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1、 小 玩 具 車 的 速 度 導(dǎo) 入 新 課 小 轎 車 的 速 度 自行車的速度 火 車 的 速 度 游 樂 園 碰 碰 車 這 些 物 體 的 快 慢 不 同 ,他 們 的 運 動 遵 循著 什 么 規(guī) 律 呢 ?如 何 探 尋 物 體 的 速 度 隨 時間 的 變 化 規(guī) 律 呢 ？ 第 一 節(jié) 探 究 小 車 隨 時 間 變 化 的 規(guī) 律 (1)知 識 與 技 能 根 據(jù) 相 關(guān) 實 驗 器 材 ,設(shè) 計 實 驗 并 熟 練 操 作 。 學(xué) 會 運 用 已 學(xué) 知 識 處 理 紙 帶 ,求 各 點 的 瞬 時 速 度 。 會 用 表 格 法 處 理 數(shù) 據(jù) ,并 合 理 猜 想 。

2、巧 用 v t圖 像 處 理 數(shù) 據(jù) ,觀 察 規(guī) 律 。 掌 握 畫 圖 像 的 一 般 方 法 ,并 能 用 簡 潔 的 語 言 進 行 闡述 。 教 學(xué) 目 標 (2)過 程 與 方 法初 步 學(xué) 習(xí) 根 據(jù) 實 驗 要 求 設(shè) 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 的 瞬 時 速 度 。初 步 學(xué) 會 根 據(jù) 實 驗 數(shù) 據(jù) 進 行 猜 測 、 探 究 、發(fā) 現(xiàn) 規(guī) 律 的 方 法 。認 識 數(shù) 學(xué) 化 繁 為 簡 的 工 具 作 用 ,直 觀 運 用 物理 圖 像 展 現(xiàn) 規(guī) 律 ,驗 證 規(guī)

3、 律 。通 過 實 驗 探 究 過 程 ,進 一 步 熟 練 打 點 計 時 器的 應(yīng) 用 ,體 驗 瞬 時 速 度 的 求 解 方 法 。 (3)情 感 態(tài) 度 與 價 值 觀通 過 對 小 車 運 動 的 設(shè) 計 ,培 養(yǎng) 學(xué) 生 積 極 主動 思 考 問 題 的 習(xí) 慣通 過 紙 帶 的 處 理 方 法 、 實 驗 數(shù) 據(jù) 的 圖 像展 現(xiàn) ,培 養(yǎng) 學(xué) 生 實 事 求 是 的 科 學(xué) 態(tài) 度在 對 現(xiàn) 象 規(guī) 律 的 語 言 闡 述 中 ,提 高 學(xué) 生 的語 言 表 達 能 力通 過 經(jīng) 過 實 驗 探 索 過 程 ,體 驗 運 動 規(guī) 律 的探 索 方 法 教 學(xué) 重 難 點教 學(xué)

4、 重 點圖 像 法 研 究 速 度 隨 時 間 變 化 的 規(guī) 律 。對 運 動 物 體 的 速 度 隨 時 間 變 化 規(guī) 律 的 探 究 。教 學(xué) 難 點各 點 的 瞬 時 速 度 的 計 算 。對 實 驗 數(shù) 據(jù) 的 處 理 、 物 理 規(guī) 律 的 探 究 。 本 節(jié) 導(dǎo) 航 實驗室如何探究小車的運動速度與時間的關(guān)系？如何設(shè)計實驗？ 利用小車拖動的紙帶，研究小車的運動。需要哪些器材？ 小車、打點計時器、帶滑輪的長木板、紙帶、刻度尺、勾碼 附 有 滑 輪 的 長 木 板 小 車 帶 小 鉤 的 細 線 25g的 鉤 碼 3個 ,也 可 以 用 50g的 鉤 碼 打 點 計 時 器 紙 帶

5、刻 度 尺 學(xué) 生 電 源 、 導(dǎo) 線 。實 驗 用 具 探 究 小 車 速 度 與 時 間 變 化 的 運 動 規(guī) 律 裝 置 圖實 驗 設(shè) 計 把 一 端 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 模板 上 遠 離 滑 輪 的 一 端 ,連 接 好 電 路 。 把 一 條 細 繩 栓 在 小 車 上 ,使 細 繩 跨 過 滑 輪 ,下邊 掛 上 合 適 的 砝 碼 ,啟 動 電 源 ,然 后 釋 放 小 車 ,讓小 車 拖 動 紙 帶 運 動 ,打 完 一 條 紙 帶 后 立 即 關(guān) 閉電 源 。

6、 換 上 新 紙 帶 ,重 復(fù) 操 作 三 次 。實 驗 步 驟 (1)固 定 打 點 計 時 器 時 應(yīng) 讓 限 位 孔 處 在 長 木 板 的 中 央 位 置 。 (2)滑 輪 不 能 過 高 。 (3)應(yīng) 考 慮 復(fù) 寫 紙 與 紙 帶 的 位 置 關(guān) 系 。 (4)鉤 碼 數(shù) 量 不 能 過 多 ,長 木 板 兩 端 高 低 相 差 不 能 太 大 。 (5)小 車 應(yīng) 由 緊 靠 打 點 計 時 器 處 開 始 釋 放 ,在 撞 擊 長 木 板 末 端 前 應(yīng) 讓 小 車 停 止 運 動 ,防 止 小 車 從 板 上 掉 下 來 。 (6)先 接 通 電 源 ,后 讓 紙 帶 運 動

7、 。 (7)打 點 結(jié) 束 后 立 即 關(guān) 閉 電 源 。注 意 事 項 怎 樣 分 析 和 選 取 紙 帶 上 的 點 ？ 開 頭 過 于 密 集 的 點 舍 掉 ,紙 帶 的 一 段 ;若紙 帶 上 點 與 點 之 間 的 距 離 較 小 ,可 取 多 個 間隔 (可 5)為 一 個 計 數(shù) 間 隔 時 間 (間 隔 不 再 是0.02s)(但 要 看 具 體 情 況 靈 活 選 定 );原 則 上 能取 六 、 七 個 計 數(shù) 點 為 宜 ;給 選 取 的 點 加 標 記 。 如 何 計 算 出 所 取 點 的 速 度 ？ 用 求 平 均 速 度 的 方 法 來 代 替 ,選 擇 包 括

8、該 點 在 內(nèi) 的 一 段 位 移 (該 點 最 好 處 在 中 間 時刻 位 置 )x,找 出 對 應(yīng) 的 時 間 t,用 x t作為 該 點 的 瞬 時 速 度 )。 對 于 選 取 的 兩 個 端 點 的 速 度 暫 時 不 計 算(誤 差 較 大 );測 量 各 個 計 數(shù) 點 之 間 的 距 離 應(yīng)考 慮 估 位 、 單 位 。 如 何 處 理 計 算 出 來 的 數(shù) 據(jù) ？(1)列 表 法 (注 意 列 表 要 求 ) 位 置 0 1 2 3 4 5時 間 /sv1/ms-1v2/ms-1 (2)圖 象 法 根 據(jù) 所 得 數(shù) 據(jù) ,選 擇 合 適 的 標 度 建立 坐 標 系 (

9、讓 圖 象 盡 量 分 布 在 坐 標 系 平 面的 大 部 分 面 積 )。 描 點 ： 觀 察 和 思 考 點 的 分 布 規(guī) 律 。 擬 合 ： 從 點 的 分 布 可 以 有 很 大 把 握地 說 這 些 點 應(yīng) 該 在 一 條 直 線 上 ,用 直 線 擬合 ,讓 盡 可 能 多 的 點 處 在 直 線 上 ,不 在 直線 上 的 點 應(yīng) 對 稱 地 分 布 在 直 線 兩 側(cè) 。 如 何 根 據(jù) 速 度 時 間 圖 象 ( vt圖 象 )求小 車 的 加 速 度 和 初 速 度 ？ 取 任 意 兩 組 數(shù) 據(jù) 求 出 v和 t,然 后 代 入 v t求 解 。 在 v t圖 象 上

10、 取 一 段 時 間 t(盡 量 取 大 一些 ),找 出 兩 個 時 刻 對 應(yīng) 的 坐 標 值 求 出 v,代入 v t求 解 注 意 ： (1)選 擇 所 打 紙 帶 中 點 跡 最 清 晰 的 一 條 ,舍 棄開 頭 一 些 過 于 密 集 的 點 ,找 一 個 適 當 的 點 當 作 計時 起 點 。 (2)選 擇 相 隔 0.1s,即 中 間 空 四 個 點 的 時 間 間隔 的 若 干 計 數(shù) 點 進 行 測 量 ,并 把 數(shù) 據(jù) 填 入 表 格 。 (3)計 算 各 點 的 瞬 時 速 度 ,填 入 自 己 設(shè) 計 的 表格 中 (1)確 定 運 動 規(guī) 律 最 好 辦 法 是

11、 作 v t圖 像 ,這 樣 能 更 好 地 顯 現(xiàn) 物 體 的 運 動 規(guī) 律 。 (2)以 時 間 t為 橫 軸 ,速 度 v為 縱 軸 ,建 立 坐標 系 ,選 擇 合 適 的 標 度 ,把 表 格 中 的 各 點 在速 度 時 間 坐 標 系 中 描 出 。 注 意 觀 察 和 思考 你 所 描 畫 的 這 些 點 的 分 布 規(guī) 律 ,你 會 發(fā)現(xiàn) 這 些 點 大 致 落 在 同 一 條 直 線 上 ,所 以 不能 用 折 線 連 接 ,而 用 一 根 直 線 連 接 ,還 要 注意 連 線 兩 側(cè) 的 點 數(shù) 要 大 致 相 同 。 步 驟 (3)對 于 個 別 明 顯 偏 離 絕

12、 大 部 分 點 所 在 直 線的 點 ,我 們 可 以 認 為 是 測 量 誤 差 過 大 、 是 測量 中 出 現(xiàn) 差 錯 所 致 ,將 它 視 為 無 效 點 ,但 是 在圖 像 當 中 仍 應(yīng) 該 保 留 。(4)根 據(jù) 所 畫 的 v t圖 像 求 加 速 度 從 所 畫 的 圖 像 中 取 兩 個 點 ,找 到 它 們 的 縱 、橫 坐 標 (t1,v1)、 (t2,v2),然 后 代 入 公 式 12 12 tt vvtva xxx yyk 2 12tan 求 得 加 速 度 a,也 就 是 直 線 的 斜 率 。在 平 面 直 角 坐 標 系 中 ,直 線 的 斜 率 ： xy

13、 x1 x2y2y10 用 計 算 機 繪 制 v-t圖 像 步 驟 ： (1)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 。 (2)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 。 (3)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(yīng) 。 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

14、 組 時間 和 速 度 ,直 至 全 部 輸 入 完 畢 。 (4)用 鼠 標 選 中 這 些 數(shù) 據(jù) 。 再 用 鼠 標 左 鍵 單擊 “ 圖 表 向 導(dǎo) ” 按 鈕 ,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 ” 。 (5)輸 入 相 應(yīng) 的 字 符 后 選 “ 下 一 步 ” 按 鈕 ,直到 “ 完 成 ” 。 出 現(xiàn) 由 點 組 成 的 圖 表 。 (6)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

15、出 添加 趨 勢 線 窗 口 ,選 擇 “ 線 性 ” 趨 勢 ; (7)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 ” 。 (8)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 。 1.學(xué) 會 用 實 驗 的 方 法 探 究 小 車 的 加 速 度與 時 間 的 關(guān) 系 。 明 確 實 驗 的 過 程 及 實 驗 中的 注 意 事 項

16、 。 2.運 用 表 格 法 和 圖 像 法 處 理 實 驗 的 數(shù) 據(jù) ,并 運 用 數(shù) 據(jù) 會 求 小 車 的 加 速 度 。 3.了 解 如 何 用 Excel來 繪 制 小 車 速 度 隨時 間 變 化 的 運 動 規(guī) 律 的 圖 像 。 課 堂 小 結(jié) cmA B C D E7.5 27.6 60.3 105.6 1.在 探 究 小 車 速 度 隨 時 間 變 化 規(guī) 律 的 實 驗 中 ,得 到 一 條 記 錄 小 車 運 動 情 況 的 紙 帶 ,如 圖 所 示 。圖 中 A、 B、 C、 D、 E為 相 鄰 的 計 數(shù) 點 ,相 鄰 計 數(shù)點 的 時 間 間 隔 為 T 0.1

17、s。 根 據(jù) 紙 帶 上 的 數(shù) 據(jù) ,計 算 B、 C、 D各 點 的 數(shù)據(jù) ,填 入 表 中 。 在 坐 標 紙 上 作 出 小 車 的 v t圖 像 。 課 堂 練 習(xí) 解 析 ： 由 紙 帶 表 明 的 數(shù) 據(jù) 可 以 計 算 任 意 相 鄰 位 置之 間 的 位 移 ,然 后 求 紙 帶 上 各 點 的 速 度 和 加 速 度 。 (1)由 紙 帶 的 標 注 可 以 求 出 cmxAC 6.27 cmxxx ABADBD 8.525.73.60 cmxxx ACAECE 786.276.105 位 置 編 號 A B C D E時 間 t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4瞬

18、時 速 度v/(ms 1) 1.38 2.64 3.90 勻 變 速 直 線 運 動 物 體 在 一 段 時 間 內(nèi) 的 平均 速 度 等 于 該 時 刻 的 瞬 時 速 度 ,所 以 :smsmTxv ACB /38.1/2276.02 smsmTxv BDC /64.2/2528.02 smsmTxv CED /90.3/278.02 (2)在 圖 像 上 取 合 適 的 單 位 嚴 格 描 點 ,這 些點 大 致 分 布 在 一 直 線 上 ,不 能 位 于 直 線 上 的 點要 盡 量 對 稱 分 布 于 直 線 兩 側(cè) ,得 到 小 車 的 v t圖 像 。 0.20 0.1 0.3

19、 0.41234 0.5 tv 2.汽 車 沿 平 直 公 路 行 駛 ,小 明 坐 在 駕 駛 員 旁邊 注 視 速 度 計 ,并 記 下 間 隔 相 等 的 各 時 刻 的 速 度值 ,如 下 表 所 示 ：t/s 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50v/(kmh-1) 20 30 40 50 50 50 50 35 20 5 0 從 表 中 數(shù) 據(jù) 得 到 汽 車 在 各 段 時 間 內(nèi) 的 特點 ： 在 015s內(nèi) ,汽 車 的 速 度 在 變 化 ,時 間 經(jīng) 過每 5s速 度 增 大 10 km/h;在 1530s內(nèi) 汽 車 速度 不 變 ,速 度 大 小

20、為 50 km/h;在 3545s內(nèi) 汽車 速 度 在 變 化 ,每 5s速 度 減 小 15 km/h。 請 根 據(jù) 表 格 中 的 數(shù) 據(jù) ,畫 出 對 應(yīng) 的 v t圖 像 。 如 果 認 為 在 015s內(nèi) 速 度 變 化 是 均 勻 的 , 你 能 在 圖 像 中 找 出 汽 車 在 7.5s時 的 速 度 值 嗎 ？ 答 ： 能 ,35km/h40 10 3020 40 50102030500 t/sv/(kmh-1) 1.解 ： (1)15,16,18,19,21,23,24; (2)圖 略 (3)可 以 認 為 是 一 條 直 線2.解 ： A做 勻 速 直 線 運 動 ,速 度 是 15m/s;B做 初 速 度 為 零 ,速 度 均 為 增 加 的 加 速 直 線 運 動 ,8s時 速 度為 14m/s;c做 初 速 度 為 4m/s,速 度 均 勻 減 小 的 減 速直 線 運 動 。 6s時 速 度 為 0。 問 題 與 練 習(xí) 3.(1)圖 略 (2)剪 下 的 紙 條 長 度 表 示 0.1s時 間 內(nèi) 位 移 的大 小 ,可 近 似 認 為 速 度 ,即 紙 條 長 度 可 以認 為 表 示 速 度 。4. 略 xv t