2.根據(jù)語(yǔ)言環(huán)境解釋詞語(yǔ)
(1)隨著末代港督的離去,這座古典風(fēng)格的白色建筑成為歷史的陳?ài)E。
陳?ài)E:_____________________________
(2)一百五十多年的英國(guó)管治即將告終。
告終:_____________________________
1.課文按時(shí)間順序主要描寫了四個(gè)場(chǎng)景,請(qǐng)找出文中表明時(shí)間和事件的標(biāo)志性詞語(yǔ)。
(1)_____________________________ (2)_____________________________
(3)_____________________________ (4)_____________________________
1、本課實(shí)驗(yàn)應(yīng)用倍增思想得到了橡皮筋對(duì)小車做的變力功與速度的平方成正比。這使我們想到:恒力對(duì)物體做的恒力功與速度的平方成正比,你如何應(yīng)用倍增思想設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證?
教學(xué)總結(jié)
(1)本實(shí)驗(yàn)用倍增思想設(shè)計(jì),探究變力做功與速度的相關(guān)量的變化之間的關(guān)系。體現(xiàn)了探究過(guò)程采用的物理方法-倍增方法,用這種方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是非常精妙的。
(2)但本實(shí)驗(yàn)中,還需要用到紙帶的分析、速度的測(cè)量、力的平衡等相關(guān)的知識(shí)與技能。
(3)實(shí)驗(yàn)探究能更強(qiáng)烈地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,體會(huì)學(xué)習(xí)的快樂(lè);并通過(guò)親身實(shí)踐,樹立起“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的科學(xué)理念。
(4)本課的主線,是分析論證實(shí)驗(yàn)預(yù)案、確定完善課本方案并在實(shí)驗(yàn)操作中改進(jìn)實(shí)驗(yàn)、對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理得出結(jié)論。
課后作業(yè)
可以從物理方法、平衡摩擦力、打點(diǎn)紙帶分析、打點(diǎn)紙帶求速度、數(shù)據(jù)處理(圖像法)、實(shí)驗(yàn)結(jié)論(功與速度的平方成正比)、誤差產(chǎn)生原因(系統(tǒng)與偶然誤差)等方面選擇安排。
關(guān)于實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的說(shuō)明:
(1)實(shí)驗(yàn)材料:橡皮筋要選擇同一根,截成等長(zhǎng)的六段,每段長(zhǎng)度約0.5m;要事先做好兩端帶套且長(zhǎng)度相等的橡皮條,共6根;木板要平整,長(zhǎng)約30cm、寬約1m;紙帶夠用即可,不可過(guò)長(zhǎng),越長(zhǎng)阻力越大,若小車加速運(yùn)動(dòng)5cm,紙帶用25cm即可。
(2)實(shí)驗(yàn)操作:平衡摩擦力要在小車后拖上紙帶,紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔,這樣對(duì)阻力考慮的比較充分;是否確實(shí)平衡了摩擦力,要對(duì)打點(diǎn)紙帶進(jìn)行檢驗(yàn);特別是用多根橡皮筋拉小車時(shí),要反復(fù)試?yán),以保證每半根橡皮條受力均勻;每次實(shí)驗(yàn)小車都要從同一位置從靜止開始運(yùn)動(dòng);為了確保橡皮筋根數(shù)一定時(shí)得到的速度較為準(zhǔn)確,可以多次測(cè)量,剔除壞點(diǎn)之后,求出平均值,以減小測(cè)量的偶然誤差。
(3)數(shù)據(jù)處理:應(yīng)選擇點(diǎn)跡清晰且直的紙帶;對(duì)測(cè)量值進(jìn)行篩選,剔除壞點(diǎn),求出平均值;試探幾種常見(jiàn)的函數(shù)關(guān)系,得到結(jié)論;也可以用畫草圖的方法或比例分析的方法,從某個(gè)函數(shù)關(guān)系開始試探,初步找到正比關(guān)系后,再作圖確認(rèn),得到結(jié)論。
教學(xué)參考:幾個(gè)常用數(shù)學(xué)圖像的比較
3.轉(zhuǎn)化成Excel數(shù)據(jù),利用數(shù)表軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理
示例一-―數(shù)據(jù)關(guān)系
x/(cm) |
0 |
4.11 |
5.53 |
7.07 |
8.20 |
9.10 |
9.98 |
W/WJ |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
v/(m/s) |
0 |
0.41 |
0.55 |
0.71 |
0.82 |
0.91 |
1.00 |
W/WJ |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
v平方 |
0 |
0.17 |
0.30 |
0.50 |
0.67 |
0.83 |
1.00 |
W/WJ |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
v三次方 |
0 |
0.07 |
0.13 |
0.36 |
0.55 |
0.75 |
1.00 |
W/WJ |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
V1/2次方 |
0 |
0.64 |
0.74 |
0.84 |
0.91 |
0.95 |
1.00 |
W/WJ |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
示例二――倍數(shù)關(guān)系
示例二――倍數(shù)關(guān)系 |
||||||
次數(shù) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
W/×WJ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
X/×10-2m |
4.11 |
5.53 |
7.07 |
8.20 |
9.10 |
9.98 |
|
||||||
速度的一次方 |
||||||
v/v |
v |
(X2 /X1)v |
(X3/X1)v |
(X4/X1)v |
(X5/X1)v |
(X6/X1)v |
倍數(shù) |
1.00 |
1.35 |
1.72 |
1.99 |
2.21 |
2.42 |
|
||||||
速度的二次方 |
||||||
v2/ v2 |
v2 |
(X2 /X1)2v2 |
(X3/X1)2 v2 |
(X4/X1)2 v2 |
(X5/X1)2 v2 |
(X6/X1)2 v2 |
倍數(shù) |
1.00 |
1.82 |
2.96 |
3.96 |
4.88 |
5.86 |
|
||||||
速度的三次方 |
||||||
v3/v3 |
v3 |
(X2 /X1)3v3 |
(X3/X1)3v3 |
(X4/X1)3 v3 |
(X5/X1)3 v3 |
(X6/X1)3 v3 |
倍數(shù) |
1.00 |
2.46 |
5.08 |
7.88 |
10.79 |
14.17 |
|
||||||
速度的1/2次方 |
||||||
v1/2/ v1/2 |
v1/2 |
(X2 /X1)1/2v1/2 |
(X3/X1)1/2v1/2 |
(X4/X1)1/2v1/2 |
(X5/X1)1/2v1/2 |
(X6/X1)1/2v1/2 |
倍數(shù) |
1.00 |
1.16 |
1.31 |
1.41 |
1.49 |
1.56 |
分析得:只有速度的平方具有倍數(shù)關(guān)系。
示例二――倍數(shù)關(guān)系 |
||||||
次數(shù) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
W/×WJ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
v2/×v2倍數(shù) |
1.00 |
1.82 |
2.96 |
3.96 |
4.88 |
5.86 |
結(jié)論:功與速度的平方成正比。(本實(shí)驗(yàn)為便于探究,設(shè)初速度為零。)
結(jié)論推廣:初速度不為零時(shí),功與速度平方的變化量成正比。
課堂練習(xí)
2、記錄數(shù)據(jù)的方式示例
示例一-―數(shù)據(jù)關(guān)系 |
||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
W/×WJ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
X/×10-2m |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
X5 |
X6 |
v/v |
V1 |
V2 |
V3 |
V4 |
V5 |
V6 |
示例二――倍數(shù)關(guān)系 |
||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
W/×WJ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
X/×10-2m |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
X5 |
X6 |
v/v |
v |
(X2 /X1)v |
(X3/X1)v |
(X4/X1)v |
(X5/X1)v |
(X6/X1)v |
1、采集橡皮條分別為一根、兩根……、六根時(shí)的數(shù)據(jù)(勻速運(yùn)動(dòng)階段,例如在0.1s內(nèi)的位移),記在自己設(shè)計(jì)的表格中。
2、教師適時(shí)提出問(wèn)題,指導(dǎo)學(xué)生操作的技巧,針對(duì)問(wèn)題,完善實(shí)驗(yàn)操作。
(1)小車運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力,可以采用什么方法進(jìn)行補(bǔ)償?
可以采用平衡摩擦力的方法。具體操作是:使木板略微傾斜,將小車(車后拴紙帶)放到木板上,輕推小車,小車運(yùn)動(dòng),觀察紙帶的點(diǎn)距。調(diào)節(jié)木板的傾角,觀察紙帶的點(diǎn)距,直到點(diǎn)距相等,表明恰平衡摩擦力(若用氣墊導(dǎo)軌,調(diào)節(jié)導(dǎo)軌的傾角,若擋光條遮光的時(shí)間通過(guò)數(shù)字毫秒計(jì)顯示時(shí)間相等,即恰平衡摩擦力)。
(2)觀察打點(diǎn)的紙帶,點(diǎn)距是如何變化的?點(diǎn)距是否均勻?問(wèn)題出在哪里?若恰能平衡摩擦力,試分析小車會(huì)做何種運(yùn)動(dòng)?應(yīng)該采用哪些點(diǎn)距來(lái)計(jì)算小車的速度?
先增大,后減小。不均勻(不是勻加速)。沒(méi)有平衡摩擦力。就要用到補(bǔ)償法。先加速(但非勻加),后勻速。應(yīng)采用小車做勻速運(yùn)動(dòng)那一段的點(diǎn)距來(lái)計(jì)算速度。因?yàn)閯蛩俚乃俣染褪窍鹌l對(duì)小車作用的最終速度;由于小車在橡皮條變力作用下做非勻加速運(yùn)動(dòng),最終速度不能用勻變速運(yùn)動(dòng)紙帶的處理方法得到,但可以用勻速運(yùn)動(dòng)紙帶的處理方法得到。
(3)使木板略微傾斜,調(diào)節(jié)木板的傾角,經(jīng)檢驗(yàn)恰好平衡摩擦力?梢宰鲆幌盗械仄叫芯,選適當(dāng)?shù)奈恢米鳛锳,重新標(biāo)出小車運(yùn)動(dòng)的初始位置A。(體現(xiàn)完善實(shí)驗(yàn)的過(guò)程)
(4)確立可操作實(shí)驗(yàn)方案,設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)步驟:
A.先將木板置于水平桌面,然后在釘有鋼釘?shù)拈L(zhǎng)木板上,放好實(shí)驗(yàn)小車。
B.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板的一端,將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔,紙帶一端夾緊在小車的后端,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接電源。
C.使木板略微傾斜,調(diào)節(jié)木板的傾角,測(cè)量紙帶點(diǎn)距直到相等,表明恰好平衡摩擦力。
D.過(guò)兩釘中垂線上的適當(dāng)位置作兩釘?shù)钠叫芯,交中垂線于A點(diǎn),作為小車每次運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)。
E.使用一根橡皮筋時(shí),將小車的前(或后)端拉到A點(diǎn),接通電源,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn),釋放小車,小車離開木板前適時(shí)使小車制動(dòng),斷開電源,取下紙帶。重復(fù)本項(xiàng)前面的過(guò)程,選出清晰的紙帶。記下點(diǎn)距相等后t=0.1s的位移m,求出小車獲得的速度v=10m/s。
F.換用同樣材料、粗細(xì)、長(zhǎng)度的兩根、三根、…六根橡皮筋,依照D項(xiàng)的方法,分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。記下各次實(shí)驗(yàn)中點(diǎn)距相等后t=0.1s的位移m,求出小車分別獲得的速度m/s。
G.以功為縱軸(用第一次橡皮筋做的功為縱軸的單位長(zhǎng)度),以速度為橫軸(可以用適當(dāng)?shù)乃俣戎禐閱挝婚L(zhǎng)度,也可以用第一次小車的速度為橫軸的單位長(zhǎng)度),建立坐標(biāo)系,用描點(diǎn)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。
處理數(shù)據(jù),得出規(guī)律
1、學(xué)生按確定方案開始初步實(shí)驗(yàn)。(首先完成實(shí)驗(yàn)操作方案的前四步)
2、確立基本的實(shí)驗(yàn)方案,設(shè)計(jì)初步的實(shí)驗(yàn)步驟:
A.先將木板置于水平桌面,然后在釘有鋼釘?shù)拈L(zhǎng)木板上,放好實(shí)驗(yàn)小車。
B.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板的一端,將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔,紙帶一端夾緊在小車的后端,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接電源。
C.過(guò)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(diǎn),作為小車每次運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)。
D.使用一根橡皮筋時(shí),將小車的前端拉到O點(diǎn),接通電源,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn),釋放小車,小車離開木板前適時(shí)使小車制動(dòng),斷開電源,取下紙帶。重復(fù)本項(xiàng)前面的過(guò)程,選出點(diǎn)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(zhǎng)度的兩根、三根、…六根橡皮筋,依照D項(xiàng)的方法,分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(得出各次實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)度),以速度為橫軸(第一次小車的速度為橫軸的單位長(zhǎng)度),建立坐標(biāo)系,用描點(diǎn)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(shí)驗(yàn),教師指導(dǎo)
1、制定基本的實(shí)驗(yàn)方案:(師生互動(dòng))互動(dòng)以下面幾個(gè)問(wèn)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?yàn)閷?shí)驗(yàn)是以倍增的思想方法設(shè)計(jì),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(shí)驗(yàn)巧妙地將倍增的物理方法應(yīng)用于變力做功。
(2)為了達(dá)到各次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋做的功成倍增加,即實(shí)現(xiàn)倍增,對(duì)各次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的伸長(zhǎng)量有什么要求?你想出了什么辦法?各次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的伸長(zhǎng)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(yùn)動(dòng)起點(diǎn)。具體方法是:以第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)小車前(或后)端的位置為基準(zhǔn),垂直運(yùn)動(dòng)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(shí),小車前(或后)端仍以此位置為基準(zhǔn)(均從靜止)運(yùn)動(dòng)。
(3)小車獲得的速度怎樣計(jì)算?小車在橡皮筋作用結(jié)束后,做勻速運(yùn)動(dòng)。找出紙帶中點(diǎn)距相等的一段。求出點(diǎn)距相等一段的平均速度,即為小車勻速運(yùn)動(dòng)的速度,即小車加速后獲得的速度。
(4)是否一定需要測(cè)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(cè)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(shí)驗(yàn)中的速度為: 若令則即小車在第二次以后實(shí)驗(yàn)中獲得的速度可以用第一次實(shí)驗(yàn)中獲得的速度的倍數(shù)來(lái)表示。
(5)實(shí)驗(yàn)完畢后,用什么方法分析橡皮筋對(duì)小車做的功與小車速度的關(guān)系?
圖像法。
(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?
縱坐標(biāo)表示橡皮筋對(duì)小車做的功,橫坐標(biāo)表示小車獲得的速度。
以第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的功W為縱軸的單位長(zhǎng)度(必須用),可以用第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的速度v為橫軸的單位長(zhǎng)度(也可以根據(jù)各次實(shí)驗(yàn)中的最大速度值、坐標(biāo)紙的最大格數(shù)來(lái)確定),作出W-v曲線,即功-速度曲線。
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