人教版物理（中职）通用类 第一章 运动与力 学生实验二 测运动物体的速度、加速度 牛顿第二定律的研究 教案（表格式，2课时）

课题 第一章 运动与力 学生实验二（用打点计时器） 测运动物体的速度、加速度 *牛顿第二定律的研究 1课时 教 学 目 标 知识目标 1. 了解打点计时器测量速度和加速度的方法； 2. 理解加速度与作用力和物体质量的关系； 3. 了解控制变量的研究方法。 能力目标 1. 学会使用打点计时器测量速度和加速度； 2. 通过对牛顿第二定律的研究，学会控制变量的研究方法； 3. 通过误差分析，掌握科学研究对实验数据处理的基本方法。 情感目标 1. 通过实验了解用控制变量法研究问题的科学方法； 2. 体会实事求是、科学严谨的研究态度。 重点 使用打点计时器测量速度的方法 难点 打点计时器的测量原理 教具 多媒体展示系统 主要教学过程 学生活动 教 学 过 程 设 计 一、检查预习、引入课题 实验课前，教师应布置学生预习实验二的内容，让学生对实验仪器、实验原理、实验数据的读取及处理有初步的认识。 直接引入： 本节课我们将练习使用打点计时器来测量速度，计算加速度，验证牛顿第二定律。 二、实验原理 教师利用多媒体展示系统讲解打点计时器的结构、工作原理及实验数据处理方法。 发给学生一些打过点的纸带。 用砝码来拖动小车在滑板上运动，用打点计时器帮助我们测出小车的速度，再测量、计算出加速度。打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，工作电压为4～6 V。当电源的频率是50 Hz时，它每隔0.02 s打一个点。我们对纸带上这些点之间的距离进行测量，就可以定量地研究物体的运动规律。 在纸带上从某点开始，每隔5个间距且连续的点分别标记为计数点，则相邻两个计数点之间的时间为t＝0.02 s×5＝0.1 s。 设小车做匀加速直线运动，加速度为a，相应于各点的瞬时速度分别为v0、vl、v2、v3…在各计数点间的位移分别为s1、s2、s3…根据匀变速直线运动的规律，我们可以这样来计算各点的瞬时速度： 这样来计算小车的加速度： 如果有能力还可以做验证牛顿第二定律的内容： （1）当物体的质量固定不变时，加速度的大小与其所受外力的大小成正比； （2）当物体所受外力的大小不变时，加速度的大小与其质量的大小成反比。 注意事项： （1）给打点计时器安装复写纸，并且会调节复写纸的位置，将纸带从复写纸圆片下穿过。将计时器接入50 Hz交流电源，从交流4 V开始，观察振动片振动情况，若振动片振幅较小，再升高电压至6 V。； （2）开启电源，打点计时器工作，待1～2 s再拖动纸带打出点子。 按照课前分好的实验小组坐好，准备动手实验。 三、实验步骤 （1）将滑板放在桌上，使滑轮伸出桌面。把打点计时器固定在滑板另一端，连接好电路。将穿过打点计时器的纸带固定在小车上； （2）将滑板在桌面内的一端略微垫高一些，用以平衡摩擦力。接通打点计时器的开关，用手轻推小车，使打点计时器在纸带上打下一系列小点。检查小点分布，调节滑板所垫高度，直至轻推小车，打点计时器能在纸带上打下间隔均匀的一系列小点； （3）将细线一端拴在小车上，经过滑轮后另一端挂上一个钩码。将另一个钩码放在小车上，使其与小车一起运动。接通打点计时器的开关，让小车在一个钩码的重力作用下做匀加速直线运动，获得一条打点纸带。对纸带进行处理、测量，询问教师实验小车、钩码的质量，将数据填入实验表2-1中； （4）将另一个钩码从小车上取下，也挂在细线上。接通打点计时器的开关，让小车在两个钩码的重力作用下做匀加速直线运动，再获得一条打点纸带。对纸带进行处理、测量，将相关数据填入实验表2-2中； （5）在小车上增加质量与小车相近的砝码，将两个钩码挂在细线上。接通打点计时器的开关，让小车及其上的砝码在两个钩码的重力作用下做匀加速直线运动，再获得一条打点纸带。对纸带进行处理、测量，将相关数据填入实验表2-3中。 四、实验数据记录与分析 ... ...