高中物理探究小车速度随时间变化的规律学案新人教版必修.doc

21探究小车速度随时间变化的规律【学习目标】1.掌握利用打点计时器研究物体运动的方法。2. 会计算纸带上各个计数点的速度。3. 会根据计算出的速度，在坐标纸上画出物体运动的v-t图象。4、会根据物体的运动v-t图象分析物体的运动规律4实验步骤：(1)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，通常用每打五次点的时间作为时间的单位，即T0.02 s50.1 s在选好的计时起点下面标明A，在第6点下面标明B，在第11点下面标明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_求解各计数点的瞬时速度下图为打点计时器打出的纸带的一部份，点间时间隔为T，尽可能精确测B点的瞬时速度的表达式是VB = ABCDOEx5x4x1x2x3(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.【合作探究】一、操作注意及误差分析1注意事项(1)开始释放小车时，应使小车靠近_(2)先_，计时器工作后，再_，当小车停止运动时要及时_(3)要防止钩码落地和小车跟_相撞，在小车到达滑轮前及时_(4)牵引小车的钩码个数要适当，以免_过大而使纸带上的点太少，或者加速度太小，而使各段位移无多大差别，从而使误差增大(5)应先选好_和计数点并进行编号，然后再测距离测量长度时不要用短刻度尺_的长度，最好用长刻度尺对齐各计数点(不要移动尺子)，读出各计数点间的长度值，避免测量误差的积累(6)在坐标纸上画vt图象时，注意_的选取，使图象尽可能地均匀分布在坐标平面上2误差分析(1)减小测量误差：为了便于测量，舍掉开始的一些过于密集的点，找一个点做计时起点，量出_到该点的距离(2)减小测量误差：一般隔5个计时点，选取一个计数点，则每两个计数点的时间间隔为T_.二、实验数据的处理探究1请同学们思考在前面的学习中我们利用了什么方法求某一点的瞬时速度？2在画速度时间图象时是否可以把每个点都用图线连接起来呢？3长木板光滑和不光滑对本实验的实验目的有无影响？4两种情况下得到的图象有何区别？(所挂钩码个数相同)三、 解题方法探究例1在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经各计数点的瞬时速度如下：计数点序号123456计数点对应时刻(s)0.100.200.300.400.500.60通过计数点的速度(cms1)44.062.081.0100.0110.0168.0(1)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公式，用av/t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 求加速度C根据实验数据画出vt图象，由图线上任意两点所对应的速度，用公式av/t求加速度D依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出其平均值作为小车的加速度(2)由上表中给出的数据，用作图法求其加速度解析：(1)方法A虽能求出其加速度，由于只利用了其中的两组数据，偶然误差较大，方法D也具有方法A相同的缺点，如a1(v2v1)/T，a2(v3v2)/T，a5(v6v5)/T，求平均值时，a(v6v1)/5T，只用了v6和v1两组数据作图法是求物体加速度的一个行之有效的方法，具有减小偶然误差的效果，但方法B也是不可用的，因两坐标轴的分度大小往往是不相等的，也就是说同一组数据，可以画出许多倾角不同的图线，再加上测量角度时测量误差较大，故不能被采用，常用方法C求其加速度(2)由上表中给出的数据，用作图法求其加速度具体作法如下：由表中给出的数据选好标度；描点；用直线把描的点连起来，使所描的点尽可能在直线上或对称地分布在两旁，个别离直线较远的点应舍去；选图线中相距较远的两点由av/t求加速度，如图虚线所示，则a(15050)/(0.520.17) cm/s2286 cm/s22.86 m/s2.【基础达标】1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，但可一端高一端低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2试分析如图3所示的物体在4 s内的运动情况 3在“探究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz，记录小车运动的纸带如图4所示，在纸带上依次选择6个实际点A、B、C、D、E、F，各相邻点间的距离依次是2.0 cm、3.0 cm、4.0 cm、5.0 cm、6.0 cm.图4根据学过的知识可以求出小车在B点的速度为vB_ m/s(保留两位小数)，CE间的平均速度为_ m/s(保留两位小数)【能力提升】1、在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图1所示给出了从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：图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.【延伸拓展】1、在“利用打点计时器测定匀加速直线运动的加速度”的实验中，打点计时器接在50 Hz的低压交变电源上某同学在打出的纸带上每5点取一个计数点，共取了