2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律导学案

1、.实验：探究小车速度随时间变化的规律要点导学1. 探究目的：禾用打点计时器或电火花计时器探究小车在重物牵引下的运动特点，根据纸带记录 的点研究小车速度的变化规律。2. 探究过程：(1) “探究小车速度随时间变化规律”的实验原理如图2-1-1所示，请写出实验所需的器材:小车、纸承源整“打点辻时器图 2-1-1(2) 根据原理图，安装好实验装置，将小车停在靠近打点计时器处，接通 后，再释放小车,让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点，换上新的纸带，重复实验三次。(3) 从三条纸带中选择一条点迹清晰且所有点都在同一直线上的纸带，舍掉开头一些比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个开始点

2、标上0,为了测量方便和减小误差，在选好的开始点后面每打五次点取一个点，这个点叫做计数点，并标明1、2、3(如图2-1-2所示)，两个相邻计数点的时间间隔就是T=5X 0.02s=0.1s距离分别是X1、X2、X3<0 1 2L 活.-心恥图2 -1 -2 心(4) 增减所挂的钩码数，重复实验步骤(2)(3)，再做两次实验.3. 数据处理(1)利用纸带计数点间距离X1、X2、X3和相对应的时间，根据第一章用打点计时器测量瞬时速 度的方法,得出各计数点的瞬时速度，V1 =(X1+X2)/ 2T、V2 =(X2+X3)/ 2Tt其中T = 0.1s；求出各计数点的a。瞬时速度后，由加速度的定义

3、：a = v/At计算出小车做直线运动的加速度(2)将得到的瞬时速度值分别填入下表：小车在几个时刻的瞬时速度位置编号012345时间t/s00.10.20.30.40.5-1V1/(m?>1)-1V2/(m?>1)V3/(m?-1)(3) 作出速度一时间图象运用“拟合”描点法画v-t图象：在科学上，为了描述实验中测量量之间的关系，先将其在坐标系中描 点，然后用一条曲线(包括直线)“拟合”这些点，使画出的曲线两侧的点数大致相同，这种描点方法叫拟合 描点法。每次实验，描出的几个点都大致在一条直线上，由于实验误差是不可避免的，所以有些点会落在直线 的左边,有些点落在了直线的右边，如果是没

4、有误差的理想情况，这些点才能全部落在直线上。需要注意的是如果在拟合这些点时，发现某一个点离散得较多，远远偏离了拟合曲线，则说明此点反映的实验数 据存在问题，应重做这一步实验或舍去此点。(4) 作出v-t图象，图线的斜率就是小车运动的加速度。4.注意事项如使用打点计时器，那么它必须接在 6- 8V的低压交流电源上，如使用电火花计时器，贝U须接在 220V的交流电源上。注意计时器不宜长时间通电，每次都要及时关闭电源开关。实验时，先启动打点计时器，待工作稳定后再让纸带运动。另外，复写纸的油面要向下，纸带从 复写纸的下面穿过，这样纸带上才能够打出点来。复写纸转轴可前后移动，用以改变振针打在复写纸的 不

5、同位置上，以保证打出的点清晰，同时也可以充分利用复写纸。如使用电火花计时器，使用时，首先 检查墨粉纸盘是否已经正确地套在纸盘轴上，检查两条纸带是否已经正确地穿好，墨粉纸盘是否已经夹 在两条纸带之间。使用打点计时器，如发现点迹太轻或有拖痕，应检查打点针是否太短或太长，并予以调整。若使 用电火花计时器时发现点迹不清，则需要更换墨粉纸盘。安装研究匀变速直线运动的实验装置时， 初始时要把小车的位置摆正，使纸带与拉绳的方向一致, 且不与计时器的限位槽边相擦。隔为 T = 0.02SX 5= 0.1s。 范例精析例1:如图2-1-3A.B.C.D.由于打点周期比较小，点间距离较小，通常每隔 4个实际点取一

6、个计数点，则计数点间的时间间一同学在做“探究小车速度随时间变化规律”的实验时，发现纸带上打出的不是圆点，而是 所示的一些短线，可能是因为（）打点计时器错接在直流电源上电源电压不稳定 电源的频率不稳定 打点针压得过紧川启 C Q E图 2-1-319.55 =2-1-4拓展：（1）了解实验仪器的结构、工作原理和工作条件是保证实验成功的前提，通过对实验仪器 的观察，掌握新仪器的使用方法，也是一种重要的实验能力。（2）使用电火花计时器来分析物体运动情况的实验中： 在如下实验步骤中，正确合理的排列顺序为 A .把电火花计时器固定在桌子上B .安好纸带C.松开纸带让物体带着纸带运动D .接通220V交流

7、电源E.按下脉冲输出开关，进行打点,还要检查是否夹在两 在安放纸带时，要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在条纸带之间。例2:某课外兴趣小组在探究小车的速度随时间变化规律的实验中，得到如图2-1-4所示的实验纸带，实验中打点计时器交流电的频率为50Hz，纸带前面的几个点较模糊，因此从A点开始每打五个点取一个计数点,其中B C D E点的对应速度vb= /s, vc= /s, VD= /s, ve= /s,由此推得F点的速度vf=m/s。小车从B运动到C的加速度ai=m,从C运动到D的加速度m/s。a2=m/W，从D运动到E的加速度a3=m/§。能力训练1. 根据打点计时器打出的纸带，我们可

8、以从纸带上直接得到的物理量是A .时间间隔B .位移 C.加速度D .平均速度2. 打点计时器振针打点的周期决定于()A .交流电压的高低B.交流电的频率C.永久磁铁的磁性强弱D .振针与复写纸间的距离3. 关于计数点的下列说法中正确的是()A .用计数点进行测量计算，既方便又可减小误差B. 相邻计数点间的时间间隔应是相等的C. 相邻计数点间的距离应是相等的D .计数点是从计时器打出的实际点中选出来的，相邻计数点间点迹的个数相等4. 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法正确的是()A .长木板一定要水平摆放，不能一端高一端低B .使小车速度的变化尽可能快一些C.使用刻度尺测量长

9、度时，要读到最小刻度的下一位D .作v-t图时，所描曲线必须经过每一个点5. 如图2-1-5所示为某次实验中打出的一条经过处理后的纸带，图中O为小车运动的起始点，A为所选取的第一个计数点，O点到A点之间有部分点不清晰，相邻两个记数点之间有 4个点未画出，电源频 率为50Hz,用毫米刻度尺测量后可直接算出()A .从0点到F点运动的时间B .从A点到F点运动的平均速度C. C点时的瞬时速度vCD . G点时的瞬时速度VG6.个滑块沿斜面滑下如图2-1-6所示，依次通过斜面上的A、B、C、D、E、F点，已知AB=6cm,BC=10cm, CD=14cm，DE=18cm，滑块经过相邻两点之间的时间间

10、隔为 2s，求：(1) 滑块在B、C、D三点的瞬时速度(2) 寻求图中滑块的运动规律，推断出 E、F两点间的位移和E点的瞬时速度.7.在用打点计时器研究小车速度随时间变化规律的实验中，得到一条纸带如图2-1-7所示.A、B、C、D、E、F、G 为计数点，相邻计数点间时间间隔为0.10sxi=1.20cm, x 2=1.60cm,x 3=1.98cm, x 4=2.38cm, x5=2.79cm, x 6=3.18cm.(1)计算运动物体在B、C、D、E、F各点的瞬时速度.在2-19图中作出v-t图象，并由图象求物体的加速度.2云 C b图 2-1-7&在利用打点计时器探究小车运动规律的实验中，某同学在打出的纸带上每5点取一个记数点，测出每两个相邻记数点间的距离分别为XI、X2、X6,然后他把纸带上X1、X2、X6各段准确地剪成6段，按如图2-1-9那样帖在坐标纸上，彼此不留间隙也不重叠，纸带下端都准确地与横轴重合，X1的左边准确地与纵轴重合，横轴为时间轴，纵轴为速度轴，该同学在这个图中作出了v-t图象，并由图象求a的。出了加速度a,请说明他是如何作出速度图象并求出加速度9.某研究性学习小组在研究小车在水平薄布面上做减速运动的实验中，所打出的纸带如图2-13所