高三物理力学实验专题复习

1附件一：中小学.幼儿园优秀教学案例评选诚信承诺书编号：报送单位赣榆县第一中学教学设计类别（学科.学段）中学物理课题（教时）高三物理力学实验专题复习(1课时)教师姓名刘永峰出生年月1979年11月职称中一单位全称赣榆县第一中学邮编222100联系电话办公电话：手机：[phone]电子信箱Email:[e-mail]个人诚信承诺1.我郑重承诺：所写教学案例系本人原创，如查出有抄袭.照搬他人的行为，本人愿接受处罚.2．主办单位若将我的作品公示.上网.发表.出版，我表示（在括号内打“√”）：同意（）不同意（）承诺人签字：2013年5月19日单位意见单位负责人签字：（盖公章）年月日2高三物理力学实验专题复习案例类别：中学物理编号：1设计意图：到了高三二轮复习时，时间紧.任务重.如何高效进行二轮专题复习一直是同行们积极探索的问题之一.传统的复习课教学是建立在接受式学习的基础上的教学模式，即“教师进行知识点归纳，典型习题分析，学生知识应用”三部曲，这种在教师支配下，选用条件充足.结论唯一的习题，让学生沿着同一方向，按着同一个思维模式进行着被动的思维分析，过后布置类似的习题再让学生模仿分析，这种模式的学习，对巩固已有的知识体系确实有很大帮组，能使学生积累一定的解题经验，但对培养学生的发散思维和创造能力帮助不大.其次老师在复习课的教学中注重过程和方法的分析，教学过程单调.枯燥，学生易疲劳，学习效果不尽如意，还经常出现了将能力异化为方法的现象：让学生死记硬背一些题型及对应的解题方法，然后通过大量的做题期望达到见题生法的效果.这种复习课少了必要的探究性.开放性，更少了情感.态度.价值观教育，从而使复习课教学没有发挥出应有的教学功能.那么怎样进行有效的复习课的教学呢？其中开放式复习课便是一种有效的复习课模式，它是在学生掌握基础知识之后，需要进行运用知识和检查知识阶段时采用的，它能较好的调动学生参与课堂，提高课堂的效率，促成新知识的生成，该模式框图如图1所示.教师审核问题提出分组讨论分组演示其它组评价方案修订定案教师总结评价案图13力学实验在历年的高考中都被放在一个重要的位置，涉及到的实验有：“探究小车速度随时间变化的规律”、“探究加速度与合力及质量的关系”、“验证动能定理”、“验证机械能守恒”等，虽然各个实验的实验目的.实验原理等有所不同，但各个实验都可以通过同一装置进行知识与能力的考察，所以为使力学实验复习更具高效性.系统性，有必要贯穿“同一实验装置”这条主线，将此节课设计成为一节开放性的实验题复习课，进行系统复习，训练学生的发散思维，使所学知识得以融会贯通，提高复习效率.2教学目标：2.1知识与技能：①能够计算打点计时器纸带问题中的速度和加速度，并能够通过纸带分析物体的运动情况；②能够通过分析力学实验中的相同不同之处,对力学实验进行分类,认识打点计时器在高中实验当中的重要性；③能够分析实验中的运动模型，并能够通过运动规律的确定掌握实验数据分析处理方法.④理解引起实验中的各种误差的原因，能独立完成误差分析.2.2过程与方法：①通过分析实验中研究对象的物理运动模型及其规律，理解实验方法及器材选用的根据；②通过试题分析与处理，体会不同实验中包含物理规律和方法间的相同之处，增强学生归纳分析能力；42.3情感态度与价值观：通过分析高考考试要求及试题，体会目标和过程间的必然关系，增强学生分析高考、分析自身能力的意识，树立过程为目标达成服务的意识.3教学重点对力学实验进行分析并分类，能够计算打点计时器纸带问题中的速度和加速度，能推导力学实验的基本原理表达式.4难点①利用物理规律对纸带处理与物理信息提取和分析；②力学实验原理表达式的推导和理解；③实验误差的分析5教法学生小组合作与教师引导相结合6多媒体制作PPT7教学过程7.1.1实验器材（PPT1）一端带有滑轮的长木板；气垫导轨（带滑轮）；电火花打点计时器；纸带；小车；滑块；遮光条；游标卡尺；光电门（带计时器）；细线；小沙桶；细沙；钩码；刻度尺；游标卡尺；托盘天平7.1.2实验设计(师问：你能利用所给器材设计哪些实验呢？生分组讨论交流后5展示师总结)展示实验1探究小车速度随时间变化规律（PPT2）选用器材：一端带有滑轮的长木板；电火花打点计时器；纸带；小车；细线；小沙桶；细沙；刻度尺（生展示完后，师PPT出示对应例题）（PPT3）例1某学习兴趣小组利用如图2所示的装置“探究小车速度随之间变化规律”，图3是某次实验得出的纸带，所用电源的频率为50Hz，舍去前面比较密集的点，从o点开始，每5个连续点取1个计数点，标以1.2.3.各计数点之间的距离依次为d1=3cm,d2=7.5cm,d3=13.5cm,则：(1)物体做运动，理由是；(2)物体通过1计数点的速度V1=m/s；(3)物体运动的加速度为a=m/s2点评：本题主要是通过纸带分析如何判断小车运动的性质，然后利用匀变速直线运动的特点：瞬时速度与平均速度关系；及通过纸带分析得出匀变速运动后如何计算加速度；还可以变形为在纸带上多选几个计数点，利用逐差法求解加速度，并要求计算结果保留有效数字.图3图26展示实验2探究加速度与合力.质量的关系（PPT4）选用器材：一端带有滑轮的长木板；电火花打点计时器；纸带；小车；细线；小沙桶；细沙；刻度尺（生展示完后，师PPT出示对应例题）（PPT5）例2某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，如图4为实验装置简图.(交流电的频率为50Hz)：(1)图5为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小______m/s2.(保留两位有效数字)(2)保持砂和小砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的1/m.数据如下表1：请在图6方格坐标纸中画出a-1/m图线，并根据图线求出小车加速度a与质量倒数1/m之间的关系式是.实验次数12345678小车加速度a/m·s-21.901.721.491.251.000.750.500.30小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67(1/m)/kg-14.003.453.032.502.001.411.000.60图4表1图5图6图77(3)保持小车质量不变，改变砂和小砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F的变化图线，如图7所示.该图线不通过原点，其主要原因是.(4)为消除摩擦力的影响，实验前必须平衡摩擦力，某同学平衡摩擦力时是这样操作的：将小车静止放在水平长木板上，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止，请问这位同学的操作是否正确？如果不正确，应当如何进行？(5)如果该同学先如（4）中的操作，然后不断对小车的拉力F，他得到的M（小车质量）保持不变的情况下a-F图像是图8中的哪一个？(6)如果这位同学正确的平衡了摩擦力，根据实验数据他绘制的图像如下试说明图9.10中的图像为何会弯曲呢？点评：本实验很好的体现了控制变量法的思想，很好的考察了逐差法求解加速度的方法；通过表格数据寻找规律及寻找规律后如何准确作图，凸显化曲为直的思想；以及通过图像分析出平衡摩擦力过程图8aFaFaFaF图9aFa1/M图108中出现的问题，平衡摩擦力是平衡的滑动摩擦力而不是最大静摩擦力，有些学生没有做过该实验，其操作方法易被忽视，应引起师生的高度重视.不论是a-F还是a-1/M图像，图像弯曲的原因其实都是小车的质量没能远大于桶和沙的质量.展示实验3验证动能定理（PPT6）选用器材：一端带有滑轮的长木板；电火花打点计时器；纸带；小车；细线；小沙桶；细沙；刻度尺；托盘天平（生展示完后，师PPT出示对应例题）（PPT7）例3某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图11所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源.导线.复写纸.纸带.小木块.细沙．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态.若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:（1）你认为还需要的实验器材有．（2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是，实验时首先要做的步骤是．（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m．让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的图119纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1v2）．则本实验最终要验证的数学表达式为（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）点评：本实验验证“动能定理”很好的考查了实验原理.近似思想.如何平衡摩擦力等，同时也很好的考查了学生的综合分析能力.展示实验4验证机械能守恒定律（PPT8）选用器材：气垫导轨；光电门（带计时器）；游标卡尺；细线；滑块；遮光条；钩码；刻度尺（生展示完后，师PPT出示对应例题）（PPT9）例4某实验小组利用如图12所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒.（1）某同学用游标卡尺测得遮光条（图13）的宽度d=cm；（2）实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门所花时间为Δt=1.2×10-2s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为（保留3位有效数字）m/s．（3）在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m.和（用文字说明并用相应的字母表）.（4）实验中发现ΔEKΔEP,可能的原因是：（至少写出两条）.图12图1310（5）本实验，通过比较和在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒.点评：本实验很好的考查了游标卡尺的读数；利用光电门测定瞬时速度，很好的体现了近似思想；最后通过比较，很好的考查了对系统机械能守恒的深层次理解，在这里是学生思维的障碍点.也进一步区分了对实验4和实验3表达式的差别.8板书设计9课后反思高中物理中的力学实验，内容丰富，形式多样，对学生的思维能力要求较高，因此形成学生学习的难度，学生之所以感觉到难，很重要的一点时将各知识孤立化，没有将知识连城一片，抓不住知识线索的缘故，作为教师要引导学生，通过以点带面的方式进行复习，努力训练学生的发散思维，使学生所学知识系统化，进而提高学生思维的广阔性.灵活性！只有这样在高考中才能取得优异的成绩.力学实验复习展示实验1展示实验2展示实验3展示实验4匀变速直线运动判断平衡摩擦力平衡摩擦力游标卡尺读数公式△x=aT2a-Fa-1M初速度末速度研究对象：系统逐差法初速度末速度(生展示区)(生展示区)(生展示区)(生展示区)1110习题参考答案例1（1）匀加速直线连续相等时间内的位移差△x为定值(2)0.375(3)1.5例2（1）3.2(2)a-(1/m)图线如图所示，由图可知a=1/(2m).(3)从图像可以得出，当加速度为零时，小车受到的拉力不为零，说明小车还受到一个沿斜面方向与拉力方向相反的摩擦力作用，两力的合力为零，使得小车的加速度为零.所以实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分.(4)该同学操作不正确，应给小车一个初速度，使小车匀速下滑（通过打点计时器打出的纸带上的点分布均匀来判断）（5）因为静摩擦力大于滑动摩擦力，所以该同学平衡摩擦力过度，也就是斜面倾角过大了，导致小车不挂沙桶时也会产生加速度而匀加速下滑，故选C（6）图像弯曲的原因其实都是小车的质量没能远大于桶和沙的质量.12例3（1）天平，刻度尺（2）沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量平衡摩擦力（3）例4（1）0.52（2）0.433（3）滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s滑块的质量M（4）滑轮有质量.滑轮轴间有摩擦.存在空气阻力.细绳有弹性（5）mgs21222121MvMvmgL2))(mM21td（