測變速直線運動的平均速度實驗課教案
測變速直線運動的平均速度實驗課教案
【目的和要求】
觀察做變速運動的物體的運動特征，理解平均速度的物理意義。
【儀器和器材】
節(jié)拍器（全班共用），鋼棒2根（直徑8毫米，長80厘米一100厘米，或用細木棒代替），高、低支架各1個，鋼球（直徑19毫米左右），墊塊，紅粉筆，刻度尺。
【實驗方法】
1．安裝實驗器材。將兩根鋼棒的兩端分別插入高、低支架的兩孔中，然后將支架平放在實驗桌上，當鋼球放在高端兩棒之間時，鋼球會沿兩棒滾下，如圖19－1所示。
2．訓練反應能力。教師首先調(diào)節(jié)節(jié)拍器每兩次響聲之間（每拍）的時間間隔為1秒。讓學生一只手在高端兩棒之間擋住鋼球，并隨著節(jié)拍器的響聲數(shù)5、4、3、2、1，數(shù)到0時放手讓小球滾下并接下去數(shù)1、2、3、……如此重復幾次，直到學生基本上能按上述要求與節(jié)拍器響聲同步為止。
教師然后調(diào)節(jié)節(jié)拍器每兩次響聲之間的時間間隔為0．75秒。按上述要求重復訓練幾次，要求學生能基本上達到與節(jié)拍器響聲同步反應。這對于今后做其他實驗是有益的。
3．調(diào)節(jié)小球滾動的快慢。用墊塊調(diào)整支架的高度，使鋼球滾到接近低端時節(jié)拍數(shù)為整數(shù)，例如第8拍，并在該拍時鋼球經(jīng)過的位置用粉筆做一個記號。
4．觀察小球運動情況。可看到小球沿兩棒越滾越快，開始時速度為0，滾到末端時速度最大。按方法2中的要求重新數(shù)著拍子并讓小球從0拍開始滾下，在第4拍時小球經(jīng)過的位置用粉筆做個記號。當小球在8拍內(nèi)滾完全程時，比較第0拍至第4拍間小球運動的路程和第4拍至第8拍間小球運動的路程長短，可發(fā)現(xiàn)在相同的時間內(nèi)，后半段的路程較長，說明小球在做變速直線運動。
5．測量變速直線運動的時間和路程。將節(jié)拍器每拍的時間間隔定為1秒，用刻度尺測量小球在第0拍至第4拍間的路程以及第4拍至第8拍間的路程，連同兩段路程相應的時間，填入表1．9－1中。
6．節(jié)拍器每拍的時間間隔仍為1秒，記下第5拍時小球經(jīng)過的位置。用刻度尺測量小球在第0拍至第5拍間運動的路程以及第5拍至第8拍間運動的路程，連同兩段路程相應的時間，填入表1．9－1中。
實驗次數(shù)第一段路程
節(jié)拍數(shù)時間（秒）路程（厘米）平均速度（厘米/秒）
第二段路程全程平均速度（厘米/秒）
節(jié)拍數(shù)時間（秒）路程（厘米）平均速度（厘米/秒）
7．節(jié)拍器每拍的時間間隔改為0．75秒。重新用墊塊調(diào)整支架的高度，調(diào)節(jié)小球滾動的快慢，使鋼球滾到接近低端時仍為8拍，用粉筆記下第8拍的位置。然后讓小球從高端滾下，記下小球在第4拍時所經(jīng)過的位置，用刻度尺測量小球前4拍和后4拍所經(jīng)過的路程，連同相應的節(jié)拍數(shù)和時間填入上表中。
8．同方法7，記下小球從高端滾下時數(shù)8拍所經(jīng)過的位置，用刻度尺測量小球前6拍和后2拍所經(jīng)過的路程，連同相應的節(jié)拍數(shù)和時間填入上表中。
9．計算平均速度，分析實驗結(jié)果。
由平均速度公式 計算出上表中各段路程的平均速度和全程的平均速度。由實驗結(jié)果可以看出：
�。�1）變速直線運動中，各段路程的平均速度并不相等，而且它們也不等于全程的平均速度。
�。�2）物體的運動情況變化時，各段路程的平均速度和全程的平均速度也發(fā)生變化。物體經(jīng)過某段路程的平均速度反映了該物體在這段路程上的運動快慢情況。
【注意事項】
1．實驗中每次要從同一位置讓小球自由滾下。
2．若無現(xiàn)成儀器，可以自制，也可用斜面小車代替。用書本將斜面木板一端支起，改變書本的厚度可改變斜面的傾角，即改變小車運動的快慢。
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