2.1實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律 —【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊導(dǎo)學(xué)案

1、第二章第一節(jié) 實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律自主學(xué)習(xí)1.本節(jié)實驗的實驗器材有： 。2.正確的實驗過程是：（1）把一端附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使 ，把打點計時器固定在 ，連接好電路。（2）把 拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下面掛上合適的 ，放手后看 ，然后把 穿過打點計時器，并把 的另一端固定在小車后面。（3）把小車停在 處，先 ，然后 ，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一列小點，換上紙帶，重復(fù)實驗3次。（4）增減所掛的鉤碼，或在小車上放置重物，再做兩次實驗，每次實驗打3條紙帶。（5）為了儀器的安全，實驗時要防止鉤碼落地和小車與滑輪碰撞，當(dāng)小車到達(dá)滑輪前及時用手按住。3.

2、紙帶的選取原則是：從3條紙帶中選擇 的一條紙帶， 舍去 找一個適當(dāng)?shù)狞c作為計時起點。為了方便，減小誤差，通常不用0.02s為時間單位，而是每5個點取一個計數(shù)點，以時間 s為時間單位，在紙帶上選好的計時點下面標(biāo)0，在第 點下面標(biāo)1，在第 點下面標(biāo)2，標(biāo)明的點叫計數(shù)點，則相鄰的計數(shù)點時間間隔為 （如下圖所示），兩相鄰點間的距離分別是x1、x2、x3 。4.如何測量出紙帶上各計數(shù)點間的距離，寫出操作方法 。5.根據(jù)測量的位移和時間填表計算速度計數(shù)點序號123456計數(shù)點對應(yīng)的時刻（s）0.100.200.300.400.500.60通過計數(shù)點的速度（cm/s）6.作速度時間圖象的原則：（1）選擇合適

3、坐標(biāo)和單位，讓圖線充滿整個坐標(biāo)紙。（2）嚴(yán)格按實驗數(shù)據(jù)描點，根據(jù)點的分布定量分析速度的變化特點。（3）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在下圖中坐標(biāo)紙上畫出vt圖象（自己確定合理的標(biāo)度）例題講解例1在探究小車速度隨時間變化的規(guī)律的實驗中，按照實驗進(jìn)行的先后順序，將下述步驟地代號填在橫線上 。A把穿過打點計時器的紙帶固定在小車后面 B把打點計時器固定在木板的沒有滑輪的一端，并連好電路 C換上新的紙帶，再重做兩次 D把長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面 E使小車停在靠近打點計時器處，接通電源，放開小車，讓小車運動 F把一條細(xì)線拴在小車上，細(xì)線跨過定滑輪，下邊吊著合適的鉤碼 G斷開電源，取出紙帶例1DBFAEGC

4、例2在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，如圖給出了從0點開始，每5個點取一個計數(shù)點的紙帶，其中0、1、2、3、4、5、6都為計數(shù)點。測得：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： （1）在計時器打出點1、2、3、4、5時，小車的速度分別為：v1= cm/s ，v2= cm/s ，v3= cm/s ，v4= cm/s ，v5= cm/s 。（2）在平面直角坐標(biāo)系中作出速度時間圖象。 （3）分析小車運動速度隨時間變化的規(guī)律。2（1）16.5021.4026.3031.3536.30（2）如

5、圖示（3）v隨t均勻增加詳解：（1）顯然，兩個相鄰計數(shù)點之間的時間間隔為T=0.02×5s=0.1s。各點對應(yīng)的速度分別為：，v2、v3、v4、v5同理可得。（2）利用描點法作出v-t圖象。當(dāng)堂練習(xí)1在下列給出的器材中，選出“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中所需的器材并填在橫線上（填序號）。打點計時器 天平 低壓交流電源 低壓直流電源 細(xì)線和紙帶 鉤碼和小車 秒表 一端有滑輪的長木板 刻度尺選出的器材是_ 12.某課外興趣小組在探究小車的速度隨時間變化規(guī)律的實驗中，得到如圖所示的實驗紙帶，實驗中打點計時器交流電的頻率為50Hz，紙帶前面的幾個點較模糊,因此從A點開始每打五個點取

6、一個計數(shù)點,其中B、C、D、E點的對應(yīng)速度vB=_m/s, vC=_m/s, vD=_m/s, vE=_m/s,由此推得F點的速度vF=_m/s。小車從B運動到C的加速度a1=_m/s2，從C運動到D的加速度a2=_m/s2，從D運動到E的加速度a3=_m/s2。2.解析：根據(jù)第一章的方法, 當(dāng)時間間隔較短時,這段時間內(nèi)某時刻的瞬時速度可以認(rèn)為是這段時間內(nèi)的平均速度，即B點的瞬時速度為A、C兩點間的平均速度，其余類推。由題意可知,每兩個計數(shù)點之間的時間間隔為T=0.02×5s=0.1s.B點的速度為A、C兩點間的平均速度: C點的速度為B、D兩點間的平均速度:同理可得:40.25cm

7、/s； 47.75cm/s從B、C、D、E四點的位置關(guān)系和速度的關(guān)系我們可以提出自己的假設(shè):速度是越來越大,大小之間是否存在一定的規(guī)律?利用v-t圖象對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,發(fā)現(xiàn)相鄰相等時間內(nèi)的速度之差相等.因此F點的速度為55.20cm/s 由加速度的定義：可知小車從B運動到C的加速度a1=同理可得：小車從C運動到D的加速度a2=0.75m/s2 小車從D運動到E的加速度a3=0.75m/s2所以小車做加速度大小不變的直線運動。 拓展：本題中“從A點開始每打五個點取一個計數(shù)點”說明O 點不是計數(shù)點，而是位移的參考點，且相鄰兩計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s,而不是0.02s。3某研究性學(xué)習(xí)小組在研究小車在水平薄布面上做減速運動的實驗中，所打出的紙帶如圖所示，紙帶上相鄰兩點對應(yīng)的時間間隔為0.02s.請你用刻度尺量出相鄰兩點之間的距離填在下表中：s1s2s3s4s5s6s7s8(1)從紙帶上可以確定小車做減速運動的初速度約