2019精选教育人教版高一物理必修一第二章21 探究小车速度随时间变化关系学案.doc

第一节实验探究小车速度随时间变化的规律

〖新课标要求〗

1、会正确使用打点计时器打出的匀变速直线运动的纸带。

2、会用描点法作出v-t 图象。

3、能从v-t 图象分析出匀变速直线运动的速度随时间的变化规律。

4、培养学生的探索发现精神。

〖新课预习〗

一．实验目的探究小车速度随变化的规律。

二．实验原理利用打出的纸带上记录的数据，以寻找小车速度随时间变化的规律。

三．实验器材打点计时器、低压电源、纸带、带滑轮的长木板、小车、、细线、复写纸片、。

四．实验步骤

1．如课本34页图所示，把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。

2．把一条细线拴在小车上，使细线跨过滑轮，下边挂上合适的。把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。

3．把小车停在靠近打点计时器处，接通后，放开，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。换上新纸带，重复实验三次。

4．从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头比较密集的点迹，在后边便于测量的地方找一个点做计时起点。为了测量方便和减少误差，通常不用每打一次点的时间作为时间的单位，而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是T=0.02 s ×5=0.1 s 。在选好的计时起点下面表明A，在第6点下面表明B，在第11点下面表明C……，点A、B、C……叫做计数点，两个相邻计数点间的距离分别是x1、x2、x3……

5

6为轴，时间为轴建立直角坐标系，根据表中的数据，在直角坐标系中描点。

7．通过观察思考，找出这些点的分布规律。

五．注意事项

1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。

2．先接通电源，计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源。

3．要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它。

4．牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上的点太少，或者加速度太小而使各段位移无多大差别，从而使误差增大。加速度的大小以能在60cm长的纸带上清楚地取得六七个计数点为宜。

5．要区别计时器打出的点和人为选取的计数点。一般在纸带上每5个点取一个计数点，间隔为0.1 s 。

〖知识精讲〗

知识点1. 打点计时器的使用

[例1] 使用打点计时器时，下列问题对实验的影响是什么？

（1）错接在直流电源上，影响是

（2）电源频率不稳，影响是

（3）打点针压得太紧，影响是

（4）电源电压不稳，影响是

（5）振针过长，影响是

知识点2. 实验器材的考查

[例2] 在下列给出的器材中，选出“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中所需的器材并填在横线上（填序号）。

①打点计时器②天平③低压交流电源④低压直流电源⑤细线和纸带

⑥钩码和小车⑦秒表⑧一端有滑轮的长木板⑨刻度尺

选出的器材是

[总结]分析这类问题时，先要明确实验的目的和原理，知道本实验怎么进行？需要测什么量？不需要测什么量？这是正确解答此类题的关键。

知识点3：实验过程的考查

[例3] 在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，按照实验进行的先后顺序，将下述步骤地代号填在横线上。

A．把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面

B．把打点计时器固定在木板的没有滑轮的一端，并连好电路

C．换上新的纸带，再重做两次

D．把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面

E．使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动

F．把一条细线拴在小车上，细线跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码

G．断开电源，取出纸带

知识点4：数据处理的考查

[例4]某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，算出小车经过各计数点

请作出小车的图象，并分析运动特点。

1.探究小车速度随时间变化的规律作业纸

一．选择题：

1．用打点计时器测小车的运动速度,下列说法中正确的是（）

A.必须选择点迹清晰的纸带,而且应以打点计时器打的第一个点作为第一计数点

B.要舍去开头比较密集的点,任选后面较清晰的某点作为第一个计数点

C.可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点

D.在数据处理时,从器材上直接读取的原始数据一定要有表格记录

2. 在《探究小车速度随时间变化的规律》实验中，将下列步骤的代号按合理顺序填写在横线上：_____________

A.拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处,先接通电源,后放开纸带

B.将打点计时器固定在平板上,并接好电路

C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着重量适当的钩码

D.断开电源,取下纸带

E.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔

F.换上新的纸带,再重复做三次

３.如图2-１所示为某次实验中打出的一条经过处理后的纸带,图中O 为小车运动的起始点,A 为所选取的第一个计数点,O 点到A 点之间有部分点不清晰,相邻两个记数点之间有4个点未画出,电源频率为50Hz,用毫米刻度尺测量后可直接算出（ ）

A.从O 点到F 点运动的时间

B.从A 点到F 点运动的平均速度v

C.C 点时的瞬时速度v c

D. G 点时的瞬时速度v G

２所示,图中前几

个点模糊,因此从A 点开始每打五个点取一个计数点,其中B 、C 、D 、E 点的对应速度v B =_____m/s, v C =_____m/s, v D =_____m/s, v E =_____m/s,由此推得F 点的速度v F =_____m/s.

５．如图2-３所示为一次记录小车运动情况的

纸带,图中A 、

B 、

C 、

D 、

E 、

F 、

G 为相邻的记数点，相邻记数点的时间间隔T =0.1s.

(1)在图2-４所示的坐标中作出小车的v-t 图线. (2)将图线延长与纵轴相交,交点的速度大小是_______,此速度的物理意义是_____________.

6．一位同学做“探究小车速度随时间变化规律”

实验时，打点计时器所用电源的频率是50Hz ，在实验中得到点迹清晰的一条纸带，他把某一个点记作O ，再选依次相邻的6个点作测量点分别标以A 、B 、C 、D 、E 、F ，如图2-６所示.

(1)如果测得C 、D 两点相距2.70cm, D 、E 两点相距2.90cm,则小车在打

D 点时的速度是______m/s.

(2)如果某同学分别算出小车打各个点的速度,然后把数据标示在v -t 图上,如图2-７所示,则由此图可求得小车的加速度a =______m/s 2.

图2-１

图2-３

图2-６

s

图2-７