2022-2023学年人教版必修第一册 第二章　第1节　实验：探究小车速度随时间变化的规律 学案

1、eq blc (avs4alco1(第二章)匀变速直线运动的研究第1节实验：探究小车速度随时间变化的规律1.巩固打点计时器的使用方法及利用纸带求瞬时速度2学会用实验探究小车速度随时间变化的规律，学会用v-t图像处理实验数据3探究小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律，为匀变速直线运动规律的认识做铺垫.1.利用纸带计算瞬时速度：以纸带上某点为中间时刻取一小段位移，用这段位移的_平均速度_表示这点的瞬时速度2用v-t图像表示小车的运动情况：以速度v为_纵轴_、时间t为_横轴_建立直角坐标系，用描点法画出小车的v-t图像，图线的_斜率(或该点切线余率)_表示加速度的大小，如果v-t图像是一条倾斜的

2、直线，说明小车的速度是均匀变化的打点计时器、交流电源、纸带、一端附有滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、坐标纸1.如图所示，把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端，连接好电路2把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下面挂上适当的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定在小车的后面3把小车停在_靠近_打点计时器的位置，先_接通电源_，后_释放小车_(填“接通电源”或“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行小点，随后立即关闭电源4换上新纸带，重复实验两次1.测量并记录数据(1)从三条纸带中选择一条点迹最清晰的

3、舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点当作计时起点(0点)，每5个点(相隔_0.1_ s)取一个计数点进行测量，如下图所示(相邻两点间还有四个点未画出)标明0、1、2、3、4、，测量各计数点到0点的距离x，并记录填入表中位置编号012345t/s x/m v/(ms1) (2)分别计算出相邻的两计数点之间的距离x1、x2、x3、.(3)利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度，即vn_eq f(xnxn1,2T)_例如，图中计数点4的速度v4_eq f(x4x5,2T)_并将求得的各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度，填入上面的表格中2作出v-t图像分析运动规律(1)在坐标纸

4、上建立直角坐标系，横轴表示_时间_，纵轴表示_速度_，并根据表格中的数据在坐标系中描点(2)画一条_直线_，让这条_直线_通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在_直线_的两侧，偏差比较大的点忽略不计，如图所示(3)观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律(4)根据画出的v-t图像求出小车运动的加速度a_eq f(v,t)_1.开始释放小车时，应使小车_靠近_(填“靠近”或“远离”)打点计时器2先_接通电源_，等打点稳定后，再_释放小车_(填“接通电源”或“释放小车”)3打点完毕，立即关闭电源4选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点迹密集部分，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄

5、清楚所选的时间间隔T等于多少5不要逐次测量各段距离，应尽可能地一次测量完毕6在坐标纸上画v-t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像尽量分布在坐标平面中央对实验原理和实验操作的考查1用打点计时器可测纸带运动的时间和位移下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理顺序，将各步骤的字母代号按顺序写在空白处A在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在低压_(选填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上B把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过_，并压在复写纸下面C用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离x.

6、D切断电源，取下纸带，如果共有n个清晰的点，则这段纸带记录的时间t_.E打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点F利用公式veq f(x,t)计算纸带运动的平均速度实验步骤的合理顺序是_答案：交流电磁打点计时器的限位孔(n1)0.02 sBAEDCF解析：A中电磁打点计时器应使用低压交流电源；B中应将纸带穿过电磁打点计时器的限位孔，并放于复写纸的下方；D中纸带上记录的时间t(n1)0.02 s，合理的实验步骤为BAEDCF.对实验数据处理和误差分析的考查2某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出0、1、2、3

7、、4、5、6共七个测量点其相邻点间的距离如图甲所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10 s，试完成下面的问题(1)根据纸带上各个测量点间的距离，某同学已将1、2、3、5点对应的时刻的瞬时速度进行计算并填入表中，请你将4点对应的时刻的瞬时速度填入表中(要求保留三位有效数字)瞬时速度v1v2v3v4v5数值/(ms1)0.1650.2140.2630.363(2)在如图乙所示的直角坐标系中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线(3)由图像求出小车的加速度a_m/s2.(要求保留三位有效数字)答案：(1)0.314(2)见解析图(3)0.500解析：(1)4点对应时刻的瞬时速度v4eq f(

8、（11.955.68）102,20.1) m/s0.314 m/s.(2)描点作图，如图所示(3)根据图像得aeq f(0.320.12,0.4) m/s20.500 m/s2.实验改进与创新3做变速运动的小车，牵引一条纸带通过打点计时器，交流电源的频率是50 Hz.由纸带上打出的某一点开始，每5个点剪下一段纸带，按如图所示，每一段纸带的一端与x轴相重合，左边与y轴平行，将纸带贴在坐标系中(1)本实验中运动的小车，相邻相等时间内位移存在某种关系，请你仔细研究图像，找出这一关系；(2)设t0.1 s，请作出小车的v-t图像；(3)根据图像求出其加速度大小答案：(1)在实验误差允许的范围内，此车在相邻相等的时间内的位移之差都是相等的(2)如图所示(3)0.80 m/s2解析：(1)横坐标中的1、2、3、4、5、6分别表示连续相等时间T0.1 s内的6段纸带，而纵坐标表示这6段纸带的位移大小，分别设为x1、x2、x6.仔细观察可得：x2x18 mm，x3x27 mm，x4x38 mm，x5x48 mm，x6x58 mm可见在实验误差允许的范围内，此车在相邻相等的时间内的位移之差都是相等的(2)设想将这6段纸带连接起来，并将每段纸带的上端作为计数点的位置，分别为A、B、C、D、E、F，则A点的速度：vAeq f(22.530.5,20.1) mm/s265