匀变速直线运动实验和牛顿运动定律实验

..课题匀变速直线运动实验和牛顿运动定律实验教学目标与考点分析了解并掌握匀变速直线运动实验的步骤方法了解并掌握牛顿运动定律实验的步骤方法会分析各种图像主要考查实验步骤,注意事项,及根据纸带求瞬时速度,加速度教学重点难点根据纸带求出瞬时速度和加速度,学会分析图像问题教学方法结合具体的实验讲解教学过程备注课前热身让学生在回顾旧知识的同时,尽快的进入上课状态,方便课堂的顺利进行。二二、内容讲解：〔一匀变速直线运动实验知识点例题〔二牛顿第二定律实验实验步骤注意事项四三、课堂小结。五四、作业布置。教学反思三、本次课后作业：四、学生对于本次课的评价：○特别满意○满意○一般○差学生签字：五、教师评定：1、学生上次作业评价：○非常好○好○一般○需要优化2、学生本次上课情况评价：○非常好○好○一般○需要优化教师签字：实验：研究匀变速直线运动〔一实验目的①通过打点计时器打出的纸带研究物体的运动情况；②能根据纸带判断物体是否做匀变速直线运动；③测定物体运动的加速度、求某时刻的速度〔二实验原理测定物体做匀变速直线运动最基本的是测出位移和时间的关系,运用匀变速直线运动的规律,对纸带数据进行处理．纸带纸带打点计时器图1器材：小车,细绳,钩码,一端附有定滑轮的长木板,打点计时器,低压交流电源,导线,纸带,米尺,细绳,复写纸片．装置：按图1所示安装实验仪器,让带有纸带的小车在重物的拉动下运动,分析实验所得的纸带．〔四注意事项①开始要把小车停在靠近打点计时器处,再让小车运动,以便在纸带上打下足够多的点．②先接通电源再放开小车．③选择点迹清晰的纸带,在纸带上选择点间间隔较大的一段内的点作为计数点,并做好标记供分析用．④将纸带平放在水平桌面上,用米尺测量任一计数点到基准点间的距离并做好记录,不要分段测量．⑤小车的加速度宜适当大些,可以减小长度测量误差,一般能在约50cm的纸带上清楚取7-8个计数点为宜．⑥纸带运动时要保持纸带的平直,减小纸带与打点计时器限位孔的摩擦．〔五数据处理方法①纸带选择：从打点计时器重复打下的多条纸带中选点迹清楚的一条,舍掉开始比较密集的点迹,从便于测量的地方取一个开始点O作为基准点,然后每5个点取一个计数点A、B、C、…〔或者说每隔4个点取一个记数点,这样做的好处是相邻记数点间的时间间隔是0.1s,便于计算．测出相邻计数点间的距离s1、s2、s3…②判断物体运动的性质：利用s1、s2、s3…可以计算相邻相等时间内的位移差s2-s1、s3-s2、s4-s3…,如果各Δs的差值不等于零且在5%以内,可认为它们是相等的,则可以判定被测物体的运动是匀变速直线运动．③求被测物体在任一计数点对应时刻的瞬时速度v：应用做匀变速直线运动的物体某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度．如④求被测物体的加速度有3种方法：方法1："逐差法"．从纸带上得到6个相邻相等时间内的位移,则.方法2：利用任意两段相邻记数点间的位移求加速度,最后取平均值．如方法3、利用v-t图象求加速度．求出A、B、C、D、E、F各点的即时速度,画出如图1-5-2所示的v-t图线,图线的斜率就是加速度a．实验：验证牛顿运动定律〔一实验目的验证牛顿第二定律,即物体的质量一定时,加速度与作用力成正比；作用力一定时,加速度与质量成反比。〔二实验原理1．如图所示装置,采用控制变量法研究上述两组的关系．2．保持小车质量不变,改变小桶内砂的质量,从而改变细线对小车的牵引力,测出小车的对应加速度,作出加速度和力的关系图线,验证加速度是否与外力成正比。3．保持小桶和砂的质量不变,在小车上加减砝码,改变小车的质量,测出小车的对应加速度,作出加速度和质量倒数的关系图线,验证加速度是否与质量成反比。〔三实验器材小车,砝码,小桶,砂,细线,附有定滑轮的长木板,垫木,打点计时器,低压交流电源,导线两根,纸带,托盘天平及砝码,米尺。〔四实验步骤1．用天平测出小车和小桶的质量M和M',把数据记录下来。2．按如图装置把实验器材安装好,只是不把挂小桶用的细线系在小车上,即不给小车加牵引力。3．平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫木,反复移动垫木的位置,直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态〔可以从纸带上打的点是否均匀来判断。4．在小车上加放砝码,小桶里放入适量的砂,把砝码和砂的质量m和m'记录下来。把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶,接通电源,放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,取下纸带,在纸带上写上编号。5．保持小车的质量不变,改变砂的质量〔要用天平称量,按步骤4再做5次实验。6．算出每条纸带对应的加速度的值。7．用纵坐标表示加速度a,横坐标表示作用力,即砂和桶的总重力<M'+m'>g,根据实验结果在坐标平面上描出相应的点,作图线。若图线为一条过原点的直线,就证明了研究对象质量不变时其加速度与它所受作用力成正比。8．保持砂和小桶的质量不变,在小车上加放砝码,重复上面的实验,并做好记录,求出相应的加速度,用纵坐标表示加速度a,横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数,在坐标平面上根据实验结果描出相应的点并作图线,若图线为一条过原点的直线,就证明了研究对象所受作用力不变时其加速度与它的质量成反比。〔五注意事项1．利用砂及砂桶通过细线牵引小车做加速运动的方法,通过适当的调节,使小车所受的阻力忽略,当M和m做加速运动时,可以得到系统的加速度：,则绳子的拉力为：,由此可以看到,当M>>m时,可近似认为小车所受的拉力T等于mg。在实际操作中,砂和小桶的总质量不要超过小车和砝码的总质量的。2．在平衡摩擦力时,不要悬挂小桶,但小车应连着纸带且接通电源。用手轻推小车,如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的,表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。同时每次改变m和M时,不用再重复平衡摩擦力．3．作图时应该使所作的直线通过尽可能多的点,不在直线上的点也要尽可能对称地分布在直线的两侧,但如遇个别特别偏离的点可舍去。4．改变m和M的大小时,每次小车开始释放时应尽量靠近打点计时器,而且先接通电源再释放小车．例一：图13是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。①已知打点计时器电源频率为50Hz,则纸带上打相邻两点的时间间隔为_________。②ABCD是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出。从图13中读出A、B两点间距s=__________；C点对应的速度是________<计算结果保留三位有效数字>。例二：图14是"研究匀变速直线运动"实验中获得的一条纸带,O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点,加速度大小用a表示。①OD间的距离为________cm。②图15是根据实验数据绘出的s-t2图线〔s为各计数点至同一起点的距离,斜率表示________,其中a的大小为________m/s2〔保留三位有效数字。例三：研究小车匀变速直线运动的实验装置如图16〔a所示其中斜面倾角θ可调,打点计时器的工作频率为50HZ,纸带上计数点的间距如图16〔b所示,其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。部分实验步骤如下：测量完毕,关闭电源,取出纸带,接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车,将小车依靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连,把打点计时器固定在平板上,让纸穿过限位孔。上述实验步骤的正确顺序是：_______〔用字母填写图16〔b中标出的相邻两计数点的时间间隔T=s计数点5对应的瞬时速度大小计算式为V5=________为了充分利用记录数据,减小误差,小车加速度大小的计算式应为a=_______________________作业：1.用如图〔甲所示的实验装置来年验证牛顿第二定律,为消除摩擦力的影响,实验前必须平衡摩擦力.〔1某同学平衡摩擦力时是这样操作的：将小车静止地放在水平长木板上,把木板不带滑轮的一端慢慢垫高,如图〔乙,直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止。请问这位同学的操作是否正确？如果不正确,应当如何进行？答：.〔2如果这位同学先如〔1中的操作,然后不断改变对小车的拉力F,他得到M〔小车质量保持不变情况下的a—F图线是下图中的____