21实验探究小车的速度随时间变化的规律教案.docx
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21实验探究小车的速度随时间变化的规律教案
2.1实验探究小车的速度随时间变化的规律教案
江苏省六合高中物理新课程教学计划
2.1实验:
探索车速随时间的变化规律
知识与技能
1。
将使用学到的知识来处理纸带,并寻求每个点的瞬时速度2。
将使用表格方法处理数据,并合理猜测3。
熟练使用v-t图像处理数据。
遵守法律的过程和方法
1。
初步研究根据实验要求设计实验,完成一定的规律探究方法2。
初步研究根据实验数据猜测和查询并发现规律的查询方法
3。
理解利用物理图像简化数学和直观展示规律的工具功能。
验证法
情感态度和价值观
1。
通过纸带处理实验数据的图像显示,培养学生实事求是的科学态度,使学生灵活运用科学方法研究问题、解决问题,提高创新意识2.在猜测实验数据的过程中,提高学生的合作探究能力3.在实验探索的过程中体验探索运动规律的方法。
教学的重点是
1。
图像法用于研究速度随时间的变化。
2.运动速度随时间变化规律的研究
教学难点
实验数据处理规律研究
教具准备
学生的电源、电线、打点计时器、手推车、钩码、一端带滑轮的长板、细线带小钩、纸带、天平、绘图纸、实景投影仪
课时安排
2课时
教学过程
(你可以添加多媒体视频,老师不需要介绍)在我们的生活中有跳远助跑自然界中有雨滴落下、鸽子飞翔、蜗牛爬行等运动,在这些运动中有速度的变化,而变化的规律是不一样的,我们怎么能知道速度随时间变化的规律呢?
如何探索物体速度随时间变化的规律?
你怎么知道一个物体在不同时间的速度?
用什么仪器?
问题1:
打点计时器的结构是什么?
问题2:
用打点计时器测量汽车速度需要哪些实验设备和步骤?
?
步骤:
(1)铺设一个一端带有滑轮的长木板(可以有一高一低吗?
)在实验台上,幻灯片
页1为XXXX年2.伽利略的贡献(1638)两个物体分别从同一高度落下。
重物比轻物体下落得快。
当两个物体被绑在一起,仍然从同一高度落下时会发生什么?
结论:
①综合分析:
当两个物体捆绑在一起时,MC=ma+MB,因为新形成的物体比上述两个物体中的任何一个都重,因此下落应该是最快的。
(2)局部分析:
物体a在物体b的作用下快速下落,物体b缓慢下落。
结果就像一个成年人拉着一个孩子向前跑,比一个成年人跑得慢,比一个孩子跑得快。
它们的共同速度应该在对象a和对象b之间,即va>VC>VB伽利略巧妙地否定了亚里士多德的观点,将其归结为荒谬,从而得出结论:
重物体下落的速度不比轻物体快。
问题:
谁的观点是正确的?
我们可以做一个简单的实验,试一试
演示2:
取一块小石头和一张比小石头重的大纸,让它们同时从同一高度落下,观察下落情况。
结论:
“观察到小石块先着地,结论是物体越轻,下落越快。
”“
演示3:
取两张完全相同的大纸片,它们的重力是相同的,因此重力对下落的影响是相同的(使用控制变量的方法),然后将其中一张揉成一个纸团,让它们同时从相同的高度下落
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结论:
“观察到纸球先着地,同一重力下两个物体的下落速度可能不同。
”“
物体的下落速度和物体的重量关系更复杂,不能说越重越快,也不能说越轻越快,同样重力下两个物体的下落速度可能不同那么,除了物体的重力之外,还有什么因素会影响上述实验物体的下落速度呢?
学生讨论并分析
,分析前面实验现象的原因,并得出空气阻力的影响的结论影响空气阻力的因素太复杂(物体形状、速度、空气密度等)。
),所以最好先研究没有空气阻力的落体运动。
问题与假设
空气阻力是影响物体下落速度的一个重要因素。
如果空气阻力被消除,轻物体和重物体的下落速度会是多少?
思维敏捷的学生在分析观察和实验中获得的现象后会做出各种假设。
学生们无休止地争论,期待着结论。
演示4:
取一枚硬币,一张与硬币大小相同的纸,将纸揉成一个球。
让硬币和纸球同时从同一高度自由落下
现象:
观察到当空气阻力可以忽略时,两者几乎同时撞击地面。
演示5:
牛顿管用于演示羽毛和硬币的下落速度
现象:
当没有空气抽取时,羽毛的下落速度比硬币慢得多。
当试管中的空气被尽可能多地抽空后,羽毛和硬币几乎同时落下,并同时落到牛顿试管的下端。
硬币掉落的声音可以听到,眼睛可以直接观察到羽毛掉落的声音
结论:
下落物体的运动与物体的质量无关。
当没有空气阻力时,羽毛和硬币下落的速度一样快。
引入了自由落体运动的概念
1。
自由落体运动
1。
定义:
一个物体从静止状态落下,只有在重力的作用下才被称为自由落体运动
2。
说明:
自由落体运动是一种理想化的运动。
当实际问题中有空气时,物体的密度不要太小,速度也不要太高(H不要太高)。
当空气阻力远小于物体的重力时,空气阻力的作用可以不定时地忽略,落体的运动可以近似视为自由落体运动
3。
推论:
当没有空气阻力时,同一地方不同物体的自由落体运动是相同的。
2。
自由落体运动的本质:
(探索自由落体运动的本质)(请在下一节中解释伽利略研究自由落体运动的过程)
我们从实验中知道自由落体运动是一种变速线性运动。
这项动议的性质是什么?
它是一般的变速直线运动还是匀速直线运动?
(重物自由下落时打点计时器放置的纸带)
从纸带可以看出,球的下落位移在相等的时间间隔内变得越来越大,表明球在做加速运动
(演示实验)
使用打点计时器在重物自由下落时铺好的纸带测量相关数据,并使用结论δs=sⅱ-sⅰ
=sⅲ-sⅱ=?
==aT2,定量确定自由落体运动为匀速直线加速运动,并计算加速度的大小(
第11页
,共20页
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处理卷带可以用投影、教师测量数据,并让学生自己处理和获得结果)
(教师总结)
1。
结论:
自由落体运动是一种匀速直线运动,初始速度等于零
通过比较不同重量的物体在吸入空气的玻璃管中的下落情况,可以得出这样的结论:
当没有空气阻力时,同一位置的物体和同一位置的不同物体的自由下落运动都是相同的,所以它们从静止到同时下落的位移必须是相同的。
根据公式S=AT2/2,自由落体运动物体具有相同的加速度。
同一地点不同物体自由落体运动的加速度是相同的。
2。
自由落体加速度:
(1)在同一个地方,不同的物体在自由落体运动时有相同的加速度。
这个加速度叫做自由落体加速度,也叫做重力加速度,通常用g来表示当
物体自由下落时,速度变化是相同的。
我们通常会看到重量不同、密度不同的物体以不同的速度和加速度下落,因为它们受到的阻力不同。
(2)不同的地理位置有不同的重力加速度,这与物体在地球上的位置和离地面的高度有关。
正常情况下,重力加速度取g=9.8m/s2,粗略计算取g=10m/s2
(3)重力加速度是一个矢量,它的方向总是垂直向下,与重力方向相同
由于自由落体运动是一种初速度为零的匀速直线运动,只要将V0取为零,用G代替加速度A,匀速直线运动的基本定律及其推论就适用于自由落体运动
3。
自由落体运动定律:
1。
定律:
速度变化定律VT=GT
位移变化定律S=GT2/2
2。
推断:
VT2=2GS
V=VT/2=
3。
特色:
V1:
V2:
V3?
=1∶2∶3?
S1∶S2∶S3?
=12∶22∶32?
Sⅰ∶Sⅱ∶Sⅲ?
=1∶3∶5?
δS=Sⅱ-Sⅰ=Sⅲ-Sⅱ=?
=GT2
例1物体从离地高度h下落,降落前1秒内下落35米,计算物体下落时的高度和下落时间。
分析:
如果下降时间为t,则有:
最后1秒的位移是ts中的位移与(t-1)s中的位移之差:
?
S=
121gt-g(t-1)222替代数据:
35=5t2-t(t-1)2
gett=4s下降高度h=
12
gt=80m2示例2:
长度为l的细长杆AB从固定台阶垂直下降。
找出它需要多长时间才能全部通过下端h的点p。
分析
:
由于细棒上每个点的运动状态完全相同,整个棒可以转换成一个点,例如,只研究点a的运动
第12页,共20页
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B落h,极点开始通过p点,当a点落h+L时,极点完全通过p点从a点到p点,杆下落所需的时间是t1=
2(h?
g2hga点下降h所需的时间,t2=
?
杆通过点p所需的时间,
t=t1–T2=
2(h?
L)2h?
Gg通过草图来区分运动的每个阶段,然后使用自由落体运动公式来求解。
巩固
1的应用。
做一件事:
测量反应时间(详见教科书)
(学生对这个小实验很感兴趣,每个人都渴望尝试,能做得更多,g需要10m/s2,老师必须先计算一些数据,准备好)
2。
有人想测量高塔的高度,从塔顶释放一块小石头,测量从释放到降落的时间是3.0秒,问高塔有多高?
G=10m/s2
3。
物体A的质量是物体B的两倍。
在物体A从2米高处自由下落的同时,物体B也从2米高处自由下落。
下面的说法是正确的:
A:
在两个物体下落的过程中,同时物体A的速度高于物体B的速度。
在下落的过程中,在1秒结束时,他们有相同的速度。
°C:
在下落过程中,当每个人下落1米时,速度相同。
在下落的过程中,甲的加速度大于乙
4。
自由落体的最后一秒钟是整个旅程的一半。
找出落地所需的时间。
分析:
物体以匀速直线运动。
如果在第n秒中行进的距离是sN,并且在第n秒中行进的距离是sn,则根据主题,
对象在第n-1秒中行进的距离是sn-1,然后
。
得到
第13页,共20页
江苏省六合市高中物理新课程课例
[班小结]
1。
自由落体运动是一种非常重要的运动形式,在现实生活中有许多自由落体运动可以视为自由落体运动,对自由落体运动的研究具有普遍意义
2。
为了研究自由落体运动,我们使用了物理学中的理想化方法。
从最简单、最基本的情况出发,抓住影响运动的主要因素,排除次要非本质因素的干扰。
我们建立了一个理想化的物理模型——自由落体运动,并研究了自由落体的运动规律。
理想化是研究物理问题的常用方法之一。
我们将在以后的研究中使用它。
3。
自由落体运动是一种简单而基本的运动形式。
抛射体运动可以看作是另一种运动形式和自由落体运动的结合。
也就是说,自由落体是研究其他抛射体运动的基础。
我们必须掌握它的条件和运动规律。
4。
作业
课本47第2页3
运动图像主题
目标
1。
了解几幅图片的物理意义。
从图像
3判断物体的运动。
判断或解决除基于图像的图像以外的物理量的能力4。
将一幅图像转换为另一幅图像的能力
课时
1课时
课时
案例1。
分析和比较以下三幅图像中每个片段和一些特殊点的物理意义
y/MBcx/MBcv(m/s)bcdt4ot3t1t/seaodax/met1t2dt4t3t/se图像含义:
斜率含义:
点a含义:
AB含义:
年第14页有20页
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BC表示探究学习第p35页。
在一条宽阔的马路上,汽车a和b开始同时行驶。
以起始运动时间为计时零点,其v-t图像如图所示。
从0到T4期间,a、b车
v的运动状态为()
a。
汽车在0~t1时做匀速直线运动,在t1时改变运动方向
b。
在时间t2,汽车a的速度为零,然后反向行驶。
此时,两辆Ot1t2t3t4t型车相距最多
°c在t4时刻,汽车超过了d车在时间t4,两辆车之间的距离为
x/mb10情况3。
如图所示,沿直线移动的物体的x-t图像在8秒内绘制出该物体的v-t图像
4ad8
o246t/s
例4。
线性运动物体的v-t图像如图所示,
在8s内绘制物体的a-t图像。
例5。
探索P247(轨迹图)
-10V/(m/S)BCE4AO2D86T/SE-10追赶和遭遇问题
目标:
1。
了解两个问题的各种处理方法
2。
可以总结出临界条件
3。
理解数学方法和图像方法在处理对象问题中的重要性
课时
第15页,共20页
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1班
教学过程
例1。
(练习册P41思维发展)一辆车在十字路口等绿灯。
绿灯亮时,汽车开始加速行驶。
就在这时,一辆自行车以恒定的速度驶来,从车后驶过。
试着找出:
(1)在汽车从十字路口出发后,汽车追上自行车花了多长时间?
此时距离是多少?
(2)汽车什么时候赶上自行车?
汽车的速度是多少?
解决方案1。
分析两个物体的运动过程,找出它们之间的位移和时间关系,用速度公式和位移公式解决问题。
这个解的前提是知道两个物体相距最远的条件是两个物体的速度相等。
解2,用相对运动来求解,难点是找到相对速度、相对加速度,并了解相对位移(该解决方案的适用环境是两个或两个移动物体)从该示例中,我们还可以知道,所有一致可变线性运动公式中的所有物理量必须相对于同一参考系统。
解3,用数学极值法求解(关键是列出两个物体之间的距离随时间变化的规律)v/(m/s)12
解4,用v-t图像求解,如图所示
6O4t/s2
例2。
汽车以1米/秒2的加速度从静止位置开始移动,汽车后部之间的距离为xo=25米。
与汽车方向相同的人同时开始以6米/秒的匀速追赶汽车。
它能赶上吗?
如果没有,人和车间之间的最小距离是多少?
(P46案例4)
分析:
类似于示例1的四种解决方案
的结论是:
(1)追赶和被追赶的速度相等,这往往是能追上、不能追上的临界条件,两者之间的距离有极值
(2)在相同方向上移动的物体在它们到达彼此时相遇,而在相反方向上移动的物体在它们各自位移的绝对值之和等于它们开始时的距离时相遇。
(3)无论用哪种方法处理追逐和相遇的问题,关键是要建立一个正确的运动画面,弄清两个物体之间的速度、位移和时间的关系。
工作:
1火车以v1的恒定速度行驶。
在江苏省六合市高中物理新课程
教案共20页的第16页上,司机发现另一列火车以
的速度在距离前方轨道x处行驶(到地面,v1>v2正以恒定的速度行驶。
司机在加速时立即紧急刹车。
A应该满足什么条件来防止两辆车相撞?
(P45案例3)
2。
车辆A和B同时启动,在同一个地面和同一个方向。
a在16m/s的初始速度和2m/s2的加速度下均匀减速,而B在4m/s的初始速度和1m/s2的加速度下均匀加速。
找出:
(1)两辆车再次相遇前的最大距离?
两辆车需要多长时间才能再次相遇?
(P48,12)可以要求学生用两种方法来解决问题
单因素测试:
班级_________姓名_________分数_________
一、多项选择题:
(每个问题可能有一个或多个正确答案,所有配对得3分,所有配对得1分,但不是所有配对得1分。
无选择或错误选择得分)
1。
下面表明匀速直线运动的物体是
xvav00t0tT2。
匀速直线运动物体的位移与时间的关系是x?
18t?
6t时,其速度为零的时刻为
a.1.5sb.3sc.6sd.18s3。
对于自由落体运动,以下陈述是正确的:
a.1s、2s和3s末端的速度比为1:
3:
5
B。
在1s和2s内,3s内的位移比是1:
3:
5c。
1s、2s和3s内的平均速度比是1:
4:
9d。
相邻1s内的位移差是9.8m
4。
两个物体以匀速直线运动。
如果一个加速度在给定的时间间隔内很大,它的位移一定很大。
位移也必须大c,末端速度必须大,位移也必须大d,平均速度必须大,位移也必须大
5。
在匀速直线运动中,粒子加速度、速度和速度变化之间的关系在以下陈述中是正确的:
a.粒子加速度越大,速度越大
vb.粒子加速度越大。
速度变化越大
2第17页,共20页
0t
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c.粒子加速度越大,速度变化越快
d.粒子运动速度变化越大,加速度也必须是
6。
如果图中显示了沿直线运动的物体的速度图像,则该物体将做a.往复运动b.匀速变化直线运动c.沿某一方向的直线运动d.无法确定
7。
一个小球会从45米高的塔顶自由落下。
如果g。
10m/s2,落球过程最后1秒发生的位移为256±199a.15MB.20MC.25md.28.9m256±1998。
长度为5m的垂直杆的下端距离垂直隧道的上边缘5m。
如果隧道的长度也是5米,允许这根杆自由下落和自由穿过隧道,穿过隧道所需的时间是
3sb
?
3?
1sC.
?
?
3?
1sD.
?
?
2?
1s
v/(m?
s?
1)3015ab?
9。
如图所示,v?
T形图像,从图中可以看出
A。
物体a的加速度大于物体b的加速度,在10秒结束时,物体a追上物体b,在20秒结束时,物体a追上物体b
D。
当物体a追上物体b时,两个物体的速度相等
10。
质点沿直线运动,经过时间t的位移为x。
速度在中间位置为v1,在中间时间t为v2,当质点作匀速直线运动时,v1与v2的关系为a。
v1>v2B。
v1当粒子作匀速减速直线运动时
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