湖南省邵阳市隆回县第二中学高中物理 第二章 匀变速直线运动的研究导学案 新人教版必修1.doc

湖南省邵阳市隆回县第二中学高中物理 第二章 匀变速直线运动的研究导学案 新人教版必修1实验目的1学会使用打点计时器并掌握数据的处理方法2能运用vt图象探究小车速度随时间变化的规律实验原理：1数据采集的方法：不要直接去测量两个计数点间的距离，而是要量出各个计数点到计时零点的距离x1，x2，x3，然后再算出相邻的两个计数点间的距离x1x1，x2x2x1，x3x3x2，x4x4x3，这样可以减小相对误差2速度的计算方法：各计数点的瞬时速度是用计数点间的平均速度来代替的3加速度的计算方法：通过测得的速度，描绘出vt图象，然后求图线的斜率实验器材：小车、细线、钩码、一端附有定滑轮的长木板、打点计时器、纸带、电源、导线(若干)、刻度尺实验步骤：1把一端附有定滑轮的长木板放在桌面上，并使定滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离定滑轮的一端，连接好电路，如图所示 2把一条细线拴在小车上，使细线跨过定滑轮，并在下面挂上合适的钩码，接通电源，待打点计时器打点稳定后再放开小车，让小车拉着纸带运动，打完一条纸带后立即关闭电源3换上新纸带重复操作三次4在三条纸带中选择一条最清晰的，舍掉开头一些过于密集的点，找一个适当的点作为计时起点5选择相隔0.1 s的若干计数点进行测量，把数据填入表格6计算出各计数点的瞬时速度，填入表格中7增减所挂钩码数，再做两次实验五、注意事项：1开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器2先接通电源，待打点计时器工作稳定后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源3安装打点计时器时，要尽量使纸带、小车、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上4避免小车跟滑轮相碰，当小车到达滑轮前应及时用手按住5当小车停止运动时，立即切断电源6牵引小车的重物(或钩码)的质量要适宜如果质量过大，纸带上打出的计时点太少；如果质量过小，点过于密集，不便于测量距离7画vt图象时，注意让所画直线尽量经过较多的点，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧；同时注意坐标轴单位长度的选取，要使图象分布在坐标平面的大部分面积.实验数据的处理例1 在探究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如下表所示：计数点序号123456计数点对应的时刻(s)0.100.200.300.400.500.60通过计数点的速度v(cm/s)44.062.081.0100.0110.0168.0为了计算加速度，合理的方法是( )a根据任意两计数点的速度，用公式a算出加速度b根据实验数据画出vt图象，量出其倾角，由公式atan 求出加速度c根据实验数据画出vt图象，由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间，用公式a算出加速度d依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度解析 方法a、d偶然误差较大，只有利用实验数据画出对应的vt图象，才可充分利用各次测量数据，减小偶然误差由于在物理图象中，两坐标轴的分度大小往往是不相等的，根据同一组数据可以画出倾角不同的许多图象，方法b是错误的，正确的方法是根据图象找出不同时刻所对应的速度值，然后利用公式a算出加速度，即方法c.答案 c 利用vt图象判断运动性质：例2、 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图212给出了从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点测得x11.40 cm，x21.90 cm，x32.38 cm，x42.88 cm，x53.39 cm，x63.87 cm，那么 (1)在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：v1_ cm/s，v2_ cm/s，v3_ cm/s，v4_ cm/s，v5_ cm/s.(2)在平面直角坐标系中作出vt图象(3)分析小车运动速度随时间变化的规律解析 (1)显然，两相邻的计数点之间的时间间隔为t50.02 s0.1 s对应各点的速度分别为：v1 cm/s16.50 cm/s，v2 cm/s21.40 cm/s，v3 cm/s26.30 cm/s，v4 cm/s31.35 cm/s，v5 cm/s36.30 cm/s.(2)利用描点法作出vt图象，如下图所示 (3)小车运动的v-t图象是一条倾斜的直线，说明速度随时间均匀增加，它们成“线性关系”答案 见解析 (1)计算计数点的速度可用刻度尺量出与被测量点前后相邻的两个点间的距离x，这段时间t2t(t为打相邻两点的时间间隔)，利用v就可以算出物体在这段时间内的平均速度，根据前面的学习我们知道可以把它作为该点的瞬时速度总结得出结论：v(2)作vt图线建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度根据实验所得的数据在坐标系中描点画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，或让所描的点均匀分布在直线的两侧. 达标练习：1.在利用打点计时器探究小车的速度随时间变化规律的实验中，关于计数点间的时间间隔下列说法中正确的是(打点周期为0.02 s)( )a每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10 sb每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08 sc每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10 sd每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08 s2关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法中错误的是( )a长木板不能侧向倾斜，也不能一端高一端低b在释放小车前，小车应紧靠在打点计时器上c应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车d要在小车到达定滑轮前使小车停止运动3在实验过程中，对减小实验误差来说，下列方法中有益的是( )a选取计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位b使小车运动的加速度尽量小些c舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点与点间隔适当的那一部分进行测量、计算d选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验4在探究小车的速度随时间变化的规律的实验中，为了减小测量小车运动加速度时的误差，下列措施中哪些是有益的( )a使小车运动的加速度尽量小一些b适当增加挂在细绳下的钩码的个数c在同样条件下打出多条纸带，选其中一条最理想的进行测量和计算d舍去纸带上比较密集的点，然后选取计数点，进行计算5为了研究小车的运动，某同学用小车拖着纸带通过打点计时器打下了一系列的点，测得：小车前0.1 s前进了5 cm,0.3 s末到0.35 s末前进了0.92 cm，前进总长度为10 cm，共用了0.4 s则下列说正确的是( )a小车在10 cm全过程的平均速度是0.25 m/s b小车在前0.35 s的平均速度是0.17 m/sc小车在0.1 s末的瞬时速度约为0.5 m/sd无法知道小车在0.3 s末的瞬时速度6在探究小车速度随时间变化的规律实验中，如图216所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中a、b、c、d、e为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔t0.1 s. (1)根据_计算各点瞬时速度，且vb_ m/s，vc_ m/s，vd_ m/s.(2)在图217所示坐标中作出小车的vt图线，并根据图线求出a_m/s2. (3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度是_m/s，此速度的物理意义是_7用接在频率为50 hz的交