1、學(xué)生按確定方案開始初步實驗。(首先完成實驗操作方案的前四步)
2、確立基本的實驗方案,設(shè)計初步的實驗步驟:
A.先將木板置于水平桌面,然后在釘有鋼釘?shù)拈L木板上,放好實驗小車。
B.把打點計時器固定在木板的一端,將紙帶穿過打點計時器的限位孔,紙帶一端夾緊在小車的后端,打點計時器接電源。
C.過兩釘中垂線上的適當(dāng)位置作兩釘?shù)钠叫芯,交中垂線于O點,作為小車每次運動的起始點。
D.使用一根橡皮筋時,將小車的前端拉到O點,接通電源,打點計時器打點,釋放小車,小車離開木板前適時使小車制動,斷開電源,取下紙帶。重復(fù)本項前面的過程,選出點跡清晰的紙帶。(求出小車獲得的速度。暫不求)
E.換用同樣材料、粗細(xì)、長度的兩根、三根、…六根橡皮筋,依照D項的方法,分別進行實驗。(得出各次實驗中小車分別獲得的速度。暫不求)
F.以功為縱軸(第一次橡皮筋做的功為縱軸的單位長度),以速度為橫軸(第一次小車的速度為橫軸的單位長度),建立坐標(biāo)系,用描點法作出圖像,看看是否是正比例圖像,若不是,功與速度的哪種相關(guān)量(的變化量)是正比的,功就與速度的這種相關(guān)量(的變化量)具有確定的函數(shù)關(guān)系。
學(xué)生實驗,教師指導(dǎo)
1、制定基本的實驗方案:(師生互動)互動以下面幾個問題為中心展開:
(1)探究中,我們是否需要橡皮筋做功的具體數(shù)值?不需要。因為實驗是以倍增的思想方法設(shè)計,若橡皮筋第一次做功為W,則橡皮筋第二次做功為2W,…、橡皮筋第n次做功為nW。且實驗巧妙地將倍增的物理方法應(yīng)用于變力做功。
(2)為了達到各次實驗中橡皮筋做的功成倍增加,即實現(xiàn)倍增,對各次實驗中橡皮筋的伸長量有什么要求?你想出了什么辦法?各次實驗中橡皮筋的伸長量必須相同。若使小車在橡皮筋的變力作用下產(chǎn)生的位移相同,就要有相同的運動起點。具體方法是:以第一次實驗時小車前(或后)端的位置為基準(zhǔn),垂直運動方向在木板上作出一條水平線。以后改變橡皮筋的條數(shù)時,小車前(或后)端仍以此位置為基準(zhǔn)(均從靜止)運動。
(3)小車獲得的速度怎樣計算?小車在橡皮筋作用結(jié)束后,做勻速運動。找出紙帶中點距相等的一段。求出點距相等一段的平均速度,即為小車勻速運動的速度,即小車加速后獲得的速度。
(4)是否一定需要測出每次加速后小車速度的數(shù)值?可以怎樣做?不一定需要。(當(dāng)然,也可以測出每次加速后小車速度的數(shù)值)
設(shè)第一次小車獲得的速度為v,小車在第一次、第二次、…、第n次實驗中的速度為: 若令則即小車在第二次以后實驗中獲得的速度可以用第一次實驗中獲得的速度的倍數(shù)來表示。
(5)實驗完畢后,用什么方法分析橡皮筋對小車做的功與小車速度的關(guān)系?
(6)如何在坐標(biāo)紙上建立兩軸物理量?如何確定適當(dāng)?shù)臉?biāo)度?
10.略
9.由表中可知,小車在1~3點之間勻速運動的速度就等于小車做減速運動的初速度,約為1.03m/s;(2)例如:小車運動到水平薄布面上速度為什么會減?小車速度減小的快慢與哪些因素有關(guān)?
8.每條紙帶的寬度代表相等的時間,每條紙帶的長度代表這段時間內(nèi)的位移,而相等時間內(nèi)的位移就表示這段時間內(nèi)的平均速度。由于每段時間較短,所以這段時間中點的速度就是這段時間內(nèi)的平均速度。取每段紙帶上邊的中點,然后過這些點畫出v-t圖象,如圖所示.此圖線的斜率就等于加速度a的大小。
7.(1) vB=14cm/s, vC=17.9cm/s, vD=21.8cm/s; vE=25.85cm/s ,vF=29.85cm/s.
(2)
6.vB=4cm/s, vC=6cm/s, vD=8cm/s; xEF=22cm, vE=10cm/s
1.AB 2.B 3.ABD 4.BC 5.BC
10.某研究性學(xué)習(xí)小組為了探究物體在斜面上運動的規(guī)律,他們想用打點計時器研究小車在斜面上滑下時速度怎樣隨時間變化的,并想知道物體運動的加速度,請你為他們設(shè)計一個探究方案。
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