高中物理 21 實驗 探究小車速度隨時間變化的規(guī)律導(dǎo)學(xué)案無答案新人教版必修1

1、實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)一步練習(xí)使用打點計時器.會利用平均速度求瞬時速度.會利用vt圖象處理實驗數(shù)據(jù)，并據(jù)此判斷物體的運(yùn)動性質(zhì).4.能根據(jù)實驗數(shù)據(jù)求加速度學(xué)習(xí)重點一、實驗原理1紙帶上某點的瞬時速度一般用一小段時間內(nèi)的平均速度求解2用描點法畫出小車的vt圖象，圖線的斜率表示加速度，vt圖象是一條傾斜的直線，說明小車的速度是均勻變化的二、實驗器材打點計時器、交流電源、紙帶、一端附有滑輪的長木板、小車、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、坐標(biāo)紙三、實驗步驟1如圖所示，把一端附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，打點計時器固定在長木板沒有滑輪的一端，連接好電路2把一條細(xì)繩拴在小車上，使

2、細(xì)繩水平跨過滑輪，下面掛上適當(dāng)?shù)你^碼，放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行，然后把紙帶穿過打點計時器，并把紙帶的另一端固定在小車的后面3把小車停在靠近打點計時器的位置，先接通電源，后釋放小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動，打點計時器在紙帶上打下一行小點，隨后立即關(guān)閉電源換上新紙帶，重復(fù)操作兩次 學(xué)習(xí)難點四、數(shù)據(jù)處理1挑選紙帶并測量在打出的紙帶中選擇一條點跡最清晰的為了便于測量，舍掉開頭一些過于密集的點跡，找一個適當(dāng)?shù)狞c當(dāng)作計時起點(0點)，每5個點(相隔0.1 s)取一個計數(shù)點進(jìn)行測量，如圖2所示(相鄰兩點間還有4個點未畫出，電源頻率為50 Hz)圖22瞬時速度的計算和記錄(1)計算方法：時間間隔很

3、短時，可用某段時間內(nèi)的平均速度表示這段時間內(nèi)某一時刻的瞬時速度，即vn.例如，圖中計數(shù)點4的速度v4，其中T0.1 s.(2)設(shè)計表格并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)位置01234567時刻t/s00.10.20.30.40.50.60.7v/(ms1)3.作出小車運(yùn)動的vt圖象(1)定標(biāo)度：坐標(biāo)軸的標(biāo)度選取要合理，應(yīng)使圖象大致布滿坐標(biāo)紙(2)描點：在坐標(biāo)紙上描出各個坐標(biāo)點的位置(3)連線：用一條平滑的曲線或直線“擬合”這些點4實驗結(jié)論如果畫出的vt圖象是一條傾斜的直線，說明小車做速度均勻變化的直線運(yùn)動圖象和縱軸的交點表示開始計時時小車的速度初速度五、注意事項1先接通電源，計時器工作穩(wěn)定后，再放開小車，當(dāng)小車停

4、止運(yùn)動時及時斷開電源2要防止鉤碼落地以及小車與滑輪相撞，當(dāng)小車到達(dá)滑輪前及時用手按住它3牽引小車的鉤碼個數(shù)要適當(dāng)，以免加速度過大而使紙帶上的點太少，或者加速度太小而使各段位移無多大差別，從而使誤差增大，加速度的大小以能在50 cm長的紙帶上清楚地取得六、七個計數(shù)點為宜4要區(qū)別計時器打出的計時點與人為選取的計數(shù)點，一般在紙帶上每隔四個計時點取一個計數(shù)點，即時間間隔為T0.025 s0.1 s(電源頻率為50 Hz)5在坐標(biāo)紙上畫vt圖象時，注意坐標(biāo)軸單位長度的選取，應(yīng)使圖象盡量分布在較大的坐標(biāo)平面內(nèi).學(xué)習(xí)過程任務(wù)：一、實驗原理及操作例1在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，下列說法正確的是

5、()A通過調(diào)節(jié)，使小車、紙帶、細(xì)繩和定滑輪上邊緣在一條直線上B坐標(biāo)軸單位長度越小越好C開始前要先接通電源后松開紙帶，打完點要先斷開電源后取紙帶D鉤碼的質(zhì)量越大越好解析實驗中調(diào)節(jié)滑輪的高度使小車、紙帶、細(xì)繩和定滑輪上邊緣在一條直線上，可以減小摩擦，所以A正確；要適當(dāng)?shù)剡x取坐標(biāo)軸的單位長度使圖象盡量分布在較大的坐標(biāo)平面內(nèi)，B錯誤；開始前要先接通電源后松開紙帶，打完點要先斷開電源后取紙帶，這樣可以使實驗更精確，所以C正確；鉤碼的質(zhì)量要適中，不要太大也不要太小，D錯誤答案AC總結(jié)提升1開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近打點計時器2牽引小車的鉤碼個數(shù)要適當(dāng)，以免加速度過大而使紙帶上的點太少，或者加速度太小而使

6、各段位移無多大差別，從而使誤差增大，加速度的大小以能在50 cm長的紙帶上清楚地取得六、七個計數(shù)點為宜3先接通電源，等打點穩(wěn)定后，再釋放小車4打點完畢，立即斷開電源5選取一條點跡清晰的紙帶，舍棄開頭點跡密集部分，適當(dāng)選取計數(shù)點(注意計數(shù)點與計時點的區(qū)別)，弄清楚所選的時間間隔T等于多少一般在紙帶上每隔4個點取一個計數(shù)點，即時間間隔為T0.025 s0.1 s.二、實驗數(shù)據(jù)處理例2在用電火花計時器“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，圖3甲是一次記錄小車運(yùn)動情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間還有四個點未畫出(電源頻率為50 Hz)圖3(1)根據(jù)運(yùn)動學(xué)有關(guān)公式可求得

7、vB1.38 m/s，vC_ m/s，vD3.90 m/s.(保留三位有效數(shù)字)(2)利用求得的數(shù)值在圖乙所示坐標(biāo)紙上作出小車的vt圖線(從打A點時開始計時)利用紙帶上的數(shù)據(jù)求出小車運(yùn)動的加速度a_ m/s2.(保留三位有效數(shù)字)(3)將圖線延長與縱軸相交，交點的縱坐標(biāo)是0.12 m/s，此交點的物理意義是：_.解析(1)打C點時對應(yīng)的速度為vC cm/s2.64 m/s.(2)用描點法作出小車的運(yùn)動圖象如圖所示由圖知小車運(yùn)動的加速度a12.6 m/s2.(3)此交點表示從A點開始計時時，小車的速度為012 m/s.答案(1)2.64(2)12.6(3)從A點開始計時時，小車的速度為0.12

8、m/s總結(jié)提升1瞬時速度的計算：小車在某點的瞬時速度，一般用一小段時間內(nèi)的平均速度來代替，即v.2運(yùn)動性質(zhì)的判斷：用描點法作出小車的vt圖象，根據(jù)圖象的形狀判斷小車的運(yùn)動性質(zhì)3加速度的計算：利用vt圖象的斜率求出小車的加速度.【當(dāng)課檢測】1在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，某同學(xué)進(jìn)行了以下實驗操作步驟，試找出其中錯誤和遺漏的步驟(遺漏步驟可編上序號G)A拉住小車，將小車移到靠近打點計時器的一端后，放開小車，再接通電源B將打點計時器固定在長木板無滑輪的一端，并接好電路C把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下面吊著適當(dāng)?shù)你^碼D取下紙帶，再斷開電源E將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器

9、的限位孔F從所打的紙帶中選取理想的紙帶進(jìn)行測量分析錯誤和遺漏：_；_；G._；正確的步驟順序為_2某同學(xué)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，所得紙帶點間距過密，若利用該紙帶分析小車運(yùn)動情況，下列做法可行的是()A每隔9個點取一個計數(shù)點，計數(shù)點時間間隔為0.2 sB每隔2個點取一個計數(shù)點，計數(shù)點時間間隔為0.04 sC只研究紙帶后端幾個間距較大的點所在區(qū)域D只研究紙帶前端較密的幾個點所在區(qū)域3(多選)一小球在水平桌面上做直線運(yùn)動，用照相機(jī)對著小球每隔0.1 s拍照一次，得到一幅頻閃照片，用刻度尺量得照片上小球各位置如圖4所示，已知照片與實物的比例為110，則()圖4A圖中對應(yīng)的小球在通過8 cm距離內(nèi)的平均速度是2 m/sB圖中對應(yīng)的小球在通過8 cm距離內(nèi)的平均速度是1.6 m/sC圖中對應(yīng)的小球在通過6 cm處的瞬時速度是2.5 m/sD圖中對應(yīng)的小球在通過6 cm處的瞬時速度是2 m/s4光電計時器是一種常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖5甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有滑塊從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示出物體的擋光時間現(xiàn)有某滑塊在斜面上滑行，先后兩次通過光電門1和光電門2，計時器顯示的擋光時間分