高中物理功的教案
發(fā)表時間:2020-08-14探究功與速度變化的關(guān)系。
7.6實驗:探究功與速度變化的關(guān)系學案(人教版必修2)
1.物體由于運動而具有的能稱為________,動能的大小與速度的大小有關(guān),速度越大,
動能________;通過做功能夠改變物體的動能,因此,對物體做功也就意味著物體的速
度發(fā)生________.
2.探究功與速度變化關(guān)系的思路:(1)使平板上的小車在力的作用下從________開始運
動,測量力的大小及小車______________________________,可以計算力做的功,改變
力的大小或小車運動的距離,也就改變了____________________.
(2)小車的速度可以由____________和紙帶測出.
(3)以________為縱坐標,以__________為橫坐標,作出圖線,由圖線特征了解兩者的定
量關(guān)系.
3.操作技巧:(1)平衡摩擦力.如果紙帶上打出的點距是______的,說明紙帶的運動是
勻速的,小車重力沿斜面方向的分力就剛好平衡了小車所受的摩擦力.
(2)選擇紙帶.對紙帶上的點進行分析,選擇相鄰距離基本________的若干個點作為小車
勻速運動階段的點,用這些點計算小車的速度.
4.數(shù)據(jù)處理:根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù),分別作出W-v圖線、W-1v圖線、W-v2圖線、
W-v3圖線…….如果哪一種圖線更接近于過原點的傾斜直線,功與速度的某相關(guān)量之間
可能就是一種________關(guān)系.
【概念規(guī)律練】
知識點一實驗原理
1.在本實驗中,我們并不需要測出橡皮筋做的功到底是多少,只需測出以后各次實驗時
橡皮筋對小車做的功是第一次實驗的多少倍,使用的方法是()
A.用同樣的力對小車作用,讓小車通過的距離為s、2s、3s…進行第1次,第2次,第
3次…實驗時,力對小車做的功就是W、2W、3W…
B.讓小車通過相同的距離,第1次力為F、第2次力為2F,第3次力為3F…實驗時,
力對小車做的功就是W、2W、3W…
C.選用同樣的橡皮筋,在實驗中每次橡皮筋拉伸的長度保持一致,當用1條、2條、3
條…同樣的橡皮筋進行第1次、第2次、第3次…實驗時,橡皮筋對小車做的功就是W、
2W、3W…
D.利用彈簧測力計測量對小車的拉力F,利用直尺測量小車在力的作用下移動的距離s,
便可求出每次實驗中力對小車做的功,可控制為W、2W、3W…
2.關(guān)于探究功與物體速度變化的關(guān)系實驗中,下列敘述正確的是()
A.每次實驗必須設法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值
B.每次實驗中,橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致
C.放小車的長木板應該盡量使其水平
D.先接通電源,再讓小車在橡皮筋的作用下彈出
知識點二實驗的注意事項
3.實驗時小車在運動中會受到阻力作用.在小車沿長木板滑行的過程中,除橡皮筋對其
做功外,還有阻力做功,這樣便會給實驗帶來誤差,我們在實驗中想到的辦法是使長木
板略為傾斜.對于長木板的傾斜程度,下列說法正確的是()
①木板只要稍微傾斜一下即可,沒有什么嚴格要求②木板的傾斜角度在理論上應滿足
以下條件,即重力使物體沿斜面下滑的分力應等于小車受到的阻力③如果小車在傾斜
的木板上做勻速運動,則木板的傾斜程度是符合要求的④其實木板不傾斜,問題也不
大,因為實驗總是存在誤差的
A.①②B.②③C.③④D.①④
【方法技巧練】
一、實驗數(shù)據(jù)的處理方法
4.某同學在探究功與物體速度變化的關(guān)系時得到了W與v的幾組數(shù)據(jù),請你對這些數(shù)
據(jù)進行處理,并確定W與v之間的關(guān)系(W1為物體速度由0.00變化到0.80m/s時所做的
功).
W/W10.001.002.003.004.005.006.00
v/(m/s)0.000.801.101.281.531.761.89
v2/(m2/s2)0.000.641.211.642.343.103.57
二、用其他方法探究功與速度變化的關(guān)系
5.質(zhì)量為1kg的重物自由下落,通過打點計時器在紙帶上記錄運動過程,打點計時器
所接電源為6V、50Hz的交流電源,如圖1所示,紙帶上O點為重物自由下落時紙帶打
點的起點,選取的計數(shù)點A、B、C、D、E、F、G依次間隔一個點(圖中未畫出),各計
數(shù)點與O點之間的距離依次為31.4、70.6、125.4、195.9、282.1、383.8、501.2,單位為
mm.則:
圖1
(1)求出B、C、D、E、F各點速度并填入下表;
計數(shù)點BCDEF
速度(ms-1)
(2)求出物體下落時從O點到圖中各點過程中重力所做的功,并填入下表;
計數(shù)點BCDEF
功(J)
(3)適當選擇坐標軸,在圖2中作出物體重力做的功與物體速度之間的關(guān)系圖象.圖中
縱坐標表示____________,橫坐標表示____________,由圖可得重力所做的功與
__________成________關(guān)系.
參考答案
課前預習練
1.動能越大變化
2.(1)靜止在力的作用下運動的距離力對小車做的功的大小(2)打點計時器(3)功W速度v
3.(1)均勻(2)相同
4.正比
課堂探究練
1.C[實驗中每次橡皮筋拉伸的長度保持一致,就可以保證每根橡皮筋所產(chǎn)生的拉力相等,且每次實驗時小車在力的方向上發(fā)生的位移相等,C正確.]
2.D[本實驗沒有必要測出橡皮筋做的功到底是多少焦耳,只要測出以后各次實驗時橡皮筋做的功是第一次實驗時的多少倍就已經(jīng)足夠了,A錯;每次實驗橡皮筋拉伸的長度必須保持一致,只有這樣才能保證以后各次實驗時,橡皮筋做的功是第一次實驗時的整數(shù)倍,B錯;小車運動中受到阻力,只有使木板傾斜到一定程度,才能減小誤差,C錯;實驗時,應該先接通電源,讓打點計時器開始工作,然后再讓小車在橡皮筋的作用下彈出,D正確.]
3.B[由動力學知識可以知道,要平衡摩擦力,就應使物體的重力沿斜面向下的分力等于物體受到的阻力,使小車能夠勻速運動.]
4.見解析
解析以W為縱坐標,v為橫坐標,作出W-v圖線(如圖甲).以W為縱坐標,v2為橫坐標,作出W-v2圖線(如圖乙).由圖象可看出:W∝v2.
方法總結(jié)用圖象分析兩個物理量間的關(guān)系很直觀,也很清晰,通過圖線的形狀確定W和v以及W和v2的關(guān)系.
5.(1)1.181.571.962.352.74
(2)0.691.231.922.763.76
(3)如圖所示
重力做的功WG物體速度的平方v2物體速度的平方v2正比
解析(1)各點速度由公式v=v=ΔxΔt,求出
vB=ACΔt=(125.4-31.4)×10-34×0.02m/s≈1.18m/s
同理vC≈1.57m/s,vD≈1.96m/s,vE≈2.35m/s,vF≈2.74m/s
(2)重力做的功由W=mgΔx求出
WB=mgOB=1×9.8×70.6×10-3J≈0.69J
同理WC≈1.23J,WD≈1.92J,WE≈2.76J,WF≈3.76J
相關(guān)閱讀
探究功與物體速度變化的關(guān)系
古人云,工欲善其事,必先利其器。作為高中教師就要好好準備好一份教案課件。教案可以讓上課時的教學氛圍非?;钴S,有效的提高課堂的教學效率。怎么才能讓高中教案寫的更加全面呢?為了讓您在使用時更加簡單方便,下面是小編整理的“探究功與物體速度變化的關(guān)系”,供大家參考,希望能幫助到有需要的朋友。
【學習目標】
1.知識與技能:通過本節(jié)課的學習,學會探究功與物體速度變化關(guān)系的方法。
2.過程與方法:通過本節(jié)課的學習,學會通過建立坐標系、描點、連線尋找一些量之間的變化關(guān)系。
3.情感、態(tài)度與價值觀:通過本節(jié)課的學習,感受探究過程中避繁就簡的方法選擇,培養(yǎng)學生的邏輯思維能力。
【重點】探究思路功與速度變化的關(guān)系
【難點】圖像法尋求功與速度變化的關(guān)系
【課前復習】前面學習了兩種功能關(guān)系:
①重力做功引起重力勢能的變化,并且確立了重力勢能的表達式。
②彈簧彈力做功引起彈性勢能的變化,并且確立了彈性勢能的表達式。
本節(jié)我們研究另一種功能關(guān)系即合力做功與動能的關(guān)系。
【--】
一、新課引入
問題一:動能的定義是什么?與什么物理量有關(guān)?
(引導學生回答:物體由于運動而具有的能量叫做動能;速度、質(zhì)量)
問題二:什么是合力的功?如何求合力的功?
(引導學生回答:物體所受合力做的功叫合力的功;若恒力做功用公式,若變力則不容易求)
問題三:探究合力的功與速度變化的關(guān)系,需要測量哪些物理量?采用什么實驗方法和器材?
(引導學生回答:需要測量速度、合力的功;測速度可用打點計時器。研究物理量之間的關(guān)系可以用半定量的方法,不需要測出具體值。同時引導學生思考,如何改變合力的功)
二、新課學習
1.學生閱讀教材P17-18頁,明確以下幾個問題。
(1)小車運動過程中受幾個力?為使橡皮筋的拉力充當合力,其他力應怎樣處理?
(重力、支持力、摩擦力、橡皮條的彈力;將其他力平衡掉。引導學生思考平衡摩擦力的方法)
(2)實驗中,是什么力對小車做功?小車做什么性質(zhì)的運動?初速度是多少,末速度如何求?
(引導學生回答:橡皮條的彈力做功;現(xiàn)時加速度逐漸減小的加速運動,后做勻速運動;初速設為零,末速可通過處理紙帶求得)
(3)如何處理實驗數(shù)據(jù),得到合力的功與速度變化的關(guān)系?
(引導學生回答:用圖像法處理實驗數(shù)據(jù),通過圖像可以直觀的看出物理量之間的關(guān)系)
2.探究過程
(1)學生合作按教材17頁圖5.6-1所示將器材連接好。
(2)先用一條橡皮筋做實驗,用打點計時器和紙帶測出小車的速度,設此時橡皮筋對小車做的功為,記入表格。
(3)用兩條橡皮筋做實驗,實驗中橡皮筋拉伸的長度與第一次相同,這樣橡皮筋對小車做的功為,測出小車的速度,記入表格。
(4)用三條、四條……橡皮筋做實驗,用同樣的方法測出功和速度,記入表格。
(5)建立直角坐標系,用縱坐標表示力對物體做的功,用橫坐標表示物體的速度或速度的平方,描點、連線,得出結(jié)論。
3.注意事項:根據(jù)實驗過程思考。
(1)如何平衡摩擦力,平衡到什么程度,如何驗證?
(讓木板有一個微小的傾角;使重力沿斜面向下的分力等于阻力;輕推小車使之勻速運動。)
(2)如何做到每根橡皮條的功都相等?
(使橡皮條完全相同,且伸長量也一樣。)
(3)思考紙帶上打點的分布情況,如何計算末速度?
(打點之間的距離先增大后不變,通過不變的點間距求末速度。)
(4)如何通過圖像處理數(shù)據(jù)?
(將圖像做成直線,有利于判斷物理量間的關(guān)系)
4.典型例題:
例1如圖所示,小車的運動情況可描述為、之間為_______運動,、之間為_______運動。
例2小車質(zhì)量,使用橡皮筋1~6根,每次實驗增加一根,實驗中、、的數(shù)據(jù)已填在表格中,試作出圖像。
0
0
0
1.00
0.80
0.64
2.00
1.10
1.21
3.00
1.28
1.64
4.00
1.53
2.34
5.00
1.76
3.10
6.00
1.89
3.57
【--說明】
探究性實驗是以獲取物理新知識為目的的教學方式,所以安排在學習新知識之前,這樣就比驗證性實驗的難度要大,其中難就難在要確立哪些物理量之間的關(guān)系上。學生需要在類比、推理的前提下,確立自己研究的課題和方法。
首先在老師所設置問題的引導下,逐步展現(xiàn)問題并思考實驗的大體方案。然后根據(jù)方案設計實驗步驟,并分析步驟中的注意事項,尤其是處理數(shù)據(jù)的方法,圖像法使物理量之間的關(guān)系直觀,好判斷。
“探究功與物體速度變化關(guān)系”教學設計
作為優(yōu)秀的教學工作者,在教學時能夠胸有成竹,作為高中教師就需要提前準備好適合自己的教案。教案可以保證學生們在上課時能夠更好的聽課,幫助高中教師在教學期間更好的掌握節(jié)奏。我們要如何寫好一份值得稱贊的高中教案呢?下面是小編精心為您整理的““探究功與物體速度變化關(guān)系”教學設計”,歡迎閱讀,希望您能夠喜歡并分享!
【教學目標】
一、知識與技能
1、鞏固用打點計時器和紙帶測量物體運動速度的方法。
2、為增強實驗的可靠性對實驗器材和方法實施控制的技能。
3、用圖像法處理數(shù)據(jù)的技能。
4、使用excel軟件處理數(shù)據(jù)的技能。
二、過程與方法
1、通過參與整個探究過程,體驗科學研究的方法和艱辛歷程。
2、通過解決變力做功問題,體會科學方法的精妙。
3、通過excel軟件的使用,再一次體會計算機技術(shù)在輔助實驗方面的巨大作用。
三、情感態(tài)度與價值觀
通過探究過程激發(fā)學生求知欲和學習興趣,享受成功的樂趣,體會物理學研究的科學性。
【教學重點】
1、再次體會功和能量變化關(guān)系。
2、實驗方案的制定和實施。
3、數(shù)據(jù)的圖像處理。
【教學難點】
1、橡皮筋的彈力做功的處理。
2、數(shù)據(jù)的處理。
【教學方法】
師生、生生討論互動的方法。
【教具準備】
長木板(側(cè)面分別釘上兩個釘子)、小車、打點計時器(包括紙帶、復寫紙、電源和導線)、橡皮筋若干條、直尺、計算機(裝有excel軟件)
【課時安排】
2課時(第一節(jié)設計實驗方案,第二節(jié)做實驗與處理數(shù)據(jù),得出結(jié)論)
【教學過程】
一、復習并引入新課
師提問:到現(xiàn)在為止,我們已經(jīng)定量研究了哪幾種能量?它們都是怎樣得出表達式的?它們與對應力的功有什么關(guān)系?
師:對于勢能的討論我們先告一段落,從本節(jié)課開始我們要討論動能,要得出動能的表達式和它滿足的規(guī)律。
師提問:第一節(jié)中是怎樣給動能下的定義?
師:動能是與物體的運動有關(guān)的能量,而且按照我們已經(jīng)使用過的研究思路,要得出動能的表達式,必然也是通過探究某個力的功得出,因此本節(jié)課就通過實驗探究功與物體速度變化的關(guān)系,今天我們一起討論建立實驗方案,下節(jié)課分組實驗。
板書:第6節(jié):探究功與物體速度變化關(guān)系
二、新課教學
師提問:我們得出重力勢能表達式是通過探究重力做功得出的,得出彈性勢能表達式是通過探究彈力做功得出的,那么標題中要探究的功是什么力的功?為什么?
教師引導他們說出理由,并由其他同學點評,最后形成統(tǒng)一認識:是合力功,因為合力決定了加速度,加速度是跟速度變化有關(guān)的。
師提問:求速度變化,要先測出速度,我們最熟悉的實驗室中測速度的方法是什么?
打點計時器
師提問:那么請設計出一個實驗方案,能夠探究合力的功與物體速度變化的關(guān)系,先說需要什么器材,在說明怎樣安裝器材。
經(jīng)過討論、歸納、整理得出如圖所示實驗方案。
師:下面我們分別解決以下幾個問題
教師板書:
怎樣求合力功
怎樣求速度改變量
師提問:怎樣求小車受的合力?
(1)引導出要甩掉摩擦力這個麻煩,只讓繩拉力為合外力,該怎么辦?逐步引導出平衡摩擦力,怎樣平衡,怎樣判斷出角度是否合適。
(2)拉力的大小怎么辦?是否就等于鉤碼重力,經(jīng)過討論或者推導證明得出拉力小于鉤碼重力,雖然可以計算出拉力大小,但為了減輕實驗負擔,就近似認為鉤碼重力等于繩子拉力,條件是鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量。
師提問:怎樣得出位移?
引導出在紙帶上確定始、末兩點,用尺子測量出位移大小。
師提問:怎樣確定始、末速度?
引導得出用中間時刻瞬時速度等于全程的平均速度得出。
師:剛才設計出的方案涉及到的問題我們在必修1中已經(jīng)解決,現(xiàn)在想用如圖所示的方案探究合力功與小車速度變化關(guān)系,以上問題如何解決?
(1)引導出為使橡皮筋拉力成為合力,平衡摩擦力的方法與前面一樣。
(2)拉力大小如何確定?有些學生指出皮筋的勁度可以測出,再由形變量得出拉力,再求合力,引導提問:目的是求拉力還是求拉力的功?發(fā)現(xiàn)拉力為變力,求功不好求。引導上節(jié)課彈簧彈力也是變力,但我們成功地求出了功,求皮筋這個變力的功能使用彈簧變力功的方法嗎?學生回答能用除以2求平均力或者分割、求和、逼近的微積分方法。教師引導提問:彈簧變力的功之所以能用上述方法是因為勁度k恒定,拉力F與形變量L成正比,或說拉力F隨形變量L的變化均勻增大,橡皮筋有這個特點嗎?即勁度k恒定不恒定?學生回答不出可引導:化學實驗中的膠皮管或者醫(yī)用膠皮管(靜脈取血)拉長后有什么變化?學生能回答出變細了,逐步引導出勁度系數(shù)變化了。
(3)拉力是變力,而且勁度系數(shù)也變,怎樣變也不知,彈簧變力功的方法用不了了(畫不出F-L圖像),那怎么求皮筋做的功?
由于教師一直在問怎樣求皮筋這個變力的功,學生的思維一定沿著要求出功的方向,因此至此陷入困境。
師:我們在探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系時用過一種方法,不需要求出加速度具體值,也不需要求出力的具體值,只要知道兩次實驗中力的比值和加速度的比值,就可以得出加速度與力的關(guān)系。現(xiàn)在我們要討論功與速度變化的關(guān)系,能用類似的辦法嗎?若學生仍沒有受到啟發(fā)?接著引導:非要算出功的具體值嗎?再用實物引導,展示并說明:“有許多條相同的橡皮筋”若學生還是不能提出正確方案,可以直接告知:“如果我們做兩次實驗,知道這兩次實驗中功的倍數(shù)關(guān)系,還知道兩次實驗中速度的倍數(shù)關(guān)系,不也可以看出功與速度變化的關(guān)系嗎?”進一步引導學生得出:“第一次用一條橡皮筋,第二次用兩條橡皮筋……”
師:這種巧妙的方法在物理學史上是有先例的……(用幾句話簡單介紹庫侖如何解決電量大小的問題的。)
師:功的問題已經(jīng)解決,那么初位置與初速度,末位置與末速度的問題呢?
師提問:還能不能從紙帶上任意找兩個點作為初、末位置呢?若學生做不出判斷可進一步問:關(guān)鍵是找到的這兩點的速度怎樣得出,還能用中間時刻瞬時速度等于全程的平均速度的方法得出嗎?學生很自然地發(fā)現(xiàn)是變加速,此法不通。再進一步問那應該怎樣選始末點,學生容易確定初始點選在頭一個點好,因為這樣初速為零,但對終了點不能確定,教師引導提問:小車加速過程中皮筋伸長量逐漸恢復,到原長后小車如何運動?學生容易答出勻速,紙帶上點間隔均勻,從而可用點間距除以時間間隔得到勻速速度,從而解決末速度問題(末位置無所謂,反正也用不上位移,關(guān)鍵是末速度)
師:解決了以上的實驗原理問題,在做實驗以前,大家再討論:為提高實驗的準確性,實驗中要注意什么?
學生發(fā)表許多意見,老師注意引導大家自評、互評得出大家都同意的幾點,如對橡皮筋的要求:各條橡皮筋保證完全一樣,且勁度系數(shù)適當,實驗時還不能超過彈性限度。對小車每次釋放的位置要一樣等。
師:若實驗總共做6次,得到(W、v1)(2W、v2)(3W、v3)……怎樣處理這些數(shù)據(jù),從而得到結(jié)論呢?
引導得出用圖像法好,可進一步問畫什么圖?學生很容易回答出W-v圖,追問若是直線是什么意思?W與v成正比。曲線是什么意思?學生幾乎都回答拋物線,得出W與v2正比(因為學生接觸過的曲線基本上只有拋物線,所以容易以偏蓋全)可直接告知曲線不一定都是拋物線,即W不一定與v2成正比,即由曲線是得不出結(jié)論的,引導出要多畫出幾種如W-v2關(guān)系圖,W-v3關(guān)系圖,W-關(guān)系圖等,用嘗試法尋找結(jié)論。
師:圖像自己用坐標紙畫嗎?學生容易得出用excel軟件,因為在必修1時用過,教師可用以前的數(shù)據(jù)組織學生復習用excel作圖的方法。
三、課堂小結(jié)
師:以上實驗的預習過程可以形成提綱式筆記
板書:
1、要探究的是合力的功與速度變化的關(guān)系
2、為使橡皮筋的力成為合力,要平衡掉摩擦力,怎樣平衡。
3、怎樣解決橡皮筋這個變力做功問題(k也變化),實驗中對橡皮筋有什么要求。
4、怎樣確定初位置與初速度和末速度
5、怎樣處理數(shù)據(jù)
師:究竟合力功與速度變化有什么關(guān)系,我們做完實驗后就會得出結(jié)論。
四、作業(yè)
思考:物體的速度變化量是僅跟合力功有關(guān)嗎?猜一猜可能還和什么有關(guān)?怎樣通過實驗驗證你的猜測?
5.6探究功與物體速度變化的關(guān)系公開課教案(新課標)
每個老師上課需要準備的東西是教案課件,規(guī)劃教案課件的時刻悄悄來臨了。是時候?qū)ψ约航贪刚n件工作做個新的規(guī)劃了,接下來的工作才會更順利!你們了解多少教案課件范文呢?考慮到您的需要,小編特地編輯了“5.6探究功與物體速度變化的關(guān)系公開課教案(新課標)”,希望對您的工作和生活有所幫助。
本教學案例是在公開課教學中使用過的,歡迎大家指正。
一、三維目標
1、知識與技能(1)會用打點計時器打下的紙帶計算物體運動的速度;(2)知道功與物體速度平方的變化成正比關(guān)系;(3)學習利用物理圖象探究功與物體速度變化的關(guān)系。
2、過程與方法(1)初步了解探究兩個不成正比變化關(guān)系的物理量的基本程序和方法;(2)探究力做的功與物體速度變化的關(guān)系,體驗探究過程和物理學的研究方法。
3、情感態(tài)度與價值觀(1)體驗探究的困難,享受成功的樂趣,激發(fā)學習的興趣;(2)培養(yǎng)交流合作的意識和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。
二、教學重點、難點
1、重點:學習探究功與物體速度變化關(guān)系的物理方法,并會利用圖象處理數(shù)據(jù);
2、難點:(1)實驗數(shù)據(jù)的處理方法——圖象法;(2)復雜問題的轉(zhuǎn)化方法。
三、教學用具
彈弓一只、小紙團若干個、長木板(帶墊木)、小車、電火花打點計時器、刻度尺、紙帶、橡皮筋
四、教學過程設計
(一)引入新課課件投影彈弓圖片,展示彈弓實物。引導學生回憶兒時的游戲,教師再通過演示重現(xiàn)“玩彈弓”的有趣活動。
提問問題:是什么原因使小紙團的速度發(fā)生了變化?(答:被拉伸的橡皮筋產(chǎn)生彈力,彈力對小紙團做功,使小紙團的速度發(fā)生了變化)
教師評價學生的答案,提出本節(jié)課的實驗探究課題:探究功與物體速度變化的關(guān)系。
(二)提出問題,設計實驗提出問題:我們怎樣去探究功與物體速度變化的關(guān)系呢?(讓學生相互交流討論,初步形成實驗方案)
評價學生提出的不同實驗方案,肯定優(yōu)點,改進不足,并逐步形成課本上的實驗方案。(稍后,課件展示本節(jié)實驗器材)
讓學生討論課本實驗方案并思考:1、橡皮筋彈力對小車做功的大小與哪些因素有關(guān)?2、為什么要通過改變橡皮筋條數(shù)來改變彈力對小車做的功?3、如何測定小車的速度?該選用哪些點跡來測定小車的速度,為什么?4、小車在運動過程中所受的摩擦力對速度的影響怎樣消除?
(三)實驗操作與數(shù)據(jù)收集1、指導學生進行實驗操作,設計實驗數(shù)據(jù)表格,收集整理實驗數(shù)據(jù)(實驗步驟略)
2、實驗操作注意事項:(1)適度平衡小車受到的摩擦力;(2)每次實驗小車都要從同一位置由靜止開始運動;(3)橡皮筋的拉伸長度要適度;(4)使小車掛住橡皮筋的中點,放正小車,使小車沿木板的中間線運動。
(四)分析與論證1、教師指導學生對采集的數(shù)據(jù)進行分析處理(可以讓學生充分交流、討論,選用各種方法對數(shù)據(jù)進行處理,以發(fā)現(xiàn)規(guī)律,得出結(jié)論。2、通過對照、計算可以知道:力對小車做功越多,小車獲得的速度越大。3、有沒有更直觀的處理方法嗎——圖象法。(1)功——速度圖象:所得圖象是一條曲線,不能直接確定功與速度變化的關(guān)系。(2)功——速度平方圖象:啟發(fā)、引導學生大膽猜測,分別作出圖象,確定功與物體速度變化的關(guān)系。4、結(jié)論:力對物體做的功與物體速度平方的變化成正比。
(五)課堂小結(jié)總結(jié)本節(jié)探究課的實施過程,突出方法與過程的重要性。
附:板書設計
探究功與物體速度變化的關(guān)系
一、實驗探究
1、探究功與物體速度變化的關(guān)系
2、探究功與物體速度平方變化的關(guān)系
二、實驗結(jié)論
結(jié)論:力對物體做的功與物體速度平方的變化成正比。
探究小車速度隨時間變化的關(guān)系
第二章勻變速直線運動的研究
本章設計
本章是在學習了描述物體運動的幾個物理量:位移、速度、加速度等概念的基礎(chǔ)上,用實驗探究的方法,具體研究一種最簡單的變速運動——勻變速直線運動的規(guī)律.這種研究不是從抽象的概念出發(fā),而是讓學生探究小車在重物牽引下做的變速運動,學生觀察、記錄小車的速度隨時間變化情況.從這個實例出發(fā),教材引導我們研究勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系和位移與時間的關(guān)系以及速度與位移的關(guān)系.最后研究一種簡單的勻加速直線運動,即常見的自由落體運動,領(lǐng)會伽利略對自由落體運動的研究方法對近代科學的影響.
本章的特點是概念多、公式多和規(guī)律多.要教給學生在學習中不能死記硬背這些概念、公式和規(guī)律,重要的是領(lǐng)會概念的實質(zhì)和把握公式規(guī)律的來龍去脈.如:對勻變速直線運動規(guī)律和概念的矢量性的掌握.要列舉一些具體實例,通過對實際物理現(xiàn)象的分析、物理情景的構(gòu)建和物理過程的認識,逐漸掌握物理規(guī)律,這樣學到的知識將不再是枯燥生硬的結(jié)論.在掌握相關(guān)規(guī)律的同時,通過對某些推論的導出過程,體驗物理規(guī)律“條件”的意義和重要性,明確很多規(guī)律都是有條件的,科學的推理也有條件性.
本章不僅要求理解勻變速直線運動的規(guī)律,會在實際問題中應用規(guī)律,還要求我們要重視運動規(guī)律與學生生活、現(xiàn)代社會及科學發(fā)展的聯(lián)系.鼓勵學生大膽實驗,激發(fā)探究的興趣,經(jīng)過思考討論的過程,逐步培養(yǎng)學生的科學探究能力,形成嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度.在研究勻變速直線運動中速度與時間的關(guān)系、位移與時間的關(guān)系時,體會公式表述和圖象表述的優(yōu)越性,為進一步應用規(guī)律奠定基礎(chǔ),體會數(shù)學在處理問題中的重要性.通過史實了解伽利略研究自由落體所用的實驗和推論方法,體會科學推理的重要性,提高自己的科學推理能力.
在本章教學過程中,要教給學生養(yǎng)成根據(jù)題意畫出物體運動示意圖的習慣,畫圖可使運動過程直觀、清晰,便于分析研究.由于本章公式較多,且各公式間有相互聯(lián)系,因此,本章的題目??梢活}多解.解題時要思路開闊,聯(lián)想比較,篩選最簡捷的解題方案.解題時除采用常規(guī)的解析法外,圖象法、比例法、極值法、逆向轉(zhuǎn)換法(如將一勻減速直線運動視為反向的勻加速直線運動等)等也是本章解題中常用的方法.
本章共六節(jié),建議用9課時.各節(jié)課時建議安排如下:
1實驗:探究小車速度隨時間變化的規(guī)律2課時
2勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系2課時
3勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系1課時
4勻變速直線運動的位移與速度的關(guān)系1課時
5自由落體運動2課時
6伽利略對自由落體運動的研究1課時
1實驗:探究小車速度隨時間變化的規(guī)律
整體設計
本節(jié)是個學生實驗,用打點計時器研究小車在重物牽引下的運動,探究小車的運動特點和規(guī)律.教學的核心是引導學生實際研究小車在運動中速度隨時間變化的規(guī)律,目的是讓學生通過科學探究活動來完成.通過實驗探索過程,體驗運動規(guī)律探索的方法.小車在重物牽引下運動看似簡單,但就其研究問題的過程和方法是具有基礎(chǔ)性和典型性的.重視獲取知識的過程,讓學生體驗一種從實驗研究中獲取數(shù)據(jù),作出圖象,分析圖象,尋找規(guī)律的科學思維方法和能力.這種科學思維方法貫穿整個物理實驗,因此教學中必須讓學生親自動手做實驗.教材設計這個學生實驗為一節(jié),建議用2課時完成.
教學重點
1.由實驗數(shù)據(jù)得出v-t圖象.
2.由v-t圖象得出小車的速度隨時間變化的規(guī)律.
教學難點
1.實驗探究過程注意事項.
2.實驗數(shù)據(jù)的處理.
課時安排
2課時
三維目標
知識與技能
1.根據(jù)相關(guān)實驗器材,設計實驗并熟練操作.會運用已學知識處理紙帶,求各點瞬時速度.
2.會用表格法處理數(shù)據(jù),并合理猜想.巧用v-t圖象處理數(shù)據(jù),觀察規(guī)律.
3.掌握畫圖象的一般方法,并能用簡潔語言進行闡述.
過程與方法
1.初步學習根據(jù)實驗要求設計實驗、完成某種規(guī)律的探究方法.對打出的紙帶,會用近似的方法得出各點瞬時速度.
2.初步學會根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進行猜測、探究、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的探究方法.
3.認識數(shù)學化繁為簡的工具作用,直觀地運用物理圖象展現(xiàn)規(guī)律,驗證規(guī)律.
情感態(tài)度與價值觀
1.通過對小車運動的設計,培養(yǎng)積極主動思考問題的習慣,并鍛煉思考的全面性、準確性與邏輯性.
2.通過對紙帶的處理、實驗數(shù)據(jù)的圖象展現(xiàn),培養(yǎng)實事求是的科學態(tài)度,能靈活地運用科學方法來研究問題、解決問題,提高創(chuàng)新意識.
課前準備
打點計時器、低壓交流電源、導線、紙帶、帶滑輪的長木板、小車、鉤碼、細線、復寫紙片、刻度尺.
教學過程
導入新課
情景導入
放眼所見,物體的運動規(guī)律各不相同.如圖2-1-1,飛機著陸時的運動,火車出站時的運動,鳥兒在空中飛行……這些物體遵循什么樣的運動規(guī)律?
圖2-1-1
速度是描述物體運動快慢的物理量,用它可以描述物體的具體運動情況,我們可以通過機動車的速度計得知機車某時刻的速度大小.在實驗中怎樣才能得知各個時刻物體運動速度的大小呢?通過本節(jié)課的學習我們將知道怎樣解決這一問題.
案例導入
我們利用課余時間自己想辦法探究物體的運動規(guī)律.小明同學利用頻閃相機在公路旁拍攝了摩托車運動的情景,他拍攝的照片如圖2-1-2所示:
圖2-1-2
你能根據(jù)照片分析出摩托車的運動情況嗎?你分析的依據(jù)是什么?
復習導入
(展示課件)打點計時器的構(gòu)造如圖2-1-3.
圖2-1-3
復習舊知:1.打點計時器的構(gòu)造及工作原理.
2.瞬時速度的測量:時間比較短時,可用紙帶上與待測點相鄰的兩點的平均速度來表示待測點的瞬時速度.
3.用v-t圖象進行實驗數(shù)據(jù)分析.
本節(jié)課我們將利用打點計時器來探究小車速度隨時間變化的規(guī)律.
推進新課
一、進行實驗
要探究一個物體的速度隨時間變化的規(guī)律,必須知道物體在一系列不同時刻的速度.直接測量瞬時速度是比較困難的,本實驗中我們用打點計時器先記錄物體在不同時刻的位置,再通過對紙帶的分析,計算得到各個時刻的瞬時速度.
問題探究
問題1:如果探究得到小車在砝碼拉動下在平直的長木板上運動,紙帶上打出的點與點的間隔距離近似相等,那么小車做什么運動?
結(jié)論猜想:紙帶上相鄰點間的時間間隔相同,而點與點間的距離近似相等,則小車做勻速直線運動.
問題2:在探究小車帶動紙帶運動時,紙帶上的點與點間的距離不等,那么小車做什么運動?
結(jié)論猜想:紙帶上點與點間的距離不相等,說明相同時間內(nèi)位移不相等,小車做變速運動.
點評:通過探究這兩個問題,培養(yǎng)學生利用所學物理知識大膽猜想的良好科學品質(zhì),通過回答問題提高學生語言概括表達能力.若要了解做變速運動小車的速度與時間的變化規(guī)律,就必須求出打每一個點時的速度.速度求出來了,由加速度定義式a=便可求出相鄰兩點間運動時的加速度,便可看出運動過程中加速度是否變化,這些問題需要我們先進行完實驗才能處理.
1.實驗目的
探究小車速度隨時間變化規(guī)律.
2.實驗器材
①附有滑輪的長木板②小車③帶小鉤的細線④25g的鉤碼3個,也可以用50g的鉤碼或用沙子和小桶代替鉤碼,用彈簧秤或天平稱量⑤打點計時器⑥紙帶⑦刻度尺
⑧學生電源、導線
3.實驗原理
把紙帶跟運動的物體連接在一起,并穿過打點計時器.這樣紙帶上的點不但記錄了物體的運動時間,而且相應地表示運動物體在不同時刻的位置.研究這些點的情況,就可以了解物體的運動情況.
問題探究
小明與他的同伴在做探究小車速度隨時間變化的規(guī)律的實驗時,由于他的同伴不太明確該實驗的目的及原理,他從實驗室里借取了如下器材:①打點計時器;②天平;③低壓直流電源;④細繩;⑤紙帶;⑥小車;⑦鉤碼;⑧秒表;⑨一端附有定滑輪的長木板.
小明看后覺得不妥,讓我們共同討論一下,哪些器材必須使用,哪些多余,還缺少什么器材.
交流討論:1.打點計時器是一種計時儀器,因此不需要秒表來測時間,故⑧多余.
2.打點計時器使用低壓交流電源,因此③低壓直流電源多余,然后,器材中沒有低壓交流電源,故缺少低壓交流電源.
3.該實驗不需要測量小車或鉤碼的質(zhì)量,故②天平多余.
結(jié)論:必須使用的器材有:①④⑤⑥⑦⑨
多余的器材有:②③
缺少的器材有:低壓交流電源.
方法小結(jié):實驗器材的選取不能死記硬背,在記憶時要結(jié)合實驗目的和實驗過程.
4.實驗步驟
(1)如圖2-1-4所示,把附有滑輪的長木板平放在實驗桌上,并使滑輪伸出桌面,把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端,連接好電路.
圖2-1-4
(2)把一條細繩拴在小車上,使細繩跨過滑輪,下邊掛上合適的鉤碼,放手后,看小車能否在木板上平衡地加速滑行,然后把紙帶穿過打點計時器,并把紙帶的一端固定在小車的后面.
(3)把小車停在打點計時器處,先接通電源,后釋放小車,讓小車拖著紙帶運動,打點計時器就在紙帶上打下一列小點,再按同樣的方法(不改變鉤碼)打出兩條紙帶.從這三條紙帶中選用一條點跡清晰的,計為紙帶Ⅰ.
(4)增加一個鉤碼,按上述方法打出紙帶Ⅱ.
(5)在打紙帶Ⅰ的基礎(chǔ)上減少一個鉤碼,仍按上述方法打出紙帶Ⅲ.
(6)整理器材.
課堂訓練
在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中,小明與他同伴操作中有以下實驗步驟,其中有錯誤或遺漏的步驟有(遺漏步驟可編上序號G、H……)_______________________.
A.拉住紙帶,將小車移至靠近打點計時器處,先放開紙帶,再接通電源
B.將打點計時器固定在平板上,并接好電路
C.把一條細繩拴在小車上,細繩跨過定滑輪,下面吊著適當?shù)你^碼
D.取下紙帶
E.將平板一端抬高,輕推小車,使小車能在平板上做加速運動
F.將紙帶固定在小車后部,并穿過打點計時器的限位孔
將以上步驟完善并按合理的順序?qū)懺跈M線上________________.
交流討論:在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中,要先接通電源,再放開紙帶.在取下紙帶前要先斷開電源.為了減小誤差,應重復實驗3次即打3條紙帶.
參考答案:(1)A中應先接通電源,再放開紙帶.
(2)D中取下紙帶前應先斷開電源.
(3)補充步驟G:換上新紙帶,重復3次.
步驟順序為:BFCADG.
學生分組交流討論該實驗操作過程中應該注意的事項并歸納:
注意事項:1.開始釋放小車時,應使小車靠近打點計時器.
2.實驗時,應先接通電源,再放開小車.
3.要防止鉤碼下落時與地板相碰,可在地板上事先放幾本書.
4.要防止小車與定滑輪相碰,可用中、食指叉開跨過細線放在滑輪前事先等著小車.
5.牽引小車的鉤碼個數(shù)要適當,以便使在長度為50cm的紙帶上清晰地取得5——6個計數(shù)點為宜.
6.細線一定要與長木板平行.
二、處理數(shù)據(jù)
同學們做完了實驗,每組學生手中都有了三條點跡清晰的紙帶.
問題:根據(jù)紙帶上的點,如何探究小車速度與時間的關(guān)系?
交流討論:1.紙帶上每一點的速度可以利用前后相鄰兩點的平均速度來表示.
2.相鄰兩點時間間隔為0.02s,為了便于研究計算,每5個計時點取1個計數(shù)點.計算時T=0.1s,利用計數(shù)點求速度.
3.紙帶上的點跡前一部分過于密集,測量長度時誤差較大,把前一部分的點跡舍掉.
結(jié)論:合理的數(shù)據(jù)處理如下:
1.對每條紙帶(即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)都舍掉開頭一些過于密集的點跡,找一個適當?shù)狞c當作計時起點,且每隔4個點計一個計數(shù)點.
2.對Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ條紙帶分別進行測量,并計算小車對應各計數(shù)點的瞬時速度并填入下表.
位置(計數(shù)點)01234567
時間(s)00.10.20.30.40.50.60.7
速度(m/s)紙帶Ⅰ
紙帶Ⅱ
紙帶Ⅱ
3.以速度v為縱軸,時間t為橫軸建立平面直角坐標系,并根據(jù)表中數(shù)據(jù)給坐標軸適當刻度.特別注意要標明各軸的單位.
4.分別根據(jù)表中紙帶(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)對應的數(shù)據(jù),在坐標系中描點,并分析對應每條紙帶描出點的分布規(guī)律.
5.作出每條紙帶對應的v-t圖象.
6.從圖象上分析小車的運動速度隨時間的變化規(guī)律.
問題探究
問題一:測量長度時用刻度尺測量相鄰兩個計數(shù)點間的長度,還是用刻度尺對齊各計數(shù)點(不移動尺子)讀出各計數(shù)點間長度值?
問題二:為什么用圖象處理實驗數(shù)據(jù)?
問題三:如何由實驗數(shù)據(jù)得出v-t圖象?
問題四:如何由實驗得出的v-t圖象,進一步得出小車運動的速度隨時間變化的規(guī)律?
交流討論:1.測量長度時最好用刻度尺對齊各計數(shù)點(不移動尺子)讀出各計數(shù)點間長度值,這樣可以避免測量誤差的積累.
2.為什么用圖象處理實驗數(shù)據(jù)
在科學上,為了描述實驗中測量值之間的關(guān)系,先將其在坐標系中描點,然后根據(jù)這些點的分布趨向,用一條平滑曲線(包括直線)連接這些點,盡量讓多數(shù)點落在曲線上,不在曲線上的點應使點數(shù)在曲線兩側(cè)大致一般多,這種方法叫“擬合”.
“擬合”法處理數(shù)據(jù)能夠直觀形象地反映數(shù)據(jù)的分布規(guī)律,進而找出所要探究的問題或物理量的特點及所遵循的規(guī)律.
3.如何由實驗數(shù)據(jù)得出v-t圖象
(1)根據(jù)變量函數(shù)的關(guān)系確定坐標軸:橫軸——時間軸,縱軸——速度軸.
(2)描點作圖.作圖時應把盡量多的點連在一條曲線(或直線上),不能連在線上的點應盡量使分居在線兩側(cè)的點數(shù)相同.
(3)根據(jù)作出的圖象分析變量之間的函數(shù)關(guān)系.
4.如何由實驗得出的v-t圖象進一步得出小車運動的速度隨時間變化的規(guī)律?
我們可以從兩條途徑進行:
圖2-1-5
一是通過直接分析圖象(圖2-1-5)的特點得到.小車運動的v-t圖象是一條傾斜的直線,那么當時間增加相同的值Δt,速度也會增加相同的值Δv.也就是得出結(jié)論:
小車的速度隨時間均勻增加(或變化).
二是通過得出函數(shù)關(guān)系式進一步得到,既然小車的v-t圖象是一條傾斜的直線,那么v隨t變化的函數(shù)關(guān)系式為v=kt+b,顯然v與t成“線性關(guān)系”,小車的速度隨時間均勻增加(或變化).
課堂訓練
小車牽引紙帶沿斜面下滑,用打點計時器打出的紙帶如圖2-1-6所示.已知打點周期為0.02s.根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)填寫表格并求出平均加速度,作出v-t圖象.
圖2-1-6打點計時器紙帶記錄了小車沿斜面下滑時的時間與位移
表一實驗數(shù)據(jù)
分段第1段第2段第3段第4段第5段第6段
時間t/s0——0.10.1——0.20.2——0.30.3——0.40.4——0.50.5——0.6
各段位移x/m1.45×10-22.45×10-23.55×10-24.55×10-25.60×10-26.65×10-2
平均速度v/(ms-1)
表二相鄰段加速度值
相鄰段1——2段2——3段3——4段4——5段5——6段
加速度a/(ms-2)
分析:已知每段的位移與時間,可求得各段的平均速度,由速度和時間關(guān)系可求得加速度.
解答:表一數(shù)據(jù)分析:
據(jù)=得,各段平均速度分別為
==m/s=1.45×10-1m/s
==m/s=2.45×10-1m/s
==m/s=3.55×10-1m/s
==m/s=4.55×10-1m/s
==m/s=5.60×10-1m/s
==m/s=6.65×10-1m/s
其v-t圖象如圖2-1-7所示.
圖2-1-7
表二數(shù)據(jù)分析:
各段的平均速度可以認為是該段中間時刻的瞬時速度,也可以粗略地認為是該段開始時的瞬時速度.因此,兩相鄰速度所對應的時間就等于0.02×5s=0.1s.
根據(jù)a=得知:
a1==m/s2=1.0m/s2
據(jù)相同的做法可求得:a2=1.1m/s2a3=1.0m/s2a4=1.05m/s2a5=1.05m/s2
平均加速度==m/s2=1.04m/s2.
問題:在描點作v-t圖象之前我們先求出打某一點時小車的瞬時速度,我們是利用t時刻附近一小段時間Δt內(nèi)的平均速度代替t時刻的瞬時速度.Δt取得越小越好嗎?在描點作圖的過程中我們該注意什么?
教師展示課件(Δt過小出現(xiàn)的問題,作圖過程中應該注意的事項)
1.該實驗中是用t時刻附近一小段時間Δt內(nèi)的平均速度代替t時刻的瞬時速度.從原理上講Δt越小,Δt內(nèi)的平均速度越趨近t時刻的瞬時速度.但實驗上Δt很小時,相應位移也變小,使位移測量的相對誤差增大,反而使實驗誤差增大,因此,Δt不宜過長也不宜過短.另外,學完勻變速直線運動的規(guī)律后,我們會有精確的方法測某時刻的瞬時速度.
2.注意事項:(1)建立v-t坐標系,給坐標軸刻度時,要注意結(jié)合具體的測量數(shù)據(jù),最小刻度值不宜太大,也不宜太小,以免描出的點分布太稀或太密,盡量使得描出的各點均勻布滿坐標平面.
(2)作圖象時,應用平滑的曲線連接各點,不能出現(xiàn)折線.如果有些點不在連線上,應使曲線兩側(cè)的點數(shù)大致相同.
(3)如果有個別點明顯遠離趨勢線,則可判定該點對應數(shù)據(jù)是錯誤的,應舍棄該點.
學生活動:利用自己手中的紙帶,進行數(shù)據(jù)處理,描繪出v-t圖象,得出實驗結(jié)論.
問題探究
學生作出的v-t圖象,各點并不是嚴格地在同一直線上,造成誤差的原因是什么?為了減少誤差,應采取什么措施?你得出了什么結(jié)論?
1.該實驗中作出的v-t圖象,很可能各點并不是嚴格在同一條直線上,這樣的誤差主要來源于:(1)對紙帶的測量;(2)求瞬時速度運算時有效數(shù)字的取舍;(3)對坐標軸的刻度;(4)描點時對各點位置的確定.
2.針對上述誤差產(chǎn)生的原因,在實驗過程中應盡量采取有效措施來減少誤差.重要的方法之一就是要細心、認真.
3.實驗結(jié)論:(1)物體的速度—時間圖象能反映出物體的速度隨時間變化的規(guī)律.
(2)小車做的是速度越來越大的加速直線運動,且速度隨時間是均勻增加的,它的速度—時間圖象是一條傾斜直線.
(3)牽引力越大時,小車的速度增加得越快,即加速度越大.
方法拓展
在利用打點計時器探究小車速度隨時間變化規(guī)律時通常是測量兩計數(shù)點間隔的距離,用v=,計算各計數(shù)點的速度,然后再用描述法求其運動規(guī)律.
下面是某同學的另一種做法,你認為有道理嗎?并談一下你的觀點.
某同學在打出的紙帶上每5點取一個計數(shù)點,共取了7個計數(shù)點,用以下方法繪制小車的v-t圖象.先把紙帶每隔0.1s剪斷,得到6個短紙條.再把這些紙條并排貼在一張紙上,使這些紙條下端對齊,作為時間坐標軸,標出時間.最后將紙條上端中心連接起來,于是得到v-t圖象,如圖2-1-8所示.
圖2-1-8
點評:培養(yǎng)學生把數(shù)學知識應用在物理當中,體會物理與數(shù)學的密切關(guān)系,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神,提高學生利用舊知識解決新問題的能力.
思維分析:(1)因為我們是把每段紙帶長當作縱坐標v值,把紙帶寬當作時間間隔,那么紙帶的面積在數(shù)值上應等于該時間段內(nèi)的位移,即v-t圖線在該時間段內(nèi)梯形的面積,才符合v-t圖.而兩小三角形面積全等,見圖2-1-9,故可由此方法得到v-t圖象.(2)用求直線斜率得加速度值a=.
圖2-1-9
閱讀材料(課件展示)
1.用計算機繪制v-t圖象
用Excel繪制圖象時,注意輸入數(shù)據(jù)時用“依次”二字,在Excel工作簿中先輸入自變量時間,在相鄰一列中輸入對應的速度值,輸入順序不對,所畫的圖象也不對.具體做法如下:
打開Excel工作簿可以看到行和列,行號用1、2、3……表示;列號用A、B、C……表示.將自變量時間的數(shù)值從某一單元格開始輸入,在同一列中將其他時間值一一輸入.在相鄰的右側(cè)一列中將速度值一一輸入,注意速度值要與時間值相對應.也可以在同一行中依次輸入時間和速度,下一行中再次輸入第二組時間和速度,直至全部輸入完畢.用鼠標選中這些數(shù)據(jù),再用鼠標左鍵單擊“圖表向?qū)А卑粹o,出現(xiàn)“圖表類型”窗口,選“散點圖”,選“確定”按鈕,彈出“圖表標題輸入框”,輸入相應的字符后選“下一步”按鈕,直到“完成”.出現(xiàn)由點組成的圖表,用鼠標右鍵單擊繪圖區(qū)中任何一個數(shù)據(jù)點,出現(xiàn)下拉式菜單,選“添加趨勢線”,彈出添加趨勢線窗口,選擇“線性”趨勢;打開該窗口的“選項”卡,對其中“顯示公式”左側(cè)的小方格用鼠標左鍵單擊出現(xiàn)“√”號后,按“確定”.則圖表框中出現(xiàn)一條直線,這就是經(jīng)過計算機做最佳“擬合”后的v-t圖象,并顯示出一個表明該圖象的函數(shù)式.
2.圖象在社會、生活中的應用
現(xiàn)代社會,圖象和文字一樣,已經(jīng)成為人們進行研究、交流的一個重要手段.科學家、工程師、社會學家、經(jīng)濟學家……社會上不同行業(yè)的人們正在越來越多地運用圖象.
圖2-1-10展示了世界人口每增加大約10億所經(jīng)歷的時間.由圖象可知,世界人口每增加10億的時間間隔越來越短,這揭示了人口大爆炸危機.但是在將圖象外推時一定要謹慎,外推圖象時需要綜合考慮各方面的因素.
圖2-1-10世界人口隨時間的變化
課堂小結(jié)
本節(jié)課探究了小車速度隨時間變化的規(guī)律.通過對實驗原理及目的的探究得出實驗器材及實驗步驟,通過紙帶分析可以得到物體的運動規(guī)律,最終得出小車速度時間圖象為一條傾斜直線.
規(guī)律方法總結(jié):1.因為打點計時器結(jié)合紙帶能記錄物體在一系列不同時刻的位置,所以通過紙帶分析可以得到物體的運動規(guī)律,電火花計時器及閃光照相的原理與之類似,也可以應用.
2.求紙帶上某點速度時一般用一小段時間內(nèi)的平均速度代替,在學完勻變速直線運動規(guī)律后,還有更準確的方法.
布置作業(yè)
1.教材第33頁“問題與練習”第1、3題.
2.模擬打點計時器
如圖2-1-11所示,兩位同學進行跑步比賽時,為了了解自己的加速情況,他們分別拿著底部穿孔、滴水比較均勻的飲料瓶一起跑,然后通過地上的水印分析他們的速度變化情況.請你和同學們一起試一試,并說一說其中的道理.
圖2-1-11
板書設計
1實驗:探究小車速度隨時間變化的規(guī)律
探究小車速度隨
時間變化的規(guī)律
活動與探究
課題:用照相機從側(cè)面給正在快速運動的人或車拍照時,有時會得到一張邊緣模糊的照片.你能由這張照片和相機快門的速度得到這張照片所拍的人或物的運動速度嗎?
分析:1.根據(jù)模糊的照片可測出兩邊緣的距離.
2.根據(jù)人或物與照片的比例算出人或物的實際位移.
3.根據(jù)相機快門的速度求出此過程所用的時間.
4.利用v=求出人或物的運動速度.
結(jié)論:能由這張照片和相機快門的速度得到這張照片所拍的人或物的運動速度.
習題詳解
1.解答:(1)見下表
時間t/s051015202530
速度v/(kmh-1)54596570768186
速度v/(ms-1)1516.418.119.421.122.523.9
(2)如圖2-1-12
圖2-1-12
(3)可認為是一條直線
2.解答:a做勻速直線運動,速度為15m/s;b做初速度為零、加速度為1.75m/s2的勻加速直線運動;c做初速度為4m/s、加速度為0.67m/s2的勻減速直線運動,6s時速度為0.
3.解答:(1)圖2-1-13.
圖2-1-13
(2)剪下的紙條長度表示0.1s時間內(nèi)位移大小,可近似認為速度v=.v∝Δx,紙條長度可認為表示速度.
4.略.
設計點評
本教學設計首先通過教師展示課件復習舊知,然后引導學生進行實驗,并通過演示實驗讓學生總結(jié)出實驗過程中應注意的事項、實驗誤差的來源,以及對實驗數(shù)據(jù)的正確處理.先熟知操作過程各種可能結(jié)果,然后再進行實驗,使學生既提高了技能,又快速、準確地進行探究.