶質(zhì)量不變,在小車上加放砝碼,重復(fù)上面試驗⑨、依據(jù)試驗結(jié)果畫出小車運(yùn)動時a---圖線,假如圖線是過原點傾斜直線,則證實物體運(yùn)動加速度a和物體質(zhì)量大小成反比。第31頁7．試驗結(jié)果分析：圖線法：M一定時，a—F圖線；F一定時，a—圖線。本試驗畫出圖線可能有四種情況：8．易錯點:a．平衡摩擦力時，應(yīng)取下砂和砂桶，使細(xì)線不受拉力。

b．試驗前要調(diào)整滑輪高度使拉小車細(xì)線與木板平行。

c．摩擦力一但平衡后，木板傾角不變。第32頁1.[試驗思索題]1在驗證牛頓第二定律試驗中，平衡摩擦力時A不能將裝砂子小桶用細(xì)繩經(jīng)過滑輪系在小車上B小車后紙帶必須連好，但打點計時器能夠不打點C應(yīng)使打點計時器打在紙帶上相鄰點跡間距離相等D每次改變小車質(zhì)量，必須再次平衡摩擦力第33頁[A、C、D]2.在做驗證牛頓第二定律試驗時A.應(yīng)該使砂子和小桶總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和砝碼總質(zhì)量，以減小試驗誤差B.可用天平測得小桶和砂總質(zhì)量m，小車和砝碼總質(zhì)量M,依據(jù)公式，求出小車加速度C.處理試驗數(shù)據(jù)時采取描點法畫圖象，是為了減小誤差D.處理試驗數(shù)據(jù)時采取圖象，是為了便于依據(jù)圖線直接地作出判斷第34頁3、某學(xué)生在做驗證牛頓第二定律試驗中，測得小車加速度a和拉力F數(shù)據(jù)以下表所表示

依據(jù)表中數(shù)據(jù)在右圖中作出a-F圖線圖線在F軸上截距物理意義是。圖線斜率物理意義是。F（N）0.20.30.40.5a(m/S2)0.10.210.290.4車受滑動摩擦力小車和砝碼總質(zhì)量倒數(shù)第35頁4、做驗證牛頓第二定律試驗中，因為沒有考慮砂桶質(zhì)量，結(jié)果圖象應(yīng)該是哪一幅？

[D]第36頁5.在做驗證牛頓第二定律試驗時，某學(xué)生將實驗裝置按如圖安裝，而后就接通電源開始做試驗他有三個顯著錯誤：（1）