金版學案13-14物理(人教版)必修1課件：2.1實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律

1、第一課時實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律第一課時實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律勻變速直線運動的研究 物體的運動通常是比較復雜的放眼所見：在生活中，人們跳遠助跑、水中嬉戲、駕車行駛、高山滑雪；在自然界里，雨點下落、鴿子飛翔、獵豹捕食、蝸牛爬行、螞蟻搬家這些運動中都有速度的變化物體的速度變化存在規(guī)律嗎？怎樣探索復雜運動蘊含的規(guī)律呢？1通過實驗了解勻變速直線運動中速度隨時間變化的規(guī)律2掌握瞬時速度、加速度的求法知識清單知識清單實驗步驟實驗步驟1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，把打點計時器固定在長木板上_的一端，連接好電路2把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪，下邊掛上合

2、適的鉤碼，啟動計時器，然后_，讓小車拖著紙帶運動，打完一條立即關閉_3換上新紙帶，重復操作三次4在三條紙帶上選擇一條最清晰的，舍掉_的點，找一個適當?shù)狞c當作計時起點2.放開小車電源開頭一些過于密集遠離滑輪綜合拓展綜合拓展實驗中的注意事項1開始釋放小車時，應使小車靠近打點計時器2先接通電源，計時器工作后，再放開小車，當小車停止運動時及時斷開電源3要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，當小車到達滑輪前及時用手按住它4牽引小車的鉤碼個數(shù)要適當，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5要區(qū)別

3、計時器找出的點與人為選取的計數(shù)點，一般在紙帶上每隔五個點取一個計數(shù)點，即時間間隔為T0.025 s0.1 s.特別提示：先通電，后放小車，先止住小車，再斷電注意區(qū)分計數(shù)點間時間間隔的計算嘗試應用嘗試應用1下列關于使用打點計時器的說法，其中正確的是( )A不要在未放紙帶時通電打點，每次打點完畢，應及時切斷電源，切忌長時間通電使用B每打完一條紙帶，要將復寫紙調整一下，確保下一次打點清晰C若發(fā)現(xiàn)振片振幅不穩(wěn)定，應調節(jié)振片螺母，以使振動穩(wěn)定D若打出的點帶尾巴或雙點，則是由于打點針太長所造成的，應適當調節(jié)打點針的長度E若打的點不清楚或有漏點，則檢查復寫紙是否已損壞或是否打點針太短ABCE2在探究小車速度

4、隨時間變化的規(guī)律的實驗中，按照實驗進行的先后順序，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把一條細線拴在小車上，細線跨過定滑輪，下邊吊著合適的鉤碼G斷開電源，取出紙帶DBFAEGC知識清單知識清單實驗數(shù)據(jù)處理實驗數(shù)據(jù)處理1在三條紙帶中選擇一條最清晰的，為了便于測量，舍掉開頭一些_的點跡，找一個適當?shù)狞c當作計時起點(0點)每5個點(相隔T_)取1個計數(shù)點進行測量(如下圖所示，相鄰兩點中還有4

5、個點)2計算各計數(shù)點的瞬時速度如上圖中打點6時的速度_1過于密集0.1 s3把各數(shù)據(jù)填入自己設計的表格4作小車運動的vt圖象以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立坐標系，根據(jù)表中v、t數(shù)據(jù)在坐標系中描點，觀察點的分布規(guī)律，然后用_“擬合”這些點作出小車運動的vt圖象5分析小車速度隨時間的變化規(guī)律4.一條曲線(包括直線)綜合拓展綜合拓展1在打出點跡清晰的紙帶后，要“舍掉開頭一些過于密集的點跡，找一個適當?shù)狞c做計時起點”這樣做的目的是，可以減小因點跡過于密集而在測量位移時帶來較大的偶然誤差2量出各計數(shù)點左右兩計時點(注意計數(shù)點與計時點的區(qū)別)間的距離x1、x2，計算出平均速度，用此平均速度代替相關計數(shù)點

6、的瞬時速度，3我們在作圖時，用一條曲線(包括直線)去“擬合”數(shù)據(jù)點，即所畫曲線要盡可能貼近數(shù)據(jù)點，并使兩側點數(shù)大致相同，從而使每個有意義的數(shù)據(jù)點都發(fā)揮了作用，取數(shù)群的平均位置減少了測量的偶然誤差這就畫出了小車運動的速度圖象圖象能比較形象直觀地反映物理量間的函數(shù)關系，從圖象上還能求得相應的物理量因而，運用圖象探究物理規(guī)律，這是物理學常用的一種研究方法特別提示：1.坐標軸單位長度的選取要合適，使圖象分布在坐標平面的中央面積上2作圖時，應讓曲線連接盡可能多的點，不能連接的點應分布在圖象兩側且點數(shù)大致相同，以減小偶然誤差嘗試應用嘗試應用 1在用打點計時器做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗時，下列

7、關于vt圖象的說法中，正確的是() A實驗只需測出兩組數(shù)據(jù)，確定出vt圖象中的兩點，就可以得到小車運動的vt圖象 B作vt圖象時，所取的點越多，圖線就越接近真實情況 C作出的vt圖線應通過所有取定的點 D偏離圖線較遠的點，誤差大，應舍去BD 2在實驗中，利用紙帶上的數(shù)據(jù)和第一章的方法得出各計數(shù)點的瞬時速度后，以速度v為縱軸，以時間t為橫軸建立直角坐標系某次實驗中某同學描出的點如右圖所示在直角坐標系上一共描出了10個點下列思考有道理的是() 這10個點無論如何也不在一條直線上，因此小車運動的vt圖象不可能為一條直線，而應為一條光滑的曲線 這10個點中有8個點雖然不在一條直線上，但它們緊挨在一條直

8、線附近，只有F和B兩點離這條直線太遠答案：B在8個點當中只有4個點能畫在一條直線上(A、D、G、J)，有六個點不在該直線上，這條直線肯定不能表示小車運動的規(guī)律與直線偏差較小的點(C、E、H、J)可能是實驗誤差造成的，而與直線偏離較大的點(B、F)則可能是實驗中出現(xiàn)錯誤造成的ABCD實驗操作及注意事項 關于打點計時器探究小車速度隨時間變化規(guī)律的實驗，下列說法中正確的是()A打點計時器應固定在長木板上，且靠近滑輪一端B開始實驗時小車應靠近打點計時器一端C應先接通電源，待打點穩(wěn)定后再釋放小車D牽引小車的鉤碼個數(shù)越多越好解析：解析：打點計時器與滑輪間的距離盡可能要大，小車盡可能靠近打點計時器，都是為了

9、使小車運動的距離較大，盡可能打出較多的點，選項A錯誤，B正確；若先釋放小車再接通電源，只能在紙帶的后面部分打點，選項C正確；鉤碼個數(shù)應適當鉤碼個數(shù)少，打的點很密；鉤碼個數(shù)多，打的點少，都會帶來實驗誤差，選項D錯誤答案：答案：BC名師點睛：名師點睛：熟練實驗操作的步驟及操作中的注意事項是能否成功完成本實驗的關鍵變式應用變式應用1下面是在實驗“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”中的實驗步驟：把小車停在靠近打點計時器的位置把附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，將細繩穿過滑輪，下面掛上適當?shù)你^碼，小車在鉤碼牽引下可以運動啟動計時器，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運動將打點計時器固定在木板上待打點計時器在紙帶上打

10、下一行小點，隨后關閉電源把紙帶穿過打點計時器，連在小車的后面換上新紙帶，重復操作三次在實驗過程中，正確的步驟按序號排應該是()A BC DB實驗數(shù)據(jù)處理 某同學在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確定出A、B、C、D，E、F、G共七個計數(shù)點，其相鄰點間的距離如下圖所示，每兩個相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為0.10 s.(1)試根據(jù)紙帶上各個計數(shù)點間的距離，計算出打下B、C、D、E、F五個點時小車的瞬時速度，并將各個速度值填入下式(要求保留三位有效數(shù)字)vB_m/s，vC_m/s，vD_m/s，vE_m/s，vF_m/s.(2)將B、C

11、、D、E、F各個時刻的瞬時速度標在上圖所示的坐標紙上，并畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關系圖線(3)根據(jù)第(2)問中畫出的vt圖線，求出小車運動的加速度為_m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)(2)利用描點法，先描出不同時刻各點的速度，再畫出速度時間圖線，并讓盡可能多的點位于這條直線上，如右圖所示(3)由加速度的公式 a 或者根據(jù)圖線的斜率都可確定出小車運動的加速度，數(shù)值應在0.780.82 m/s2之間答案：(1)0.4000.4790.5600.6400.721(2)如上圖所示(3)0.80 名師點睛：作圖時應該先判斷圖象的大體走勢，然后將各點連接起來，要使盡量多的點分布在直線(或曲線)上，其余的點平均分布在直線或者曲線的兩側vv0t 變式應用變式應用 2在做“研究勻變速直線運動”的實驗時，所用電源頻率為50 Hz，取下一段紙帶研究，如圖所示，設0點為計數(shù)點的起點，每5個點取一個計數(shù)點，則第一個計數(shù)點與起始點間的距離x1_cm，計算此紙帶的加速度大小a_m/s2；物體經(jīng)過第3個計數(shù)點的瞬時速度為v3_m/s.答案：答案：3 3 1.05水平測試水平測試1“研究勻變速直線運動”的實驗中，使用電磁式打點計時器(所用交流電的頻率為50 Hz)，得到如圖所示的紙帶圖中的點為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有四個點未畫出來，下列表述正確的是()A實驗時應先放開紙帶再接