物体速度、加速度的测量教学设计

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1、物体速度、加速度的测量教学设计实验名称：物体速度、加速度的测量1目的1)学会使用气垫导轨和数字毫秒计。2)掌握测量速度和加速度。2仪器气垫导轨、滑块，数字毫秒计，弹簧。3实验原理XI速度和加速度的测量物体作直线运动时，如果在At时间间隔内，通过的位移为Ax,则物体在At的吋I'可间隔内的平均速度V为：(1)当At趋近于零时，平均速度的极限值就是该时刻(或是该位置)的瞬时速度。当滑块在气垫导轨上运动时，通过测量滑块上的档光板经过光电门的档光时间At和测量档光板的宽度Ax(见图2-1)。即可求出滑块在吋间内的平均速度v。山于档光板宽度比较窄，可以把平均速度近似地看成滑块通过光电

2、门的瞬时速度。档光板愈窄，相应的At就愈小，平均速度就更为准确地反映滑块在经过光电门位在水平的气轨上的滑块，如果受到水平方向的恒力作■△XT□图2-1挡光板置时的瞬时速度。用，则滑块在气轨上作匀加速度运动，分別测量滑块通过两个光电门吋的初速度旳和末速度卩2，并测出两个光电门的间距S,则滑块的加速度a为：vhXi在水平的气轨的倾斜度调节螺丝下虬垫进垫块。2S如图2-2所示，使导轨倾斜，滑块在斜面上所受的合力为mgSin□是一个常量，因此，滑块作加速度直线运动，即：a=gSina=g——(3)L式中L为导轨地脚螺丝间的距离,h为垫块的厚度。由(2)(3)两式可得:2hs4教学内

3、容4.1.1接通数字毫秒计1）将数字亳秒计开关打开，显示屏上显示“P”，表示数字亳秒计处于待测状态。2）将输入选择键置于口炽灯，光电门上的小灯珠亮。3）将功能/修改键置于Pio4）将时标/预置键置于0.1ms（即显示屏上的左边第1位）。5）用铅笔杆対任一光电门作短暂挡光，毫秒计开始计时，显示屏上左边第1位出现“一”杆，若再档一下光，毫秒计就显示数据，表示毫秒计光电系统正常工作。6）按复位键进行更换测量方式。然后重新选用功能/修改键设定仪器测屋方式。4.1.2调节气垫导轨水平1）滑块静止判断法：通气后将滑块置于导轨上的任何位置，若滑块都能静止不动（或基本上不动），则对认为导轨

4、已调平，否则，继续调单脚螺丝，直到水平为止。2）滑块运动判断法：将功能/修改键置于P2方式，滑块插上空心档光板，让运动的滑块以一定速度先后通过相距约50cm的两个光电门，若毫秒计上，显示的两个吋间匕,殆）两近似相等，则可认为导轨已调水平，否则要继续调节螺旋，岂到水平为止。3）调水平后，在导轨的一端垫上一块厚1.00cm的垫块，使导轨倾斜。4）调整光电门的位置。将光电门Si置于标尺100.00cm处，S2置于标尺的50.00cm处，使5152=50.00c???。5）让滑块从导轨的高端自由滑下，测出滑块经过第一个光电门和第二个光电门的档光时间和&2。（用空心档光片，扌半光片的

5、宽度为心。）重复测量8次，并确定滑块经过两光电门位置的速度、加速度及其不确定度。6）把热块换到导轨的另一端，按照步骤5再测，两次取平均值。7）用（4）式计算重力加速度。5实验教学组织及教学要求讲解原理，测量要求，测量的注意事项；让学生自行操作；检查数据，并要求整理。6实验教学的重点与难点重点：掌握测量速度和加速度的方法。难点：气垫导轨的水平调节。7实验中容易出现的问题1）水平调节，冇时候是气集导轨的问题。2）光电门易不扌当光，主要是因灯泡的光没有对准接收光管。3）滑块漂不起來，可能是气孔赌塞，就要通孔。特别注意:还没有通气时不要把滑块放在导轨上,同时做完实验要把滑块从导轨上

6、取下。8实验参考数据表1ti(s)t2(s)讯s）（垫块在另—端）t2⑸（另一端）Ax(cm)S(cm)h(cm)L(cm)0.02550.03750.03060.04401.0050.001.00135.000.02550.03770.03060.04420.02560.03780.03060.04450.02550.03830.03080.04400.02540.03800.03050.04430.02550.03800.03070.04460.02540.03810.03060.04390.02540.03810.03050.0441表2ti(s)t2(s)ti（s）

7、（垫块在另一端）t2（s）（另一■端）Ax(cm)S(cm)h(cm)L(cm)0.02800.04140.02870.04431.0050.001.00135.000.02800.04210.02830.04360.02820.04240.02810.04390.02800.04180.02880.04360.02800.04150.02840.04360.02810.04150.02860.04389实验结果检查方法垫块在两端的数据应该尽量接近。10课堂实验预习检查题目实验目的，实验原理，实验内容及步骤，注意事