2022-2023學(xué)年人教版必修第一冊(cè) 第二章　第1節(jié)　實(shí)驗(yàn)：探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律 學(xué)案

1、eq blc (avs4alco1(第二章)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究第1節(jié)實(shí)驗(yàn)：探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律1.鞏固打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用方法及利用紙帶求瞬時(shí)速度2學(xué)會(huì)用實(shí)驗(yàn)探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，學(xué)會(huì)用v-t圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)3探究小車(chē)在重物牽引下運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，為勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)做鋪墊.1.利用紙帶計(jì)算瞬時(shí)速度：以紙帶上某點(diǎn)為中間時(shí)刻取一小段位移，用這段位移的_平均速度_表示這點(diǎn)的瞬時(shí)速度2用v-t圖像表示小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況：以速度v為_(kāi)縱軸_、時(shí)間t為_(kāi)橫軸_建立直角坐標(biāo)系，用描點(diǎn)法畫(huà)出小車(chē)的v-t圖像，圖線的_斜率(或該點(diǎn)切線余率)_表示加速度的大小，如果v-t圖像是一條傾斜的

2、直線，說(shuō)明小車(chē)的速度是均勻變化的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、交流電源、紙帶、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、小車(chē)、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、坐標(biāo)紙1.如圖所示，把一端附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板沒(méi)有滑輪的一端，連接好電路2把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上，使細(xì)繩跨過(guò)滑輪，下面掛上適當(dāng)?shù)你^碼，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的另一端固定在小車(chē)的后面3把小車(chē)停在_靠近_打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置，先_接通電源_，后_釋放小車(chē)_(填“接通電源”或“釋放小車(chē)”)，讓小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一行小點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源4換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次1.測(cè)量并記錄數(shù)據(jù)(1)從三條紙帶中選擇一條點(diǎn)跡最清晰的

3、舍掉開(kāi)頭一些過(guò)于密集的點(diǎn)跡，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)(0點(diǎn))，每5個(gè)點(diǎn)(相隔_0.1_ s)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，如下圖所示(相鄰兩點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出)標(biāo)明0、1、2、3、4、，測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離x，并記錄填入表中位置編號(hào)012345t/s x/m v/(ms1) (2)分別計(jì)算出相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離x1、x2、x3、.(3)利用一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，即vn_eq f(xnxn1,2T)_例如，圖中計(jì)數(shù)點(diǎn)4的速度v4_eq f(x4x5,2T)_并將求得的各計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5的瞬時(shí)速度，填入上面的表格中2作出v-t圖像分析運(yùn)動(dòng)規(guī)律(1)在坐標(biāo)紙

4、上建立直角坐標(biāo)系，橫軸表示_時(shí)間_，縱軸表示_速度_，并根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)(2)畫(huà)一條_直線_，讓這條_直線_通過(guò)盡可能多的點(diǎn)，不在線上的點(diǎn)均勻分布在_直線_的兩側(cè)，偏差比較大的點(diǎn)忽略不計(jì)，如圖所示(3)觀察所得到的直線，分析物體的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律(4)根據(jù)畫(huà)出的v-t圖像求出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度a_eq f(v,t)_1.開(kāi)始釋放小車(chē)時(shí)，應(yīng)使小車(chē)_靠近_(填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器2先_接通電源_，等打點(diǎn)穩(wěn)定后，再_釋放小車(chē)_(填“接通電源”或“釋放小車(chē)”)3打點(diǎn)完畢，立即關(guān)閉電源4選取一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，適當(dāng)舍棄點(diǎn)跡密集部分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)(注意計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)時(shí)點(diǎn)的區(qū)別)，弄

5、清楚所選的時(shí)間間隔T等于多少5不要逐次測(cè)量各段距離，應(yīng)盡可能地一次測(cè)量完畢6在坐標(biāo)紙上畫(huà)v-t圖像時(shí)，注意坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度的選取，應(yīng)使圖像盡量分布在坐標(biāo)平面中央對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)操作的考查1用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可測(cè)紙帶運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移下面是沒(méi)有按操作順序?qū)懙牟煌暾膶?shí)驗(yàn)步驟，按照你對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，在各步驟空白處填上適當(dāng)?shù)膬?nèi)容，然后按實(shí)際操作的合理順序，將各步驟的字母代號(hào)按順序?qū)懺诳瞻滋嶢在電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩接線柱上分別接上導(dǎo)線，導(dǎo)線的另一端分別接在低壓_(選填“交流”或“直流”)電源的兩個(gè)接線柱上B把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上，讓紙帶穿過(guò)_，并壓在復(fù)寫(xiě)紙下面C用刻度尺測(cè)量從計(jì)時(shí)開(kāi)始點(diǎn)到最后一個(gè)點(diǎn)間的距離x.

6、D切斷電源，取下紙帶，如果共有n個(gè)清晰的點(diǎn)，則這段紙帶記錄的時(shí)間t_.E打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，再用手水平地拉動(dòng)紙帶，紙帶上打下一系列小點(diǎn)F利用公式veq f(x,t)計(jì)算紙帶運(yùn)動(dòng)的平均速度實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是_答案：交流電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔(n1)0.02 sBAEDCF解析：A中電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用低壓交流電源；B中應(yīng)將紙帶穿過(guò)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，并放于復(fù)寫(xiě)紙的下方；D中紙帶上記錄的時(shí)間t(n1)0.02 s，合理的實(shí)驗(yàn)步驟為BAEDCF.對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和誤差分析的考查2某同學(xué)在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車(chē)拖動(dòng)的紙帶的運(yùn)動(dòng)情況，在紙帶上確定出0、1、2、3

7、、4、5、6共七個(gè)測(cè)量點(diǎn)其相鄰點(diǎn)間的距離如圖甲所示，每?jī)蓚€(gè)相鄰的測(cè)量點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.10 s，試完成下面的問(wèn)題(1)根據(jù)紙帶上各個(gè)測(cè)量點(diǎn)間的距離，某同學(xué)已將1、2、3、5點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻的瞬時(shí)速度進(jìn)行計(jì)算并填入表中，請(qǐng)你將4點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻的瞬時(shí)速度填入表中(要求保留三位有效數(shù)字)瞬時(shí)速度v1v2v3v4v5數(shù)值/(ms1)0.1650.2140.2630.363(2)在如圖乙所示的直角坐標(biāo)系中畫(huà)出小車(chē)的瞬時(shí)速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線(3)由圖像求出小車(chē)的加速度a_m/s2.(要求保留三位有效數(shù)字)答案：(1)0.314(2)見(jiàn)解析圖(3)0.500解析：(1)4點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻的瞬時(shí)速度v4eq f(

8、（11.955.68）102,20.1) m/s0.314 m/s.(2)描點(diǎn)作圖，如圖所示(3)根據(jù)圖像得aeq f(0.320.12,0.4) m/s20.500 m/s2.實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新3做變速運(yùn)動(dòng)的小車(chē)，牽引一條紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，交流電源的頻率是50 Hz.由紙帶上打出的某一點(diǎn)開(kāi)始，每5個(gè)點(diǎn)剪下一段紙帶，按如圖所示，每一段紙帶的一端與x軸相重合，左邊與y軸平行，將紙帶貼在坐標(biāo)系中(1)本實(shí)驗(yàn)中運(yùn)動(dòng)的小車(chē)，相鄰相等時(shí)間內(nèi)位移存在某種關(guān)系，請(qǐng)你仔細(xì)研究圖像，找出這一關(guān)系；(2)設(shè)t0.1 s，請(qǐng)作出小車(chē)的v-t圖像；(3)根據(jù)圖像求出其加速度大小答案：(1)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，此車(chē)在相鄰相等的時(shí)間內(nèi)的位移之差都是相等的(2)如圖所示(3)0.80 m/s2解析：(1)橫坐標(biāo)中的1、2、3、4、5、6分別表示連續(xù)相等時(shí)間T0.1 s內(nèi)的6段紙帶，而縱坐標(biāo)表示這6段紙帶的位移大小，分別設(shè)為x1、x2、x6.仔細(xì)觀察可得：x2x18 mm，x3x27 mm，x4x38 mm，x5x48 mm，x6x58 mm可見(jiàn)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，此車(chē)在相鄰相等的時(shí)間內(nèi)的位移之差都是相等的(2)設(shè)想將這6段紙帶連接起來(lái)，并將每段紙帶的上端作為計(jì)數(shù)點(diǎn)的位置，分別為A、B、C、D、E、F，則A點(diǎn)的速度：vAeq f(22.530.5,20.1) mm/s265