用气垫导轨探究位移与速度的关系

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1、Vo1．28No．391物理教学探讨第28卷总第391期JournalOf2010年第9期(上半月)用气垫导轨探究位移与速度的关系单文忠，陈小东，郭国军株洲市南方中学，湖南省株洲市412002摘要：教材必修1中。位移与速度的关系式是利用速度公式与位移公式结合推导而出．学生容易产生质疑．而且也不符合新课程理念，因此笔者设计一个实验探究物理公式的方案。关键词：气垫导轨；光电门；数字毫秒计；速度的平方差；位移中图分类号：G633．7文献标识码：A文章编号：1003—6148(2010)9(S)一0078—21引言动的位移大小，利用数字毫秒计可算出滑块

2、通过高中物理必修一第二章第4节匀变速直线光电门1时对应的瞬时速度，移动光电门1可得运动的位移与速度的关系中，位移与速度的关系多组数据，可探究初速度为零条件下的位移与速式是利用匀变速直线运动速度公式与位移公式度的关系；在适当的地方固定光电门1，安装光联立消去t推导而出。学生印象不深，被动接受，电门2，滑块先后通过光电门1和光电门2，移动这与新课程理念培养学生科学探究精神很不相光电门2可得多组数据，则可探究初速度不为零符。笔者经过认真思考和多次实践，用气垫导轨条件下的位移与速度的关系。成功探究，得出了位移与速度的平方差成正比例4实验方法关系。(1)

3、把气垫导轨一端略抬高并固定，给其充2实验装置气并调节。直至滑块能在导轨上自由滑动为止。如图l所示，带有刻度的气垫导轨一端被木(2)固定一释放点，滑块每次均从此点静止块垫高，另一端放有厚厚的缓冲软垫，导轨上有出发。一带有宽为0．5cm的挡光片的滑块，两个光电门(3)在气垫导轨上安装光电门1且距离释放安装在光电门支架上，支架可固定在气垫导轨上点较近，记录此时光电门离释放点的距离z。(位也可移动，光电门通过电缆与数字毫秒计相连。移)，接通数字毫秒计，插接好光电门的插头，按带有挡光动数字毫秒计的功能键，选择功能1，使数字毫秒计处于记录遮光计时状态。(4

4、)让滑块从释放点静止出发，待滑块静止于厚缓冲软垫处后，读出此时数字毫秒计的示图1数，即为挡光片通过光电门的时间t，。3实验原理(5)从厚缓冲软垫处把滑块放回释放点，移滑块在气垫导轨上从一固定点(挡光片正下动光电门l，重复(3)、(4)过程多次，得到多组位方)作初速度为零的匀加速直线运动，先只安装移与时间数据，数据见表1。光电门1，固定点与光电门1的距离即为滑块运(6)在气垫导轨上安装光电门1且距离释放．，．‘．‘‘．舢．址．址龇—址．．址，．址．．址．‘lL—址．L．L．‘．．址学生的差异性造成学习起点是丰富多样参考文献：的，它对于教师来说是个

5、未知量，是个开放的量，[1]陈子宜．找准认知起点实现有效构建[』]．吉林教育，2009。4：92我们只有在课前努力估计这个量的可能情况，尽[2]教育部．《科学(7～9年级)课程标准》[S]．北京：北自己最大的努力从最接近学生的认知起点处开京师范大学出版社，2001：45展教学；同时在课堂教学中积极的观察学生，关[3]朱清时．科学(七年级下)[M]．浙江教育出版社，2009：58注学生的学习状态，及时调整自己的教学．环节，[4]张春兴．教育心理学[M]．杭州：浙江教育出版社，努力使自己的教学最接近于学生的认知起点，最2000：116终实现课堂教学

6、的有效性。(栏目编辑张正严)第28卷总第391期理教学探讨Vo1．28No．3912O1O年第9期(上半月)ofPhysicsTeaching(S)9．2O10．79点较近并固定，在稍远处安装光电门2，记录此对应速度的平方差与位移的关系图像时光电门2离光电f-j1的距离／(位移)，接通速度的平方差0轴)与位移轴)的关系罔像数字毫秒计，插接好光电门的插头，按动数字毫秒计的功能键，选择功能l，使数字毫秒计处于记录遮光计时状态。(7)让滑块从释放点静止出发，待滑块静止于厚缓冲软垫处后，读出此时挡光片通过光电门1的时间t。、挡光片通过光电门2的时间t。

7、。(8)从厚缓冲软垫处把滑块放回释放点，移图3动光电门2，重复(6)、(7)过程多次，得到多组位移与时间数据，数据见表2。分析图象可知，在误差允许的范围内，速度5实验结果的平方差与位移成正比，并可根据图像的斜率求(1)用气垫导轨探究位移与速度的关系测出比例系数k的值。得的实验数据见表1(只有安装光电门1的情6误差分析况)。其中挡光片的宽度为0．5cm，初速度为零。滑块与气垫导轨间摩擦无法消除，无法保证滑表1块每次均从静止出发，长度与时间测量也有误差。x／mf／msu／m·s一／m·S一07实验拓展0．O56．OOO．83O．68把两个光电门均接

8、到一个数字毫秒计上，则可测出滑块通过整个位移的时间，利用加速度的O．1O4．2O1．191．41定义式可求出加速度，再与比例系数是的值比0．152．9