实验2 在气轨上研究瞬时速度

实验2 在气轨上研究瞬时速度

［目的要求］

1．用极限法测定瞬时速度；

2．深入了解平均速度和瞬时速度的关系；

3．用作图法（外推）和最小二乘法处理数据。

[实验装置]

实验的整个装置可分为四部分：导轨、滑块、气泵和光电测量系统。

1．导轨 气垫导轨的结构和零部件如图4-9-4所示。

导轨是由一根长约1.5m 或2 m 的三角形铝合金制成，两个轨面互成直角，轨面宽约8×10-2m ，表面经过精细刮研，故平整光滑，轨面上有均匀分布的直径为0.6×10-3m 的两排喷气小孔。导轨一端用堵头封死并设置一气垫滑轮或小质量的塑料滑轮；另一端装有进气口，从进气口进入的压缩空气可以从导轨表面的小孔及气垫滑轮的小孔中喷出，在滑块与导轨之间形成气垫。（如果是气垫滑轮，则滑轮旁还装有一调气阀门螺丝以控制滑轮上小孔的喷气量）为了避免碰伤，导轨两端内侧及滑块两端均装有缓冲弹簧。整个导轨通过两排调节螺钉安装在底座上。底座下部两端装有支脚螺钉，其间距为 1.140m 。利用单腿支脚螺钉上的旋钮可调节导轨的纵向水平，双腿支脚螺钉上的旋钮可调节导轨的横向水平。导轨的一侧装有读数标尺，其长度为1.5m 或2m 用来指示光电门的间距和滑块的位置。

2．滑块 滑块是在气轨上运动的物体，每套装

置配有长度为120mm 和240mm 的两个滑块，

如图4-9-5所示，它也由铝合金制成，其下部截

面呈“∧”形，内表面也经过精细加工，平整

光滑，与导轨表面能较精确地吻合，保证导轨

与滑块之间能形成稳定的

“气膜”。滑块上可加遮光片、加重砝码、缓冲弹图

4-9-4

图 4-9-5

簧等附件，以满足各种不同的实验要求。

3．气泵 本实验采用DC-错误！未找到引用源。 型微音洁净气泵作为气垫导轨的专用气源，该气泵体积小，移动方便；一台气泵可同时给2~3台导轨供气，若温度升高，则不宜长时间连续使用。

当接通电源（交流220V ）时即有气流输出，使用时要严禁将进气口或出气口堵塞，否则烧毁电机。

3．气垫导轨使用的注意事项

导轨表面和与其接触的滑块内表面都是经过精密加工的，两者配套使用，不得随便更换。在实验中严防敲、碰、划伤，以致破坏表面的光洁度；轨未通气时，绝导不容许将滑块放在导轨上面来回滑动。更换、安装或调节档光片在滑块上的位置时，或放加重块时，都必须把滑块从导轨上取下，待调节或安装好后再放上去，实验结束，应将滑块从导轨上取下，以免导轨变形。

5．光电测量系统

光电测量系统由光电门和 MUJ-6B 电脑通用计数器两部分组成，现分别说明如下：

（1）光电门

光电门是一种光电转换装置，它由红外发光管（或白炽灯）和光敏管组成。发光管工作时，其光照在光敏管上，当挡光片随滑块运动经过光电门时，将对光敏管有一段时间的遮光，由于光敏管受光照和不受光照的输出电流不同，从而光敏管便将遮光信号转换成电信号，控制测时器开始计时或停止计时，因而可测出遮光时间。每台导轨上配有两个位置可移动的光电门。

（2）MUJ-6B 电脑通用计数器

本实验所使用的北京青锋仪器厂生产的MUJ-6B 电脑通用计数器，如图4-9-6所示。该机以51系列单片微机为中央处理器，并编入与气垫导轨相适应的数据处理程序，具备多组实验的记忆存储功能，通过功能选择复位键输入指令；通过数值转换键设定所需数值；提取数据键提取记忆存储的实验数据；P1、P2光电输入口采集数据信号，由中央处理器处理，LED 数字显示屏显示各种测量结果。

一．MUJ-6B 电脑通用计数器及前后面板图及按键功能

1）前面板

错误！未找到引用源。

错误！未找到引用源。

错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错

错误！未找到引用源。 测频输入口 错误！未找到引用源。 LED 显示屏 错误！未找到引用源。 功能转换指示灯 错误！未找到引用源。 测量单位指示灯错误！未找到引用源。 功能选择/复位键 错误！未找到引用源。 数值转换键 错误！未找到引用源。 取数键 错误！未找到引用源。电磁铁键 错误！未找到引用源。 电磁铁开关指示灯

2）后面板

3）前面板上四个按键的功能：

1、功能键

用于十种功能的选择及取消显示数据复位。如按下功能键前，光电门遮过光，则清“0”，功能复位。光电门没遮过光时，按功能键，仪器将选择新的功能。或按下功能键不放，可循环选择功能，当您所需的功能灯亮时，放开此键即可。

2、转换键

用于测量单位的转换，挡光片宽度的设定及简谐运动周期值的设定。

在计时、加速度、碰撞功能时，按下转换键时间小于1秒时，测量值在时间或速度之间转换。按下转换键时间大于1秒时，可重新选择您所需要的挡光片宽度1.0cm 、3.0cm 、5.0cm 、10.0cm ，确认到您选用的挡光片宽度放开此键即可。

3、取数键

在计时1（S 1）、计时2（S 2）、加速度（a ）、碰撞（PZh ）、周期（T ）和重力加速度（g ）功能时，仪器可自动保留前几次实验测量值，按下取数键，可显示存入值。当显“E ×”，提示将显示存入的第×次实验值。在显示存入值过程中，按下功能键，会清除己存入的数值。

4、电磁铁键

按动此键可改变电磁铁的吸合（键上方发光管亮）。放开（键上方发光管灭）。

二．仪器功能与操作

如要显示速度值，请确认您所使用的挡光片与您设定的挡光片宽度应相等。（仅显示时间时可忽略此项操作）。每次开机，挡光片宽度自动设定为1.0cm 。

1、计时1（S 1）

测量对任一光电门的挡光时间，可连续测量。自动存入前20个数据，按下取数键可查看。

2、计时2（S 2） P1光电门插口 （外侧口兼电磁铁插口）

P2光电门插口

图4-9-6 MUJ-6B 电脑通用计数器面板结构示意图

测量P1口或P2口光电门两次挡光时间间隔及自由落体仪配套滑块通过P1口或P2口光电门的速度。

本仪器可自动存入前20个数据，按下取数键可查看。

3、加速度（a）

测量滑块通过每个光电门的速度及通过相邻光电门的时间或这段路程的加速度a。

本机会循环显示下列数据：

l 第一个光电门

××××××第一个光电门测量值

2 第二个光电门

××××××第二个光电门测量值

1-2 第一至第二光电门

××××××第一至第二光电门测量值

如连接3个或4个光电门时，将继续显示3，2-3，4，3-4段的测量值。只有再按功能键，清“0”方可选择下一次测量。

本仪器除显示本次实验数据还可：

1）存储2只光电门前4次实验测量值。

2）存储3～4只光电门前2次实验测量值。

3）按下取数键可查看存储测量值。

4、碰撞（PZh）

等质量或不等质量碰撞。

P1口、P2口各接一个光电门，两只滑行器上装好相同宽度的凹形挡光片和碰撞弹簧，让滑行器从气轨两端向中间运动，各自通过一个光电门后相撞，相撞后根据滑行器质量、初速度的不同分别通过光电门。

本机会循环显示下列数据：

P1.1 Pl 口光电门第一次通过

××××××P1 口光电门第一次测量值

P1.2 P1 口光电门第二次通过

××××××P1 口光电门第二次测量值

P2.1 P2 口光电门第一次通过

××××××P2 口光电门第一次测量值

P2.2 P2 口光电门第二次通过

××××××P2 口光电门第二次测量值

1）如滑块3次通过P1口，本机将不显示P2.2而显示P1.3。

2）如滑块3次通过P2口，本机将不显示P1.2而显示P2.3。

本仪器除显示本次实验数据，还可以记忆存储前4次实验的测量值。按下取数键可查看。

5、周期（T）：

测量简谐运动l～9999周期的时间。可选用以下二种方法测量。

1）不设定周期数：在周期数显示为0时，每完成一个周期，显示周期数会

加1。按下转换键即停止测量。显示最后一个周期数约1秒后，显示累计时间值。

2）设定周期数：按下转换键不放，确认到您所需周期数时放开此键即可。（只能设定100以内的周期数。）每完成一个周期，显示周期数会自动减1，当最后一次遮光完成，显示累计时间值。

按取数键可显示本次实验（最多前20个周期、每个周刚的测量值，如显示E2（表示第二个周期）．××××××（第二个周期的时间）……。

待运动平稳后，按功能键，即可重新开始测量。

6、重力加速度（g ）

将电磁铁插入P1光电门外侧插口，两个光电门插入P2光电门插口，电磁铁键上方发光管亮时，吸上小钢球：按电磁铁键，小钢球下落（同步计时）．到小钢球前沿遮住光电门（记录时间）显示：

l 第一个光电门

×××××× t 1值

2 第二个光电门

×××××× t 2值

注：第三个光电门插在P1光电门内侧插口．还可测到第3个数值。

因： 故有： （h 2-h 1）为两光电门之间距离。 将两光电门之间距离设定大些，可减小测量误差。

本仪器除显示本次实验数据，还可存储前5次实验测量值。按下取数键可查看。

按功能键或电磁铁键，仪器可自动清“0”，电磁铁吸合。

7、计数（J ）

测量光电门的遮光次数、

8、测频（f ）

可测量正弦波、方波、三角波。

1）将本机附带的测频输入线连接在前面板测频输入口上，另一端的红黑夹子分别夹在被测信号的输出端及公共地线上。

2）在电周期功能时，按转换键可转换到测频功能。

说明：当被测信号大于1MH Z ，如显示5628.86KH Z ,需查看尾数时，按取数键将会在显示屏左端显示×。则此次测量值应为5628.86×KH Z 。

9、电周期（T D ）

T D =1/f ，当频率较低时，用电周期测量频率值较准确。连接方法见[8、测频（f ）]一节。

10、信号源（XH ）

将信号源输出插头插入信号源输出插口，可输出频率为：10.000、1.000、0.100、0.010、0.001单位为KH Z 的方波信号，按转换键可改变电信号的频率。 注：如果测试信号误差较大，请检查本仪器地线与测试仪器地线是否相连接。 22221121,21gt h gt h ==2122121)(2t t h h g --=

[实验仪器]

气垫导轨、滑块、MUJ-6B 电脑通用计数器、DC-错误！未找到引用源。微音洁净气泵、加重砝码等。

［实验原理］

1．速度的测定

当物体作直线运动时，若在?t 时间内的位移为?x ，则该物体在这段时间内的平均速度为

。?t 越小，?x 就越小，平均速度就越接近于某时刻的实际速度。当?t →0时，平均速度的极限值 就是某点的瞬时速度： dt

dx t x V t t =??=→?0lim 但在实际测量中，计时装置不可能记下Δt →0的时间， 因而用此式直接测得速度是难以实现的。由于在比较小的

?x 范围内，滑块的速度变化也比较小，在一定的误差范

围内可以把平均速度?V 近似看成是滑块在某一点处的瞬 时速度。

实验中，将一挡光宽度为?x 的挡光片置于滑块上，

滑块经过设置于气轨某处的光电门时，毫秒计时器测出挡

光时间Δt ，于是便可近似求得滑块经过该光电门处的瞬

时速度。挡光片如图4-9-1所示。一般情况下毫秒计时器

计时方式为：当滑块向左（或向右）运动时，挡光片的边缘1（或3）进入光电门进行第一次挡光，毫秒计时器开始计时，当边缘2（或4）进入光电门进行第二次挡光时，毫秒计时器停止计时，或挡光片通过第一个光电门开始挡光时计时器开始计时，挡光片通过第二个光电门时停止计时。毫秒计将显示出滑块运行?x 距离时所需的时间间隔，?x/?t 即可近似认为是滑块在经过该光电门处的瞬时速度。

瞬时速度是一个重要的物理概念。气轨上的许多物理实验都与瞬时速度有关．然而，在这些实验中所测定的瞬时速度往往并不是严格意义下的瞬时速度，而是极短时间（或极短距离）内的平均速度，后者是前者的近似。本实验可以帮助学生了解瞬时速度和平均速度的关系，更准确地掌握瞬时速度的概念。

本实验采用极限法测定瞬时速度，极限法是物理实验中常用的一种方法．在许多实际情况中，理论是在极限（或理想情况）下得到的，而实际上都不可能实现，于是就用极限法来解决。如图2-1所示。

设变速运动的物体在经过A 点起的一小段时间δt 内的位移为δs ，则δt 内的平均速度为

t

s v δδ= 当δt ，δs 均趋近于零（即δs →0，δt →0）时，平均速度v 的极限值就等于物体在A 点的瞬时速度v 。

t x V ??=t x t ??→?0lim 图 4-9-1 挡光片 ?x

1 2 3 4 ?x 挡光片

在本实验中，δs 是第一、第二档光边之间的距离， δt 是两次相应挡光时刻之间的时间间隔，v 是在δs 及相应的δt 内的平均速度，v 代表U 形挡光片挡光时滑块的瞬时速度．

在实验中，无法做到δt →0，但可以间接地推算，即测出从A 点起逐渐变短（即挡光距离δs 不断变小）的若干个δt 内的v ，画出v -δt 图线，对于匀变速直线运动，它是一条直线，将图线延伸（外推）到坐标δt=0处，对应的v 就等于瞬时速度v 。

具体操作方法如下：在倾斜的气轨上，于A 点处放置一光电门（见图2-1）为滑块先后安装上挡光距离不同的U 形挡光片，使各挡光片的第一挡光边距A 点为l 滑块每次自P 点由静止开始下滑，分别测出相应的挡光时间δt 及挡光距离δs ，设滑块由静止下滑距离l 后的瞬时速度为v 。（即第一挡光时滑块的瞬时速度），则有

t a v v at v at v v v v v v at v v t a v t s v t t l 2,2)(2.2

,2000000+=∴+=++=∴+=

+=+== δδδ 其中a 为滑块在A 点处附近的加速度，对于具有不同挡光距离δs 的挡光片，可以测得与不同的v 对应的δt 值，作出v ~δt 图。对于匀变速运动，直线斜率为a /2，截距即为v 。

[实验内容]（实验步骤）

1．气轨的调平

无论做哪个实验，均须首先将气轨调成水平状态，即调平。其调节方法如下：

（1）粗调

启动气源后，将滑块停放在导轨中间部位，轻轻放手，观察滑块运动方向，调节气轨下面的双(单)腿支脚调节旋钮，使滑块基本静止，这时可粗略认为气轨已调平。因为滑块在气轨上既无外力又无初速度，若气轨水平，它便静止或不定向地漂动；若气轨倾斜，它将由高向低滑动。

（2）细调

a ．打开电源开关，将MUJ-6B 电脑通用计数器调至加速度（a ）工作状态，即，测量滑块通过每个光电门的速度。

b . 将两光电门放于相距约0.5m 处，打开气源开关给导轨通气，将滑块装上遮（挡）光片，置于导轨上，推动滑块使之获得一定的初速度而在导轨上来回运动。用MUJ-6B 电脑通用计数器按先后次序测出滑块往返一次经过两个光电门的时间t A1、t B1。由于滑块在气轨上运动，毕竟存在一定的空气阻力和粘滞力的作用，从而使滑块在水平导轨上沿某一方向运动时，经过后一个光电门的速度要比前一个的略慢，故t A1、t B1的值应大致相等（即相差不超过1ms ）。若不相等，则可判断哪一端较高，通过调节导轨一端的水平调节旋钮，直至t A1、t B1相等。此时气轨就处于水平状态。

2．在气轨下面只有一个螺丝的那一端，小心地将气轨抬起来，把一个标准调整块放在这个螺丝的下面．

P A l

β 图 2-1测瞬时速度示意图

3．将光电门固定于A 点，测定具有不同δs 的挡光片自P 点由静止开始自由下滑，经过光电门时从A 点开始在δs 区域内的平均速度v ，作v -δt 图，将图线线性外推以求得v A ，并用线性回归（最小二乘法）求v A.。

4．改变气轨的倾斜角度β（小角度）重复上述实验。

5．改变图2-1中A 点与P 点的距离l ，重复上述实验。

上述所有实验中的各组数据都需要多次测量。

6．注意事项．

（1）为了用作图（外推）法求v A ，δs 至少要取5个以上的值。

（2）挡光片是加在滑块上的附件．每次实验中，对δs 要取不同的值，但又要保持挡光片质量相同，这样才能保证滑块在同样的条件下下滑．特别要防止把δs 大的做成大片，把δs 小的做成小片．

（3）把挡光片装上滑块后，滑块的配重要

均衡．这可以用以下方法实现：如图2-2所示，

把每两种具有不同δs 的挡光片组成一对，横跨在

滑块两侧，以求得左右配重均衡。

（4）为了保证具有不同δs 的挡光片前沿在

滑块的某一个固定位置开始挡光，把挡光片放在滑块前部，以滑块的前缘即是挡光片的前沿为好，这样，可以把另一对挡光片放在滑块后部，以取得前后配重均衡．

[思考题]

1．试测量气轨倾斜角度β，并把实验中所求得的加速度a 与gsin β相比较．

2．使用平板形挡光片和两个光电门，如何测量滑块通过倾斜气轨上某一点A 处的瞬时速度？

图 2-2安装挡光片示意图

科学探究速度的变化教案修订版

科学探究速度的变化教 案 集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]

科学探究：速度的变化 教学目标： 1、采用将物体运动所经历时间或路程分解为若干段的方法测量不同阶段物体的运动速度。 2、能通过实验测量数据，并正确记录数据。 3、懂得个人观点、见解的正确与否必须通过实验（实践）来证明，通过实验养成认真细致的行为习惯和实事求是的精神、养成和其他同学合作的意识，初步认识科学探究方法。 重点难点： 重点：科学探究的过程。 教具：停表、米尺、斜面、小球、挡板等。 教法：讲解、讨论、实验、交流 课型：科学探究课 释疑知识点： 科学探究活动与实验是有区别的。不能将科学探究简化为实验，实验过程是探究活动的组成部分，因此，探究活动的计划，评估和交流显得更为重要。 一、科学探究过程：（学生讨论、交流、实验，教师引导） 例题： 如图，探究小球沿斜坡下滑的速度是否变 化如何变化 ⑴提出问题：小球沿斜坡下滑时，做的是变 速直线运动吗？ 你提出的问题是： ⑵猜想与假设：小球在斜坡下滑时的速 度可能越来越大。 你的猜想是: ⑶制定计划与设计实验：要想搞清楚小球沿斜坡下滑的速度究竟怎样变化，可以将斜面分成两段，分别利用测量的方法测出小球在上半段和下半段的速度加以比较。

①由速度公式可知，只要我们能够测出小球通过每一段的及所用的，利用公式就可以算出对应的速度。 ②需要的器材有：。 思考：小球通过下半段的时间怎样测量呢把小球放在B处开始下滑测时间，这样做对吗 你的观点是：。 ③设计实验纪录表格，为收集数据，分析实验结果提供依据。 ⑷进行实验与收集数据：实验中有以下几个问题需要考虑：如何测小球下滑的路程正确记录数据。如果发现不合理的数据可以更改吗该怎样处理 ⑸分析与论证：下面是一个小组测量的记录数据，请你帮他完成表格。 结论： （6）评估、交流与合作： 二、课堂练习： 课后作业1、2、3 三、小结(略) 四、布置作业： 1．写出探究报告，并分析得出结果。 板书设计： §2-4 科学探究：速度的变化 反思： 答案：⑴小球沿斜坡下滑时速度越来越快吗（或越来越慢吗） ⑵同上。 ⑶①v=s/t ，路程，时间 ②刻度尺、秒表（停表、手表）、挡板、斜面

大学物理重力加速度的测定实验报告范文.doc

大学物理重力加速度的测定实验报告范 文 一、实验任务 精确测定银川地区的重力加速度 二、实验要求 测量结果的相对不确定度不超过5% 三、物理模型的建立及比较 初步确定有以下六种模型方案： 方法一、用打点计时器测量 所用仪器为：打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等. 利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择理想纸带，找出起始点0，数出时间为t的p点，用米尺测出op的距离为h，其中t=0.02秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2，将所测代入即可求得g. 方法二、用滴水法测重力加速度 调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个(n 取50—100)水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2. 方法三、取半径为r的玻璃杯，内装适当的液体，固定在旋转台上.旋转台绕其对称轴以角速度ω匀速旋转，这时液体相对于玻璃

杯的形状为旋转抛物面 重力加速度的计算公式推导如下： 取液面上任一液元a，它距转轴为x，质量为m，受重力mg、弹力n.由动力学知： ncosα-mg=0 (1) nsinα=mω2x (2) 两式相比得tgα=ω2x/g，又tgα=dy/dx，∴dy=ω2xdx/g， ∴y/x=ω2x/2g. ∴ g=ω2x2/2y. .将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出，将转台转速ω代入即可求得g. 方法四、光电控制计时法 调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个(n 取50—100)水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2. 方法五、用圆锥摆测量 所用仪器为：米尺、秒表、单摆. 使单摆的摆锤在水平面内作匀速圆周运动，用直尺测量出h(见图1)，用秒表测出摆锥n转所用的时间t，则摆锥角速度ω=2πn/t 摆锥作匀速圆周运动的向心力f=mgtgθ，而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上几式得： g=4π2n2h/t2. 将所测的n、t、h代入即可求得g值.

科学探究：速度的变化.doc

科学探究：速度的变化 2.4一、教学目标1、知道科学探究的基本方法，会进行实验与收集数据。2、通过实验会测量数据，会正确记录数据。3、树立不迷信权威，不迷信书本，以及实践是检验真理的唯一标准的思想二、教学重点、难点1、会进行实验与收集数据2、实验方案的设计三、教学准备小球、斜面、钟表、刻度尺。四、教学过程教师活动学生活动说明活动目的：探究小球沿斜面下滑的速度是否变化？如何变化？活动器材：斜面、小球、钟表、刻度尺活动的过程和方法：a 。提出问题：本小组探究的问题是 _____________________。b 。制定的计划：本小组探究计划的要点是______________。强调：1、实验成功的关键：会测时间。小车开始运动的同时开始计时，发生碰撞时马上停表。必须专人操作。所以正式实验前应该练习几次，熟练之后会使测量的数据更准确。2、（1）为了使实验操作方便，斜坡的坡度不宜太大，即坡度要适中。用木块将带槽的斜面支成坡面，测出斜面的长度s，使小球从斜面的顶部滑下，测出小车通过的路程s的时间t，把测得的结果填入表中路程运动时间平均速度 s1=t1=v1=s2=s-s1t2=t-t1v2=s=t=v全＝（2）测出小球从斜面顶端滑过斜面上半段路程s1所用时间t1,算出小球通过上半段路程的平均速度v1。（3）求出斜面后半段路程s2,及后一段路程所用的时间t2,算出后一段路程的平均速度v2,将结果填入表

中，比较v1、v2得结论。c．实施计划。d．探究结论;上半段路程的平均速度是____________________________。下半段路程小球的速度是____________________结论： _______________________________。巩固练习：课本28页1或2选做一题。思考思考听讲操作实验填写数据学生动手操作交流、讨论引起学生兴趣教师诱导，防止秩序混乱培养学生认真听讲的习惯，同时可减少课堂中出现的不必要的麻烦，节约时间培养学生实事求是得科学精神培养学生总结能力五、板书设计:第四节科学探究：速度的变化提出问题： _______________________________________________________ ___制定方案：1、 ______________________________________________________2、 ______________________________________________________3、______________________________________________________实验记录表格（略）探究结论： _______________________________________________________ __ 2.4一、教学目标1、知道科学探究的基本方法，会进行实验与收集数据。2、通过实验会测量数据，会正确记录数据。3、树立不迷信权威，不迷信书本，以及实践是检验真理的唯一标准的思想二、教学重点、难点1、会进行实验与收集数据2、实验方

知识讲解实验探究加速度与力质量的关系

实验：探究加速度、力、质量之间的关系 【学习目标】 1．掌握在研究三个物理量之间关系时，常用的控制变量法 2．理解物体的加速度大小与力有关，也与质量有关 3．通过实验探究加速度与力和质量的定量关系 4．根据原理去设计实验，处理实验数据，得出结论 5．会分析数据表格，利用图象寻求物理规律 【要点梳理】 要点一、怎样测量（或比较）物体的加速度 1．物体做初速为0的匀加速直线运动，测量物体加速度最直接的办法就是用刻度尺测量位移并用秒表测量时间，由公式22xat?算出加速度。 2．可以在运动物体上连一条纸带，通过打点计时器打点来测量加速度。 3．也可以不测加速度的具体数值，而测不同情况下（即不同受力时、不同质量时）物体加速度的比值。根据22xat?，测出两初速度为0的匀加速运动在相同时间内发生的位移x1、x2，位移比就是加速度之比，即1122axax?。 要点二、怎样提供和测量物体所受的恒力 在现实中，仅受一个力的情况几乎是不存在的。一个单独的力的作用效果与跟它大小、方向都相同的合力的作用效果是相同的，因此，在实验中我们只要测出物体所受的合力即可。如何为运动的物体提供一个恒定的合力？又如何测出这个合力呢？ 可以在绳的一端挂钩码，另一端跨过定滑轮拉物体，使物体做匀加速运动的力就是物体的合力，这个合力等于钩码的重力。通过测量钩码的重力就可测得物体所受的合力。 要点三、平衡摩擦力 依据上面的方案中做匀变速运动的物体，受的合力并不等于钩码的重力。这是由于物体在相对运动，还要受到滑动摩擦力。 如何减小滑动摩擦力，使我们所测得的钩码重力尽可能接近于物体所受的合力？ ①使用光滑的木板； ②平衡滑动摩擦力。将木板一端垫高，让物体从木板上匀速滑下，此时物体的重力分力就等于物体所受的摩擦力。 ③平衡摩擦力后，当小车的质量发生改变时，不用再平衡摩擦力。这是由于sincosmgmg????，等式的两边质量可以抵消，即与物体的质量大小没有关系。 要点四、如何处理实验数据 本实验的数据处理可以采用计算法和图象法两种不同的方法： 1．计算法 测得加速度或加速度之比（等于位移之比）后，通过计算看看是否满足 2121FFaa?、1221mmaa? 2．图象法 测得加速度后，用拉力F为横坐标，加速度a为纵坐标，描绘a—F图象，看看图象是

探究加速度与力、质量的关系_实验报告

实验：探究加速度与力、质量的关系 [实验目的] 通过实验探究物体的加速度与它所受的合力、质量的定量关系 [实验原理] 1、控制变量法： ⑴保持m一定时，改变物体受力Ｆ测出加速度ａ，用图像法研究ａ与Ｆ关系 ⑵保持Ｆ一定时，改变物体质量m测出加速度ａ，用图像法研究ａ与m关系 2、物理量的测量： （1）小车质量的测量：天平 （2）合外力的测量：小车受四个力，重力、支持力、摩擦力、绳子的拉力。重力和支持力相互抵消，物体的合外力就等于绳子的拉力减去摩擦力。小车所受的合外力不是钩码的重力。为使合外力等于钩码的重力，必须： ①平衡摩擦力：平衡摩擦力时不要挂小桶，应连着纸带且通过打点记时器的限位孔， ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．将长木板倾斜一定角度，此时物体在斜面上受到的合外力为0。做实验时肯定无法这么准确，我们只要把木板倾斜到物体在斜面上大致能够匀速下滑（可以根据纸带上的点来判断），这就说明此时物体合外力为0，摩擦力被重力的沿斜面向下的分力（下滑力）给抵消了。由于小车的重力G、支持力N、摩擦力f相互抵消，那小车实验中受到的合外力就是绳子的拉力了。点拨：整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变托盘和砝码的质量，还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力. ②绳子的拉力不等于沙和小桶的重力：砂和小桶的总质量远小于小车的总质量 ．．．． ．．．．．．．绳子的拉 ．．．．．．．．．．．．．．．．．时，可近似认为 /g=(m+ m/)a,F=ma,得F=m m/g/(m+ m/);理论上F= m/g，只有当m/＜力等于 ．．．沙和小桶的重力。 ．．．．．．．．推导：实际上m ＜m时，才能认为绳子的拉力不等于沙和小桶的重力。点拨：平衡摩擦力后， 每次实验必须在满足小车和所加砝码的总质量远大于砝码和托盘的总质量的 条件下进行.只有如此，砝码和托盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等. 在画图像时，随着勾码重量的增加或者小车质量的倒数增加时，实际描绘的 图线与理论图线不重合，会向下弯折。 （3）加速度的测量： ①若v0 = 0 ，由x = v0 t + a t2 /2 得：a = 2 x / t2 , 刻度尺测量x，秒表测量t ②根据纸带上打出的点来测量加速度，由逐差法求加速度。 ③可以只测量加速度的比值a1/a2 = x1/x2 ，探究a1/a2 = F1/F2，a1/a2 = m2/m1. [实验器材] 一端附有滑轮的长木板、小车、细线和小桶、天平、砝码、钩码（或槽码）、打点计时器、学生电源、纸带、刻度尺 [实验步骤] ⑴用天平测出小车和小桶的质量m 和m/把数值记录下来。 ⑵按下图实验装置把实验器材安装好，使长木板有滑轮的一端伸出桌面 ⑶在长木板不带定滑轮的一端下面垫一小木块，通过前后移动，来平衡小车的摩擦力 ⑷把细线系在小车上并跨过定滑轮，此时要调节 ．．．．．．．．．．．．．．。 ．．．定滑轮的高度使细线与木板平行 ⑸将小车放于靠近打点记时器处，在小桶内放上砝码(5g)，接通电源，放开小车得到一打好点的纸带（注

大学物理实验报告-单摆测重力加速度

大学物理仿真实验 实验报告 拉伸法钢丝测杨氏模量 实验名称：拉伸法测金属丝的杨氏模量

一、实验目的 1、学会测量杨氏模量的一种方法； 2、掌握光杠杆放大法测量微小长度的原理； 3、学会用逐差法处理数据； 二、实验原理 任何物体（或材料）在外力作用下都会发生形变。当形变不超过某一限度时，撤走外力则形变随之消失，为一可逆过程，这种形变称为弹性形变，这一极限称为弹性极限。超过弹性极限，就会产生永久形变（亦称塑性形变），即撤去外力后形变仍然存在，为不可逆过程。当外力进一步增大到某一点时，会突然发生很大的形变，该点称为屈服点，在达到屈服点后不久，材料可能发生断裂，在断裂点被拉断。人们在研究材料的弹性性质时，希望有这样一些物理量，它们与试样的尺寸、形状和外加的力无关。于是提出了应力F/S（即力与力所作用的面积之比）和应变ΔL/L（即长度或尺寸的变化与原来的长度或尺寸之比）之比的概念。在胡克定律成立的范围内，应力和应变之比是一个常数，即 / ) /( =/ / (（1） ? ) FL = S L L L E? F S E被称为材料的杨氏模量，它是表征材料性质的一个物理量，仅与材料的结构、化学成分及其加工制造方法有关。某种材料发生一定应变所需要的力大，该材料的杨氏模量也就大。杨氏模量的大小标志了材料的刚性。

通过式（1），在样品截面积S 上的作用应力为F ，测量引起的相对伸长量ΔL/L ，即可计算出材料的杨氏模量E 。因一般伸长量ΔL 很小，故常采用光学放大法，将其放大，如用光杠杆测量ΔL 。光杠杆是一个带有可旋转的平面镜的支架，平面镜的镜面与三个足尖决定的平面垂直，其后足即杠杆的支脚与被测物接触，见图1。当杠杆支脚随被测物上升或下降微小距离ΔL 时，镜面法线转过一个θ角，而入射到望远镜的光线转过2θ角，如图2所示。当θ很小时， l L /tan ?=≈θθ （2） 式中l 为支脚尖到刀口的垂直距离（也叫光杠杆的臂长）。根据光的反射定律，反射角和入射角相等，故当镜面转动θ角时，反射光线转动2θ角，由图可 D b =≈θθ22tan （3） 式中D 为镜面到标尺的距离，b 为从望远镜中观察到的标尺移动的距离。 从（2）和（3）两式得到 D b l L 2=? （4） 由此得 D bl L 2=? （5）

(九年级物理)科学探究速度的变化

科学探究:速度的变化

阅读目标、重难点 思考讨论交流合作学习目标 1.学习将物体运动所经历时间或路程分解为若干段，测量不同阶段物体的运动速度。（重点） 2.通过实验测量数据，会正确记录数据。 3.知道个人见解的正确与否必须通过实验（实践）来证明。（难 点） 学习过程 一、科学探究的步骤是： 二、探究活动：探究小车在斜面上的运动情况 （一）、问题的提出： 提出问 题： 。 （二）、制定计划与设计实验： 想一想：怎样进行实验与收集证据呢？（看课件图示提 示） 请同学们设计实验方案 器材： 步骤：

观察记录 讨论交流（三）、进行实验与收集数据 观察实验演示并记录实验数据 （四）、分析论证 你能得到什么结论： 自我检测 1、A、B两车都做匀速直线运动，A车通过450 m 用了30 s ，而B车通过9 km用了12 min，那么速度快的为车。 2、一辆小 汽车在平直的 水平公路上行 驶，在这条公 路上任意取如图所示的5段路程，并将小汽车通过的各段路程及对应的时间记录下来。据此可判断：小汽车在这5段路程中做运动，速度大小是 m/s。 3、如果铁路钢轨每根长25m。火车行驶过程中，若在45s 内听到车轨与钢轨接头处的撞击声30次，那么火车的速度是 km/h。 4、关于平均速度,下列说法正确的是（） A、只要求出某一段路程中的平均速度，便可知整个路程中 的平均速度 B、平均速度就是速度的平均值 C、平均速度一定要指明是哪一段路程或哪一段时间以内的

独立完成 D、前一段路程中的平均速度比后一段路程中的平均速度小 5、一物体从静止开始做逐渐加快的变速运动，测得它最后3m所用的时间为0.5s，则下面哪个数据可能是全程的平均速度？（） A、 3 m/s B、 6 m/s C、6.3 m/s D、0 6、一个小球从光滑的斜面上从静止开始滚下，不同的时间滚下的路程如下表所示。 （1）取上面的坐标的纵坐标为路程s，每格为5m，横坐标为时间t, 每格为0.5s。根据图中数据描点并作出小球的路程—时间图像。

高中物理 人教版必修一 4.2实验：探究加速度与力、质量的关系 教学设计、教案

4.2实验：探究加速度与力、质量的关系 一、知识结构 二、教学目标 1.学会用控制变量法研究物理规律. 2.会测量加速度、力和质量，能做出物体运动的a-F、a-1m图象. 3.会通过实验探究加速度与力、质量的定量关系．. 三、新知全解 知识点控制变量法探究加速度a与力F、质量m的关系 1．实验原理： 2．实验器材：打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、夹子、细绳、低压交流电源(使用电火花打点计时器时不用低压交流电源)、导线、天平(带有一套砝码)、小盘、刻度尺． 控制变量法 当研究对象有两个以上的参量发生牵连变化时，我们设法控制某些参量使之不变，而研究其中两个参量之间的变化关系的方法叫控制变量法． 3．实验步骤： (1)称量质量：用天平测出小车和砝码的总质量m，小盘和砝码的总质量M.

(2)安装器材：按照如图把实验器材安装好，注意此时先不要把悬挂小盘的细绳系在车上，即不给小车加牵引力． (3)平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫一块木块，反复移动木块的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态．这时，小车拖着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车所受的重力在斜面方向上的分力平衡． (4)操作： ①把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小盘，先接通电源再放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列的点，打完点后切断电源，取下纸带，在纸带上标上纸带号码． ②保持小车和砝码的质量m不变，在小盘里放入适量的砝码，把小盘和砝码的总质量M记录下来，重复步骤①. ③保持小盘和砝码的总质量M不变，改变小车和砝码的质量m，重复以上步骤． 待测物理量器材 小车与其上砝码的总质量m天平 小盘和盘内砝码的总质量M天平 小车的加速度a 打点计时器 4.数据处理： (1)把小车在不同力作用下产生的加速度填在表中： 实验序号物理量 12345 6 作用力F 加速度a 以a为纵坐标、F为横坐标，根据数据作a-F图象，用曲线拟合测量点，找出规律，分析a与F的关系． (2)把不同质量的小车(小车和钩码)在相同力的作用下产生的加速度填在表中： 实验序号12345 6

大学物理实验报告单摆测重力加速度

——利用单摆测重力加速度 班级： 姓名： 学号： 西安交通大学模拟仿真实验实验报告 实验日期：2014年6月1日 老师签字：＿＿＿＿＿ 同组者：无 审批日期：＿＿＿＿＿ 实验名称：利用单摆测量重力加速度仿真实验 一、实验简介 单摆实验是个经典实验，许多著名的物理学家都对单摆实验进行过细致的研究。本实验的目的是学习进行简单设计性实验的基本方法，根据已知条件和测量精度的要求，学会应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法，学习累积放大法的原理和应用，分析基本误差的来源及进行修正的方法。 二、实验原理 用一根绝对挠性且长度不变、质量可忽略不计的线悬挂一个质点，在重力作用下在铅垂平面内作周期运动，就成为单摆。单摆在摆角小于5°（现在一般认为是小于10°）的条件下振动时，可近似认为是简谐运动。而在实际情况下，一根不可伸长的细线，下端悬挂一个小球。当细线质量比小球的质量小很多，而且小球的直径又比细线的长度小很多时，此种装置近似为单摆。单摆带动是满足下列公式： 进而可以推出： 式中L 为单摆长度（单摆长度是指上端悬挂点到球重心之间的距离）；g 为重力加速度。如果测量得出周期T 、单摆长度L ，利用上面式子可计算出当地的重力加速度g 。 西安交通大学物理仿真实验报告

三、实验内容 1. 用误差均分原理设计单摆装置,测量重力加速度g. 设计要求: (1)根据误差均分原理,自行设计试验方案,合理选择测量仪器和方法. (2)写出详细的推导过程,试验步骤. (3)用自制的单摆装置测量重力加速度g,测量精度要求△g/g < 1%. 可提供的器材及参数: 游标卡尺,米尺,千分尺,电子秒表,支架,细线(尼龙线),钢球,摆幅测量标尺(提供硬白纸板自制),天平(公用). 假设摆长l≈70.00cm;摆球直径D≈2.00cm;摆动周期T≈1.700s; 米尺精度△ 米≈0.05cm;卡尺精度△ 卡 ≈0.002cm;千分尺精度△ 千 ≈0.001cm; 秒表精度△ 秒 ≈0.01s;根据统计分析,实验人员开或停秒表反应时间为0.1s 左右,所以实验人员开,停秒表总的反应时间近似为△ 人 ≈0.2s. 2. 对重力加速度g的测量结果进行误差分析和数据处理,检验实验结果是否 达到设计要求. 3. 研究单摆周期与摆长,摆角,悬线的质量和弹性系数,空气阻力等因素的关 系,试分析各项误差的大小. 四、实验仪器 单摆仪，摆幅测量标尺，钢球，游标卡尺（图1-图4）

单摆测量重力加速度教案

用单摆测重力加速度 一、教学任务分析 高一学生已经学习了自由落体运动，了解了重力加速度的概念；本章前几节又学习了简谐运动，研究了单摆的振动周期，知道周期公式以及成立的条件。知识背景充足。我认为这一节课一是让学生加深对单摆简谐运动的理解和认识，二是培养学生实验技能，加强学生的科学素养，这才是这一节课最重要的目的。 二、教学目标 1、知识与技能 （1）、使学生学会用单摆测定当地的重力加速度； （2）、使学生学会处理数据的方法； （3）、让学生能正确熟练地使用秒表。 2、过程与方法 学生发散思维、探究重力加速度的测量方法──明确本实验的测量原理──组织实验器材、探究实验步骤──进行实验──分析数据，得出实验结论。这一条探究之路。 3、情感态度与价值观 （1）、通过课堂活动、讨论与交流培养学生的团队合作精神。 （2）、通过对振动次数的计数等培养学生仔细观察、严谨治学的科学素养。 三、教学重点与难点 重点： 1.了解单摆的构成。 2. 单摆的周期公式。 3. 处理数据的方法。 难点： 1. 计时的准确性。 2. 计数的准确性。 四、教学资源： 长约一米的细丝线、通过球心开有小孔的金属球、带有铁夹的铁架台、毫米刻度尺、秒表。多媒体。 五、教学设计思路 本设计的基本思路是： 第一，通过计时时刻的确定（以最低点速度最快时为计时起点）、推导用单摆测重力 加速度的公式（g= 2 2 4L T π? ? ）、摆球的要求（重且小）、摆长的确定（从球重心到悬点的长 度）及单摆做简谐运动的条件（在一个平面内运动且摆角小于50）。 第二，通过探讨测量加速度的方法，编写实验步骤时要指明器材、方法和公式；根据实验原理确定器材、通过测定摆球直径了解有效数字和精确度的匹配；通过测量30-50次全振动的时间确定周期以减小偶然误差；数据处理的两种方法平均法和图像法；试着分析实验误差。 第三，用分组探究、分析讨论的方法使学生深刻体会、经历实验的过程，让学生明白做什么，为什么这样做，这样做的误差在哪里，做一个实验的设计者和操作者，而不是旁观者和执行者。切实提高学生的实验技能，培养他们对物理实验的热情和素养。最后让学生利用课堂学到的实验技能写出用打点计时器测重力加速度的实验报告，加以巩固和提高。

《科学探究速度的变化》教案

科学探究：速度的变化 教学目标： 1、采用将物体运动所经历时间或路程分解为若干段的方法测量不同阶段物体的运动速度。 2、能通过实验测量数据，并正确记录数据。 3、懂得个人观点、见解的正确与否必须通过实验（实践）来证明，通过实验养成认真细致的行为习惯和实事求是的精神、养成和其他同学合作的意识，初步认识科学探究方法。 重点难点： 重点：科学探究的过程。 教具：停表、米尺、斜面、小球、挡板等。 教法：讲解、讨论、实验、交流 课型：科学探究课 释疑知识点： 科学探究活动与实验是有区别的。不能将科学探究简化为实验，实验过程是探究活动的组成部分，因此，探究活动的计划，评估和交流显得更为重要。 一、科学探究过程：（学生讨论、交流、实验，教师引导） 例题： 如图，探究小球沿斜坡下滑的速度 是否变化？如何变化？ ⑴提出问题：小球沿斜坡下滑时，

做的是变速直线运动吗？ 你提出的问题是： ⑵猜想与假设：小球在斜坡下滑时的速度可能越来越大。 你的猜想是: ⑶制定计划与设计实验：要想搞清楚小球沿斜坡下滑的速度究竟怎样变化，可以将斜面分成两段，分别利用测量的方法测出小球在上半段和下半段的速度加以比较。 ①由速度公式可知，只要我们能够测出小球通过每一段的及所用的，利用公式就可以算出对应的速度。 ②需要的器材有：。 思考：小球通过下半段的时间怎样测量呢？把小球放在B处开始下滑测时间，这样做对吗？ 你的观点

是：。 ③设计实验纪录表格，为收集数据，分析实验结果提供依据。 ⑷进行实验与收集数据：实验中有以下几个问题需要考虑：如何测小球下滑的路程？正确记录数据。如果发现不合理的数据可以更改吗？该怎样处理？ ⑸分析与论证：下面是一个小组测量的记录数据，请你帮他完成表格。 结论： （6）评估、交流与合作： 二、课堂练习： 课后作业1、2、3 三、小结(略) 四、布置作业： 1．写出探究报告，并分析得出结果。

实验：探究加速度与力、质量的关系-教学设计

本节选自人教版高中物理教材第四章第2节《实验：探究加速度与力、质量的关系》，牛顿第二定律是动力学的核心规律，是本章重点和中心内容，而探究加速度与力和质量的关系是学习下一节的重要铺垫。教材中实验的基本思路是采用控制变量法。本实验要测量的物理量有质量、加速度和外力。测量质量用天平，需要研究的是怎样测量加速度和外力。 （1）测量加速度的方案：①方法1：小车做初速度为0的匀加速直线运动，直接测量小车移动的位移x和发生这段位移所用的时间t，a=2x/t2计算出加速度a。 ②方法2：将打点计时器的纸带连在小车上，根据纸带上打出的点来测量加速度。 ③方法3：让两个做初速度为0的匀加速直线运动的物体的运动时间t相等，那么由 a=2x/t2可知，它们的位移之比就等于加速度之比。 （2）提供并且测量物体所受的外力的方案：由于我们上述测量加速度的方案只能适用于匀变速直线运动，所以我们必须给物体提供一个恒定的外力，并且要测量这个外力。但测力有一定困难，还需平衡摩擦，教材的参考案例提供的外力比较容易测量。

4．物理量的测量 本实验需要测量的物理量有三个：物体的质量m、物体所受的作用力F和物体运动的加速度a。 （1）质量的测量 质量可以用天平测量。为了改变小车的质量，可以在小车中增减砝码的数量。 （2）加速度的测量 ①方法1：小车做初速度为0的匀加速直线运动，直接测量小车移动的位移x和发生这段位移所用的时间t，a=2x/t2计算出加速度a。 ②方法2：将打点计时器的纸带连在小车上，根据纸带上打出的点来测量加速度。 ③方法3：让两个做初速度为0的匀加速直线运动的物体的运动时间t相等，那么由a=2x/t2可知，它们的位移之比就等于加速度之比，即： x 1 x 2= a 1 a 2 这样，测量加速度就转换成测量位移了。 （2）力的测量 现实中，仅受一个力作用的物体几乎不存在，所以实验中作用力F的含义是物体所受的合力。 那么，如何测小车所受合外力F合？ 我们通过下面具体实验来说明。 二、实验设计 实验设计1：用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系 1．实验器材：小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻度尺、天平。 2．实验步骤

(完整版)重力加速度的测定实验报告

重力加速度的测定 一，实验目的 1，学习秒表、米尺的正确使用 2，理解单摆法和落球法测量重力加速度的原理。 3，研究单摆振动的周期与摆长、摆角的关系。 4，学习系统误差的修正及在实验中减小不确定度的方法。 二，实验器材 单摆装置，停表（精度为0.01s），钢卷尺（精度为1mm），游标卡尺（精度为0.02mm) 三，实验原理 单摆是由一根不能伸长的轻质细线和悬在此线下端体积很小的重球所构成。在摆长远大于球的直径，摆球质量远大于线的质量的条件下，将悬挂的小球自平衡位置拉至一边（很小距离，摆角小于5°），然后释放，摆球即在平衡位置左右作周期性的往返摆动，如图2-1所示。 f =F sinθf θ T=F cosθ F= mg L 单摆原理图

摆球所受的力f 是重力和绳子张力的合力，f 指向平衡位置。当摆角很小时（θ<5°），圆弧可近似地看成直线，f 也可近似地看作沿着这一直线。设摆长为L ，小球位移为x ，质量为m ，则 L x = θsin f=θsin F =-L x mg - =-m L g x 由f=ma ，可知a=- L g x 式中负号表示f 与位移x 方向相反。 单摆在摆角很小时的运动，可近似为简谐振动，比较谐振动公式：a = m f =-ω2 x 可得ω=l g ，即02 22=+x dt x d ω，解得)cos(0?ω+=t A x ，0A 为振幅，?为初相。 应有[])2cos())((cos )cos(000?πω?ω?ω++=++=+=t A T t A t A x 于是得单摆运动周期为：T =ωπ 2=2πg L 即 T 2=g 2 4πL 或 g=4π22 T L 又由于细线不是完全没有质量，他在外力作用下也不可能完成伸长，所以，单摆的重力加速度公式修正为 22 21 4T d L g +=π 四，实验步骤 1，数据采集 （1）测量摆长L 用米尺测量摆球支点和摆球顶点或最低点的间距l ，用游标卡尺测量小球的直径d,则摆长 d l L 2 1+= （2）测量摆动周期 用手把摆球拉至偏离平衡位置约? 5放开，让其在一个铅直面内自由摆动，当小球通过平衡位置的瞬间，开始计时，连续默数100次全振动时间为t ，再除以100，得到周期T 。 （3）将所测数据列于下表中，并计算出摆长、周期及重力加速度。

沪科版八年级物理上册《24科学探究速度的变化》教案

沪科版八年级物理上册《24科学探究速度的变化》教案 1、将物体运动所经历时间或路程分解为若干段，测量不同阶段物体的运动速度。 2、通过实验测量数据，会正确记录测量结果。 3、知道个人见解的正确与否必须通过实验来证明 1、通过实验测量数据，会正确记录测量结果。 2、学会科学探究的过程与方法。 1、培养学生的科学态度和科学精神。 2、学会科学探究的过程与方法。 学生分组实验：斜面、金属片、小车、停表、刻度尺。 一、复习提问： 1、什么叫匀速直线运动？

2、什么叫变速直线运动？ 3、你是如何探究运动物体的速度是否发生变化的？（要求学生参照课本P27探究物体运动速度变化的方法，即在相等时间内，运动物体通过的路程是否相等或通过相等的路程，运动物体所用的时间是否相等。） 4、科学探究有几个主要五一节？ 二、新课教学 学生阅读课本P29“提出问题”有关内容。 对于“提出问题”，在没有获得证据之前，人们对于问题所做的解释，发表的见解就是猜想或假设。为了证明你的猜想或假设是否正确，需要用证据来证明。证据可以从图书馆、互联网或书店等处收集，也可以做实验收集数据。在收集证据时，应操作规范、实事求是，具有严谨客观的科学态度，不随意涂改实验数据。 自己做实验需要考虑什么是有价值的证据，用什么方法，什么仪器来收集证据，以及如何让别人相信证据等，这就是设计实验。

下面有三个问题，请同学们提出自己的观点，通过实验收集证据，证明自己的观点是否正确。现在我们先选择第一个问题：小车没斜坡下滑的速度是否变化？如何变化？ 分组讨论、交流： 1、你要探究的问题 2、你的猜想或假设 3、你设计的实验（方法、仪器、步骤、收集的数据、数据记录表格），并写好实验报告。 （教师可根据实际情况提示实验的方法） 三、实验总结。 四、板书设计 第四节科学探究：速度的变化 （一）探究问题

单摆测量重力加速度实验报告

实验报告 学生姓名： 地点：三楼物理实验室 时间： 年 月 日 同组人： 实验名称：用单摆测重力加 速度 一、实验目的 1．学会用单摆测定当地的重力加速度。 2．能正确熟练地使用停表。 二、实验原理 单摆在摆角小于10°时，振动周期跟偏角的大小和摆球的质量无关，单摆的周期公式是T ＝2π l g ，由此得g ＝4π2l T 2，因此测出单摆的摆长l 和振动周期T ，就可以求出当地的重力加速度值。 三、实验器材 带孔小钢球一个，细丝线一条(长约1 m)、毫米刻度尺一把、停表、游标卡尺、带铁夹的铁架台。 四、实验步骤 1．做单摆 取约1 m 长的细丝线穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后把线的另一端用铁夹固定在铁架台上，并把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂． 2．测摆长 用米尺量出摆线长l (精确到毫米)，用游标卡尺测出小球直径D ，则单摆的摆长l ′＝l ＋D 2。

3．测周期 将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于10°)，然后释放小球，记下单摆摆动30次～50次的总时间，算出平均每摆动一次的时间，即为单摆的振动周期．反复测量三次，再算出测得周期数值的平均值。 4．改变摆长，重做几次实验。 五、数据处理 方法一：将测得的几次的周期T和摆长l代入公式g＝4π2l T2中算出重力加速度g的 值，再算出g的平均值，即为当地的重力加速度的值。 方法二：图象法 由单摆的周期公式T＝2π l g可得l＝ g 4π2T 2，因此，以摆长l为纵轴，以T2为横 轴作出l－T2图象，是一条过原点的直线，如右图所示，求出斜率k，即，可求出g值．g ＝4π2k，k＝ l T2＝ Δl ΔT2。 （隆德地区重力加速度标准值g=9.786m/s2） 六、误差分析

科学探究速度的变化及复习

第三讲:科学探究速度的变化及复习 知识精讲 一、科学探究的环节有：提出问题、猜想与假设、设计实验与制定计划、进行实验与收集证 据、分析与论证、评估、交流与合作 二、合作探究 活动一： 小车从斜面由静止下滑，在下滑过程中小车的速度是否发生 改变呢？ 1．提出的问题：小车从斜面上滑下，速度是怎样变化的？ 2．猜想与假设：速度越来越大 3．设计实验与制定计划： 我们要想研究小车在斜面上速度的变化，可以采用分段的方式把斜面分开，然后分别测 量小车运动的路程和时间，再利用速度公式计算出小车的速度。 （1）实验原理：t s v / （2）实验器材：停表、刻度尺、斜面、小车、金属片 （3）注意事项： 测S:以小车的前缘到金属片的距离为准 测t: ①以看到小车的前缘撞击金属片为准；②记时开始与小车释放应该是同时的③斜面的 倾斜度应该小些,使小车运动的速度更小。 （4）实验步骤： ①使斜面保持很小的坡度,把小车放在斜面顶端,金属片放在斜面底端,测出小车将通过的路 程S 1②测小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t 1③将金属片移至S 1的中点,测出小车从 斜面顶端滑过斜面上半段路程S2所用的时间t 2④根据数据算出小车从中点滑过斜面下半段 路程的S 3,以及用的时间t 3 （5）设计表格 路程 (m) 运动时间(s) 平均速度(m/s) 全程 S1= t1= v1= 上半段 S2= t2= v2= 下半段 S3= t3= v3=

4、进行实验与收集证据，并将收集到的数据填入上面表格中。 5、分析与论证，由数据得出自己的结论。 6、评估 7、交流与合作 专题训练 1．关于平均速度,下列说法正确的是（ ） A ．只要求出某一段路程中的平均速度，便可知整个路程中的平均速度 B ．均速度就是速度的平均值 C ．平均速度一定要指明是哪一段路程或哪一段时间以内的 D ．前一段路程中的平均速度比后一段路程中的平均速度小 2．小明在跑百米时前50m 用时6s ，后50m 用时7s ，则以下说法中正确的是（ ） A ．小明前50m 的平均速度是7.14m/s B ．小明后50m 的平均速度是8.33m/s C ．百米全程的平均速度是7.69m/s D ．百米全程的平均速度是7.74m/s 3．小刚家距学校1200米，上学时，前半段用了6分钟，后半段用了10分钟．问：小刚上 学的平均速度为（ ） A ．1.25米/秒 B ．2米/秒 C ．7.5米/秒 D ．0.83米/秒 4．如图所示，物体沿斜面从顶端匀速下滑至底端．在这过程中，物体的速度V 、通过的距 离S 、机械能E 和动能EK 随时间t 的变化如图所示，则错误的是（ ） A ． B ． C ． D ． 5．用斜面和滑块做“测物体的平均速度”的实验，如图所示，当滑块自顶端出发时开始计 时，滑至斜面底端时停止计时．在此过程中，滑块的平均速度是（ ） A ．10 cm/s B ．9 cm/s C ．8 cm/s D ．7 cm/s 8题 9题 6．如图是苹果下落过程中拍摄的频闪照片，相机每隔0.1s 曝光一次，由此可判断苹果的运 动是 （匀速/变速）；运动照片上A 与B 的间距，所对应的苹果的实际运动路程为 48cm ，则苹果在这段路程上的平均速度是 m/s ． 7．在研究气泡运动规律的实验中，小明每隔10s 记录的气泡位置如图所示，则气泡上升时 速度大小的变化情况是 ；小明用刻度尺测出A 、B 间的距离s=80cm ，则气泡 通过AB 段的平均速度v= cm/s ．

《实验：探究加速度与力、质量的关系》教案

实验：探究加速度与力、质量的关系 一、教材分析： 新课标较原有的教学大纲更注重对学生动手能力、探索能力、自己总结观察现象的能力的培养，以本节课为例，以前是验证牛顿第二定律，注重的是知识的再现，而现在变为探究，注重的是问题的提出与发现。本节课以实验的形式出现，不仅锻炼学生的动手能力，更重要的是如何设计实验，如何提出问题，以及如何操作，如何进行数据处理，分析并得出实验结果，这些才是现代中学生最应该掌握的方法和技巧。至于学生自己设计的方案不管是否符合要求，不管实验后能否得出正确的结论，都要加以鼓励，因为学生在设计和实际操作中的亲身体验才是最重要的。 二、三维目标： 1．知识与技能 1)理解物体运动状态的变化快慢，即加速度大小与力有关，也与质量有关． 2)通过实验探究加速度与力和质量的定量关系． 3)培养学生动手操作能力． 2．过程与方法 1)指导学生半定量的探究加速度和力、物体质量的关系，知道用控制变量法进行实验． 2)学生自己设计实验，自己根据自己的实验设计进行实验． 3)对实验数据进行处理，看一下实验结果能验证什么问题． 3．情感态度与价值观 1．通过探究实验，培养实事求是、尊重客观规律的科学态度． 2．通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神． 3．培养与人合作的团队精神． 三、教学重点、难点： 1．教学重点 1)控制变量法的使用． 2)如何提出实验方案并使实验方案合理可行． 3)实验数据的分析与处理． 2．教学难点 1)如何提出实验方案并使实验方案合理可行． 2)实验数据的分析与处理． 四、教学方法：探究、讲授、讨论、练习 五、教学用具： 多媒体课件，小轧一端带滑轮长木板、带小钩或小盘的细线两条；钩码(规格：10 g＼20 g，用作牵引小车的力)；砝码(规格：50g＼100 g＼200g，用来改变小车的质量)；刻度尺、计算器，铅笔；文件夹；粗线绳(用来牵引小车)．打点计时器、学生电源、纸带、气垫导轨、

《摆的研究》实验创新

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/1f18408276.html, 《摆的研究》实验创新 作者：张朋 来源：《安徽教育科研》2020年第03期 摘要：实验“摆的研究”对于学生初步掌握钟表的原理，有着重要的促进作用。摆钟的出现提高了人类对时间的准确认知，研究摆的快慢与什么因素有关，对理解摆钟的原理和设计制作摆钟有着重要的作用。根据实验操作时反映出的问题，对实验方法和实验器材进行改进与创新，从而达到高效精准，体现实验的科学与严谨。 关键词：小学科学摆的研究改进与创新 《摆的研究》涉及三个实验探究，如何引导学生自主设计实验方案，分小组独立完成每个实验，显得至关重要。为了实现教学目标，更高效地完成实验，我对实验方法和实验器材进行了改进与创新，为学生呈现更为直观清晰的实验现象，从而增强学生对科学知识的感性认知和探究性体验。 下面，我将该实验在教材中的地位与作用、实验原型存在的不足、个人对于该实验的改进与创新、改进后的实验器材、改进后的实验过程等，陈述如下： 一、实验在教材中的地位与作用 《摆的研究》选自教育科学出版社《小学科学》五年级下册“时间的测量”单元，本课的重点在于研究“摆的快慢与什么因素有关”，起着承上启下的作用。基于学生在前期的学习中对“摆”已经有了一定的初步认识，并积累了一定的生活经验。因此本课旨在让学生能够使用“控制变量”的方法搜集证据，体验精确测量对科学研究的重要性。 二、实验原型存在的不足 探究实验一：摆动快慢与摆绳长度的关系。 原型不足：在变换摆绳长度时，需要多次系绳。不仅耽误时间，而且不容易把握摆绳长度，进而会误导学生认为不是同一个摆。 探究实验二：摆动快慢与摆锤重量的关系。 原型不足：在更换摆锤重量使用钩码时，两个以上钩码挂在一起，形成多次连接，容易晃动，测量数据不准确;而使用铁球时，不容易拴住，铁球比较重，也不容易区分不同铁球的重量。

【八年级】八年级物理全册第二章第四节科学探究速度的变化教案2新版沪科版

【关键字】八年级 第四节科学探究：速度的变化 教学目标 1．将物体运动所经历时间或路程分解为若干段，测量不同阶段物体的运动速度。 2．通过实验测量数据，会正确记录测量结果。 3．知道个人见解的正确与否必须通过实验来证明。 教学重、难点 1．重点 (1)通过实验测量数据，会正确记录测量结果。 (2)学会科学探究的过程与方法。 2．难点 (1)培养学生的科学态度和科学精神。 (2)学会科学探究的过程与方法。 教学方法 复习法、阅读法、科学探究法、讨沦交流法、讲授法。 教具准备 学生分组实验：斜面、金属片、小球、木块、停表、刻度尺、卷尺。 教学过程 —、复习提问 1．什么叫匀速直线运动? 2．什么叫变速直线运动? 3．你是如何探究运动物体的速度是否发生变化?(要求学生能参照课本P27探究物体运动速度变化的方法，即在相等时间内，运动物体通过的路程是否相等，或通过相等的路程，运动物体所用的时间是否相等。) 4．科学探究有几个主要环节? 2、新课教学 师：请同学们阅读课本P29“提出问题”有关内容。 生：阅读。 师：对于“提出问题”，在没有获得证据之前，人们对于问题所做的解释，发

表的见解就是猜想或假设。为了证明你的猜想或假设是否正确，需要用证据来证明。证据可以从图书馆、互联网或书店等处收集，也可以做实验收集数据。在收集证据时，应操作规范、实事求是，具有严谨客观的科学态度，不随意涂改实验数据。 自己做实验需要考虑什么是有价值的证据，用什么方法，什么仪器来收集证据，以及如何让别人相信证据等，这就是设计实验。 下面有三个问题，请同学们提出自己的观点，通过实验收集证据，证明自己的观点是否正确。这三个问题可以任选一个或两个，也可以三个都探究；可以一个人独立完成，也可以小组合作一起完成。 问题1：小球沿斜面下滑的速度是否变化?如何变化? 问题2：粗糙的木块沿斜面下滑的速度是否发生变化?如何变化? 问题3：同学在lOOm跑的过程中速度是否发生变化?如何变化? 请大家分小组讨论、交流： 1．你要探究的问题 2．你的猜想或假设 3．你设计的实验方案(方法、仪器、步骤、收集的数据、数据记录表格)，并写在实验报告上。 教师巡回检查、指导。 师：小球、木块在斜面上下滑，时间较短，测在相同时间内通过的路程，难度较大，能否用另一种方法? 生：讨论得出：让小球、木块通过相等的路程，测所用的时间。求出通过各段路 程的速度，就可判断小球、木块在斜面上下滑时速度是否发生变化，如何变化了。 学生探究实验报告(1) 提出问题：小球沿斜面下滑的速度是否变化?如何变化? 猜想或假设：小球沿斜面下滑的速度越来越快 设计实验方案： 让小球从斜面顶端A下滑，通过相同的路程(距离) sAB、sBC、sCD所用的时间为tAB、tBC、tCD，根据v=，算出小球通过AB、BC、CD段路程时速度