山东省泰安市肥城市第三中学高中物理 2.1 实验 探究小车速度随时间变化的规律学案 新人教版必修1(1).doc

山东省泰安市肥城市第三中学高中物理 2.1 实验 探究小车速度随时间变化的规律学案 新人教版必修1学习内容学习指导即时感悟注意反思最后是否达到目标使用说明：1、用20分钟的时间阅读教材p31-32至少两遍，用双色笔画出重点知识、疑惑点和易错点。2、用25分钟的时间分层做完导学案，记下疑惑点。3、注意各层的要求。知识点自主探究学习提纲一、实验目的：探究小车速度随 变化的规律。二、实验原理： 利用 打出的纸带上记录的数据，以寻找小车速度随时间变化的规律。三、实验器材： 打点计时器、低压 电源、纸带、带滑轮的长木板、小车、 、细线、复写纸片、 。四、实验步骤：1如课本34页图所示，把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。 2把一条细线拴在小车上，使细线跨过滑轮，下边挂上合适的 。把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。 3把小车停在靠近打点计时器处，接通 后，放开 ，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一行小点，随后立即关闭电源。换上新纸带，重复实验三次。 4从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头比较密集的点迹，在后边便于测量的地方找一个点做计时起点。为了测量方便和减少误差，通常不用每打一次点的时间作为时间的单位，而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是t= s 。在选好的计时起点下面表明a，在第6点下面表明b，在第11点下面表明c，点a、b、c叫做计数点，两个相邻计数点间的距离分别是x1、x2、x3 5利用第一章方法得出各计数点的瞬时速度填入下表：位置abcdefg时间（s）00.10.20.30.40.50.6v(m/s)6以速度v为 轴，时间t为 轴建立直角坐标系，根据表中的数据，在直角坐标系中描点。7通过观察思考，找出这些点的分布规律。实验过程探究问题一：打点计时器结构如何？问题二：用打点计时器测小车的速度所需哪些实验器材、实验步骤？问题三：本实验特别要注意哪些事项？固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。2滑轮不能过高。3应考虑复写纸与纸带的位置关系。4钩码数量不能过多，长木板两端高低相差不能太大。5小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击长木板末端前应让小车停止运动,防止小车从板上掉下来。6先接通电源，后让纸带运动。7打点结束后立即关闭电源。问题四：怎样分析和选取纸带上的点？开头过于密集的点舍掉，纸带的一段；若纸带上点与点之间的距离较小，可取多个间隔（可5）为一个计数间隔时间（间隔不再是0.02s）（但要看具体情况灵活选定）；原则上能取六、七个计数点为宜；给选取的点加标记。问题五：如何计算出所取点的速度？用求平均速度的方法来代替（用计算较准确的平均速度来代替），如何代替？（选择包括该点在内的一段位移（该点最好处在中间时刻位置）x，找出对应的时间t，用xt作为该点的瞬时速度）；对于选取的两个端点的速度暂时不计算（误差较大）；测量各个计数点之间的距离应考虑估位、单位。问题六：如何处理计算出来的数据？列表法。（注意列表要求）图象法：根据所得数据，选择合适的标度建立坐标系（让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）。描点：观察和思考点的分布规律。拟合：从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上，用直线拟合，让尽可能多的点处在直线上，不在直线上的点应对称地分布在直线两侧。思考：为什么要用直线拟合？若某个点明显偏离直线，可能是什么原因及怎样处理？从图上可以看出小车的速度随时间怎样变化？问题七：如何根据速度时间图象（ vt图象）求小车的加速度和初速度？取任意两组数据求出v和t，然后代入vt求解。在vt图象上取一段时间t（尽量取大一些），找出两个时刻对应的坐标值求出v，代入vt求解。哪一种方法更好？（画图时让不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小误差的一种手段，也就是说应该用图象上的点，而不是用实验所得到的数据）纸带上零时刻的速度和末速度如何求？（根据图象来求，这样可以减小误差）典例探究例1 在研究匀变速直线运动的实验中,算出小车经过各计数点瞬时速度如下计数点序号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(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 算出加速度， b.根据实验数据画出v-t图,量出其倾角,由公式a = tan求出加速度 c.根据实验数据画出v-t图,由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间,用公式 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例2在研究匀变速直线运动的实验中,某同学操作以下实验步骤,其中错误或遗漏的步骤有(遗 漏步骤可编上序号g、h ) a.拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处放开纸带,再接通电源 b.将打点计时器固定在平板上,并接好电路 c.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重的钩码 d.取下纸带 e.将平板一端抬高,轻推小车,使小车能在平板上做匀速运动 f.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔 将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序当堂达标1某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如表格中所示：计数点序号123456计数点对应时刻（s）0.10.20.30.40.50.6通过计数点的速度（m/s）44.062.081.0100.0110.0138.0 请作出小车的v-t图象，并分析运动特点。第 3 题图甲t1t0t2乙v3甲、乙两物体在同一直线上运动，它们的 v-t 图象如图，可知（ ）a在t1时刻，甲和乙的速度相同 b在t1时刻，甲和乙的速度大小相等，方向相反c在t2时刻，甲和乙的速度方向相同，加速度方向也相同d在t2时刻，甲和乙的速度相同，加速度也相同4在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图给出了从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：s1=1.40 cm，s2=1.90 cm，s3=2.38 cm， s4= 2.88 cm，s5=3.39 cm，s6=3.87 cm。那么：s6s5s4s3s2s1第 4 题图0123456 （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=