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第二章 匀变速直线运动的研究
● 同步导学●
第1节 实验:探究小车速度随时间变化的规律
理解领悟
本节课通过科学探究活动,实际研究小车在重物牵引下的运动速度随时间变化的规律。小车在重物牵引下的运动看似简单,而就其研究问题的过程和方法是具有基础性和典型性的。要重视获取知识的过程,体验一种从实验研究中获取数据、作出图象、分析图象、寻找规律的科学思维方法和能力。
基础级
1. 明确实验目标
本实验的目标是:在学会打点计时器的使用、纸带数据处理、测瞬时速度以及描绘速度—时间图象的基础上,运用这些知识和技能探究小车速度随时间变化的规律;体验通过实验探究培养学习物理和研究物理问题的方法,学习寻找规律的方法。
2. 弄懂实验原理
本实验利用描点画图象的数学手段来探究小车的运动速度随时间变化的规律。计算打各计数点小车的速度时,应在计数点附近取一个很短的时间△t内的间隔△x,用△t内的平均速度当作打该计数点时小车的瞬时速度。水龙头距人耳的距离
3. 体验实验过程
按照教材图2.1-1放好实验装置,实验时应注意以下问题:
(1) 打点计时器纸带限位孔要与长木板纵轴位置对齐再固定在长木板上,使纸带、小车、拉线和定滑轮在一条直线上。小车要选择在木板上运动不跑偏或跑偏较小的小车。
(2) 小车另一端所挂的钩码个数要适当,避免加速度过大而使纸带上打的点太少,或者加速度太小,使各段位移无多大区别。
(3) 在纸带后面平整地安装好纸带,使小车运动时保持纸带与木板平行,减小摩擦力影响。注意调整滑轮高度,使小车的拉绳与板面平行,减小拉力的变化。
(4)开启电源,待打点计时器工作稳定后释放小车。同时,用手在滑轮一端准备接住小车,防止小车撞击滑轮和落地。实验结束,关闭电源后再取下纸带。
4. 进行数据处理
教材指出,在打出点迹清晰的纸带后,要“舍掉开头一些过于密集的点迹,找一个适当的点做计时起点”。想一想,这是为什么?这样做的目的是,可以减小因点迹过于密集而在测量位移时带来较大的偶然误差。
选择每隔5个点作为一个计数点,这样相邻两计数点间的时间间隔T就是0.1s(电源频率为50Hz)。量出各计数点左右两计时点(注意计数点与计时点的区别)间的距离,计算平均速度,用此平均速度代替相关计数点的瞬时速度,填入表格内。
5. 描绘速度图象
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