适用年级: 高三 ,所需课时: 1课时 。
作者姓名: 王佳刚 、单位: 枣庄三中西校 、
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| 专题五 | 1.5匀变速直线运动的加速度测定 | ||||||
| 所需课时 | 1课时 | ||||||
| 专题5概述 | |||||||
| 本专题的内容,加速度的内容已在本章第2节中出现,这是本章的重点和难点,学生不能直接地感觉出来抽象而难以接受安排本节的内容就是要将这一重点形象直观化,将这一难点分散到学生的具体动手操作中去,所以我设计本节教学内容的特点是教师讲授学生分组动手操作,师生共同探究“用打点计时器纸带的方法测量匀变速直线运动的加速度的大小”特点是教师动嘴,学生动手,师生互动探索发展科学的兴趣,发展学生的好奇心和求知欲 主要学习活动为: 活动1.梳理知识——总复习P19。 活动2.推导匀速运动学公式。 活动3.基本规律的应用——例1 学习成果: 1.熟练默写基本公式。 2.明确各量的含义和正方向的选取。 3.举例说明“逆向思维”的应用。 | |||||||
| 本专题学习目标 | |||||||
| 1、练习使用打点计时器,学会用打上点的纸带研究物体的运动。 2、掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法。 3、测定匀变速直线运动的加速度。 | |||||||
| 本专题问题设计 | 1. 匀变速直线运动的基本公式有哪些?你是怎样得到的? 2. 什么是“逆向思维”?实际中怎么灵活应用? | ||||||
| 所需教学材料和资源 | |||||||
| 信息化资源 | http://www.qikan.com.cn/Article/sltg/sltg200909/sltg20090917.html | ||||||
| 常规资源 | 高中物理总复习,课堂笔记。 | ||||||
| 教学支撑环境 | 具备上网及投影功能的多媒体教室或网络教室优盘等移动存储设备。 | ||||||
| 评价设计: | 1.通过填写梳理知识——总复习P19,检测目标1的达成(重点) 2.通过小组讨论,检测目标2的达成 3.通过总复习P10例1,检测目标3的达成 | ||||||
| 学习活动设计(针对该专题所选择的活动形式及过程) | 一、复习导入 完成:知识梳理——总复习P9 同学们讨论规律的来源?推导过程? 请思考:什么是“刹车陷阱”、“逆向思维”? 二、实验原理: 1、 打点计时器是一种使用交流电的计时仪器,它每隔0.02s打一次点,因此纸带上的点子就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置,研究纸带上点子之间的间隔,就可以了解物体运动的情况。 2、由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法:如图1所示,A、B、C、D、E为时间间隔相等的各计数点,s1、s2、s3、s4为相邻计数点间的距离,若△s=s2-s1=s3 -s2=…… =c(常数),即若连续相等的时间间隔内的位移差是恒量,则与纸带相连的物体的运动是匀变速直线运动。 3、由纸带求物体加速度的方法: ⑴用逐差法求加速度:即根据s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2(T为相邻两计数点间的时间间隔),求出 , , ,在计算出其平均值即为物体运动的加速度。 ⑵用V-t图像求物体的加速度:先根据 求出打第n点时纸带的即时速度,然后做出V-t图像,图线的斜率就是物体运动的加速度。 活动3. 实验步骤: 1、把一端附有定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,细绳跨过定滑轮,并在细绳的另一端挂上合适的钩码,试放手后,小车能在长木板上平稳地加速滑行一段距离。把纸带传过打点计时器,并把它的一端固定在小车的后面。 3、把小车停在靠近打点计时器处,接通电源,放开小车,让小车运动,打点计时器就在纸带上打下了一系列的点。取下纸带,换上新纸带,在重复实验三次。 4、从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开始的比较密集的点子,确定好计数始点,标明记数点,正确使用毫米刻度尺测量相邻记数点间的距离,并把结果填入表中。用逐差法求出加速度,最后求其平均值。还可用图像发求加速度:求出各点的即时速度,做出v-t图像,求出直线的斜率即为物体运动的加速度。 活动4. 注意事项: 1、小车的加速度应适当的大一,以能在纸带上长约为50㎝的范围内清楚的取7~8个计数点为宜。 2、要防止钩码落地和小车与滑轮相撞,打完点后及时断开电源。 3、每打好一条纸带,将定位轴上的复写纸换个位置,以保证打的点清楚。 4、应区别打点计时器打的点与人为选取的计数点(每5个点选取一个计数点)。选取的计数点不少于6个。 5、不要分段测量位移,应尽可能一次测量完毕,即统一测量各计数点到起点的距离。读数时应估读出毫米的下一位。 | ||||||
| 三、总结纸带分析常用方法及规律 活动5用打点计时器研究物体的运动规律是中学物理常用的方法,要探究物体运动规律,就要分析打出的纸带,纸带分析时要做的工作一般有: 1.判定物体的运动性质 (1)若纸带上各相邻点间距相等,则物体做匀速运动. (2)若相邻计数点时间间隔为T,计算各个连续相等时间内位移的差Δx,若Δx=aT2(恒量),则物体做匀变速直线运动. 2.某点瞬时速度的计算 根据在匀变速直线运动中,某段时间内的平均速度等于该段时间中点时刻的瞬时速度:vn=即n点的瞬时速度等于(n-1)点和(n+1)点间的平均速度. 3.加速度的计算 由于物体做匀变速运动,所以满足在连续相等的时间间隔内位移差相等,即Δx=aT2可得a=.但利用一个Δx求得的加速度偶然误差太大,为了减小实验中的偶然误差,分析纸带时,纸带上的各段位移最好都用上,方法如下: 四、练习题 A组(巩固基础) 1.根据打点计时器打出的纸带,可以从纸带上直接得到的物理量是( ) A 、位移 B、速度 C、加速度 D、平均速度 2.接通电源与释放纸带(或物体),这两个操作时刻的关系应当是( ) A.先接通电源,后释放纸带 B.先释放纸带,后接通电源 C.释放纸带的同时接通电源 D.先接通电源或先释放纸带都可以 3.在研究匀变速直线运动的实验中,算出小车经过各计数点的瞬时速度如下: 计数点序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| 计数点对应的时刻(s) | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 | 0.60 | |
| 通过计数点的速度(cm/s) | 44.0 | 62.0 | 81.0 | 100.0 | 110.0 | 168.0 | |
A.根据任意两计数点的速度用公式a=Δv/Δt算出加速度
B.根据实验数据画出v-t图,量出其倾角,由公式a=tanα求出加速度
C.根据实验数据画出v-t图,由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式a=Δv/Δt算出加速度
D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度
4.打点计时器打点的周期,决定于 ( )
A.交变电压的高低
B.交变电流的频率
C.永久磁铁的磁性强弱
D.纸带运动的快慢
B组(中等难度)
| 1.做匀变速直线运动的小车带动纸带通过打点计时器,打出的部分计数点如图所示.每相邻两点还有三个点未画出来,打点计时器使用的是50 Hz的低压交流电,求打点计时器打“2”时,小车的速度v2=_______ m/s,小车的加速度a=_______ m/s2.请你依据本实验原理推断第7记数点和第8记数点之间的距离大约是_______ m. | |
2.利用打点计时器研究匀变速直线运动,随着小车的运动,打点计时器在纸带上打下一系列的点,取A、B、C、D、E五个计数点,在两个相邻的计数点中还有4个点没有画出.测得的距离如图(单位为cm).则小车的加速度为_______ m/s2. | |
| 使用建议 | 一、成功之处: (1)课堂问题按逻辑关系展开 (2)学生活动设计丰富 (3)“伽利略为什么要做双斜面实验” (杭庆祥老师的文章见《物理教学》杂志2012年第5期)是本节的亮点。引导学生认识伽利略有关实验的科学思想和方法。 (4)评价设计先于教学活动设计。 二、遗憾之处: (1)学生的课堂实验器材不能人手一套。 (2)网络查询一部分同学要在课下进行,因为电脑不能人手一台。 三、设计意图说明: (1)教师设计学生活动时,往往不能下功夫。本案的活动设计可供参考。 (2)高中相比初中在思维方式上应该更深入,所以,把“伽利略为什么要做双斜面实验”做了一定的引导。 |