2019_2020学年高中物理2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律学案(含解析)新人教版
小车速度随时间变化的规律教案
小车速度随时间变化的规律教案教案标题：小车速度随时间变化的规律探究一、教学目标：1.知识目标：掌握小车速度随时间变化的规律，理解速度和时间之间的关系。
2.能力目标：通过实验和观察，培养学生观察、记录、分析数据的能力，并运用所学知识解释实验现象。
3.情感目标：培养学生对科学实验的兴趣和好奇心，培养学生合作探究的精神。
二、教学准备：1.实验器材：小车、计时器、直尺、抄表纸、铅笔。
2.实验环境：宽敞的实验室。
3.实验前准备：将直尺粘在水平桌面上，调整好小车的起始位置，并将计时器放在实验台上。
三、教学过程：1.导入（5分钟）教师简单介绍速度和时间的概念，并适当提问学生，引发学生的思考和探究欲望。
2.实验操作（20分钟）a.组织学生分成小组，每个小组2-3人，进行实验。
b.每个小组依次进行实验，一人负责计时，一人操作小车。
c.将小车放在直尺的起始位置，等待计时器计时并同时开始推动小车沿直尺运动。
d.每隔1秒钟记录小车此时所在位置的长度，并用铅笔在抄表纸上标记下来。
e.持续记录小车位置的长度，直到小车停下来。
f.将数据整理，并且可以用折线图的形式展示。
3.数据分析（10分钟）a.学生根据实验数据绘制小车位置随时间变化的折线图。
b.引导学生观察折线图的特点，如曲线是否平滑，是否有明显的变化趋势等。
c.学生将数据分成数段，分别计算出每隔一秒钟小车位置变化的速度，并绘制速度随时间变化的折线图。
4.结果分析（10分钟）a.引导学生观察速度随时间变化的折线图，分析折线图的特点。
速度是否一直保持恒定，还是有变化？c.小结：速度随时间变化的规律是什么？为什么会有这样的规律？5.拓展延伸（10分钟）a.学生可以自由设计实验，改变小车的起始位置、斜度等条件，观察小车速度随时间变化的规律是否会有变化。
b.学生之间可以进行讨论和交流，分享实验设计和实验结果。
四、教学总结：1.教师对实验现象和实验结果进行总结，再次强调小车速度随时间变化的规律。
实验：探究小车速度随时间变化的规律 高一上学期物理人教版(2019)必修第一册
2 匀变速直线运动的研究2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律一、利用打点计时器研究物体速度的变化1．实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳钩码、刻度尺、导线、交流电源等。
2．实验步骤(1)按照实验原理图所示实验装置，把打点计时器固定在长木板远离滑轮的一端接好电源;(2)把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂适量的钩码，纸带穿过打点计时器，另一端固定在小车后面;(3)把小车停靠在打点计时器处，先接通电源，后释放小车;(4)小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带;(5)更换纸带，反复做三次实验，选择一条比较理想的纸带进行测量分析。
3．注意事项(1)平行:纸带、细绳要和长木板平行。
(2)突出:滑轮突出桌子的边缘，防止绳子与桌子边缘摩擦，影响实验。
(3)两先两后:实验中应先接通电源，后释放小车;实验完毕应先断开电源后取纸带。
(4)防止碰撞:在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地或小车与滑轮相撞。
(5)减小误差:小车的加速度宜适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出6~7个计数点为宜。
4．数据处理(1)目的:通过纸带求解运动的瞬时速度，确定物体的运动性质。
(2)处理的方法:利用两点间平均速度近似等于瞬时速度求得瞬时速度。
若每两点间时间间隔为T，则由此可得物体速度的变化规律。
注意点:通常打点计时器的频率为50Hz，每两点间的时间间隔为0.02s,但如果题目说明每两点间还有四个点未画出，或者说每五个点取一个计数点，则相邻两计数点间的时间间隔为0.1s。
二利用纸带画出v-t图象1.在坐标纸上选定原点，建立坐标轴t和v，并且标上单位和分度值。
2.把计算结果用点画在坐标纸上，点应画的清楚准确。
3.如发现这些点几乎在一条直线，则用-条直线进行拟合。
直线应穿过尽量多的点，不能穿过的点应均匀分布在直线两侧。
如有个别数据点偏差较大，则应舍去。
实验：探究小车速度随时间变化的规律教案
实验：探究小车速度随时间变化的规律教案
探究小车速度随时间变化的规律教案
一、实验目的：
通过实验，探究小车速度随时间变化的规律，了解匀变速直线运动的基本规律和方法。
二、实验材料：
小车、塑料轨道、计时器、测量尺。
三、实验步骤：
1、把轨道搭好，将小车放在轨道上，使小车离轨道起点的距离为0.3m。
2、利用计时器记录小车通过起点和各中点所需的时间并记录下来。
3、根据实验数据，计算出小车在各时间点时所行驶的距离。
4、绘制出小车随时间变化的位移和速度的图像。
四、实验结果分析：
在实验过程中，我们通过计时器记录小车在不同时间段相对位置的变化，通过测量尺测量小车的移动距离，得出小车在不同
时间段的速度大小，并绘制出了小车随时间变化的位移和速度的图像。
从实验结果可知，小车的速度随时间的增加等速递增，符合匀变速直线运动基本规律。
五、实验总结：
通过本次实验，我们学习了匀变速直线运动的基本运动规律，掌握了测量小车随着时间的推移而行驶长度和速度的方法，并通过实验数据的处理和图像的绘制，对匀变速直线运动规律有了更加深刻的认识。
同时，我们也体会到了实验的重要性和实验中数据处理的必要性。
2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律—人教版(2019)高中物理必修第一册学案
1.实验：探究小车速度随时间变化的规律目标体系构建明确目标·梳理脉络【学习目标】1．巩固打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。
2．体验如何从实验研究中获取数据，学会利用图像处理实验数据。
3．能根据“v－t”图像描述小车的运动规律。
【思维脉络】课前预习反馈教材梳理·落实新知知识点1实验思路1．实验目的研究小车速度随时间变化的规律，测量小车在不同时刻的瞬时速度。
2．实验器材__打点计时器__、一端附有定滑轮的长铝板、__小车__、纸带、细绳、槽码、__刻度尺__、导线、交流电源。
3．实验思路如图所示，把一端带有__滑轮__的长铝板平放在实验桌上，铝板上放一个可以左右移动的__小车__，小车一端连接穿过打点计时器的__纸带__，另一端连接绕过滑轮系有__槽码__的细绳。
小车在槽码的牵引下运动，通过研究纸带上的信息，就可以知道小车运动的速度是怎样随时间变化的。
知识点 2 进行实验1．按照图固定好实验器材，并连接好电路。
2．把小车停在__靠近__打点计时器的位置。
3．启动计时器，然后__放开__小车，让它拖着纸带运动。
打点计时器在__纸带__上打下一行小点。
4．__关闭__电源，取下纸带。
5．增减所挂的槽码(或在小车上放置重物)，更换纸带，再做两次实验。
知识点 3 数据分析处理1．瞬时速度的计算：各计数点的瞬时速度可用以该点为中间时刻的一段时间内的__平均速度__来代替：v n ＝x n ＋x n ＋12T。
2．根据v －t 图像判断运动性质：用描点法可作出小车的v －t 图像，根据图像的形状可判断小车的运动性质。
3．加速度的计算：利用v －t 图像的__斜率__求出小车的加速度。
预习自测『判一判』(1)长铝板一定要水平放置，不能一端高一端低。
( × )(2)纸带上可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点。
( √ )(3)使用刻度尺测量长度时，要进行估读。
( √ )(4)作v －t 图像时，所描曲线必须经过每一个点。
高中物理第二章匀变速直线运动的研究第1节实验：探究小车速度随时间变化的规律4教案新人教版必修
实验：探究小车速度随时间变化的规律备课资源完成本实验的一些建议：1. 打点计时器纸带限位器要与长木板纵轴位置对齐再固定在长木板上，使纸带、小车、拉线和定滑轮在一条直线上。
小车要选择在木板上运动不跑偏或跑偏较小的车。
2. 牵引小车的钩码以100 g以内为宜。
若用到150 g以上，则纸带上打出的点数不能满足以0.1 s为计数点取6组数值的要求。
解决办法：用小沙桶替代钩码。
沙桶及沙的质量在40～100 g之间取三种不同质量，可用托盘天平称量沙桶和沙子。
若用50 g钩码，取至150 g时打出的纸带计数点之间的时间间隔可减小至0．08 s或0．06 s，可以满足6组以上数据的要求。
为防钩码落地损伤钩码，可在地面铺泡沫塑料垫。
小沙桶可选择能装100 g以上砂子的带盖塑料瓶。
3. 在小车后面安装纸带的方法如图2-1-1所示。
使小车运动时保持纸带与打点计时器平面、木板平行，减少摩擦力影响。
注意调整滑轮高度，使拉车的线与木板平行，减少拉力的变化。
4. 开启电源，待打点计时器工作稳定后释放小车，同时用一只手在定滑轮一端准备接住小车，防止小车撞击定滑轮，防止小车落地。
即使安装了防撞挡板，也要防止小车落地。
关断电源后再取纸带，取下纸带后，将所用钩码质量标注在纸带上，并给纸带编号。
5. 纸带上的点先取零点和计数点进行编号再测距离。
测量长度时不要用短刻度尺分别测量相邻两个计数点间的长度，最好用长刻度尺对齐各计数点（不移动尺子）读出各计数点间长度值，避免测量误差的积累。
6. 在坐标纸上画v-t图象时，注意坐标轴单位长度的选取，使图象分布在坐标平面的大部分面积。
教学目标一、知识与技能1. 能熟练使用打点计时器。
2. 会根据相关实验器材，设计实验并完成操作。
3. 会处理纸带求各点瞬时速度。
4. 会设计表格并用表格记录并处理数据。
5. 会用v-t图象处理数据，描述物体运动规律。
二、过程与方法1. 初步学习根据实验要求，设计实验，探究某种规律的研究方法。
2019-2020学年教科版(2019)物理必修第一册教案+学案：2.1 匀变速直线运动的研究-学案(有答案)
匀变速直线运动的研究【学习重点】1.对运动的速度随时间变化规律的探究。
2.图像法研究速度随时间变化的规律。
【学习难点】1.各点平均速度的计算。
2.对实验数据的处理、规律的探究。
【学习过程】一、基础导学（一）匀变速直线运动1．定义：速度随时间____________的直线运动叫作匀变速直线运动。
2．匀变速直线运动中，____________保持不变。
3．____________运动和____________运动，统称匀变速直线运动。
（二）研究小车的运动1．实验目的：研究小车速度随时间变化的规律，测量小车在不同时刻的平均速度。
2．实验器材：打点计时器、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源。
3．实验思路：如图所示，把一端带有滑轮的长铝板平放在实验桌上，铝板上放一个可以左右移动的小车，引下运动，通过研究纸带上的信息，就可以知道小车运动的速度是怎样随时间变化的。
次每五个点取一个计数点，并标明0、1、2、3、4、…，如图所示。
（2）在下图所示坐标系中画出小车的v t -图线，并根据图线求出a ＝________。
D 点的瞬时速度105.6027.60 cm=390 cm s 3.90 m s 20.2 sCE D x v T -=== C 点的瞬时速度()60.307.50 cm =264 cm s 2.64 m s 20.2 sBD C xv T -=== B 点的瞬时速度27.60 cm =138 cm s 1.38 m 20.2 sAC B x v T ===。
1.38（2）如右图所示：212.6 mB ．根据实验数据画出v t -图像，量出其倾角α，由公式tan a α=求出加速度C ．根据实验数据画出v t -图像，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式v a t∆=∆算出加速度D．依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度知识链接：图像法处理数据时注意两点。
2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律导学案
第1节实验：探究小车速度随时间变化的规律学习目标：1．巩固打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。
2．通过实验探究，体验如何从实验研究中获取数据，学会利用图像处理实验数据的科学方法。
3．知道小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律。
重点难点：重点：测量小车的速度和作出小车运动的v-t图像．难点：对实验数据的处理、规律的探究和在v-t图像中画匀变速直线运动的图线．课前诊断：一、电磁式打点计时器和电火花打点计时器1、计时器的用途：=S2、如果f=50HZ 则打点周期T=1f3、计时点：计数点：总结：例1．图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带．①已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_________．②ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出．从图中读出A、B两点间距s __________；C点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)．练习1．打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你完成下列有关问题①打点计时器是________的仪器．②如图A、B是两种打点计时器的图片，其中A是________打点计时器，B是________打点计时器．③打点计时器使用的电源为________（选填交流或直流）电源，打点的时间间隔为0.02s．如果当时电网中交变电流的频率稍有增大，打点时间间隔为0.019s，而做实验的同学并不知道，那么速度的测量值与实际值相比________（选填：偏大、偏小、不变）练习2．用打点计时器可测纸带运动的时间和位移．下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后根据实际操作的合理步骤，将各步骤的字母代号按顺序写在空白处．A．在电磁打点计时器两接线柱上分别接导线，导线另一端分别接50 Hz交流电源的两接线柱．B．把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过_______，并压在_______下面．C．用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离Δx．D．切断电源，取下纸带，如果共有n个清晰的点，则这段纸带记录的时间Δt=________．E．打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点．F．利用公式v=xt∆∆计算纸带运动的平均速度．实验步骤的合理顺序是_______________．学习过程：探究小车速度随时间变化的规律【自主学习】一．实验目的探究小车速度随变化的规律。
高中物理2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律教案新人教版必修1
知识纲要导引核心素养目标(1)经历匀变速直线运动的实验过程．了解匀变速直线运动的规律，体会实验在发现自然规律中的作用．(2)能用公式和图象描述匀变速直线运动，体会数学在研究物理问题中的重要性．(3)探究小车速度随时间变化的规律．(4)认识实验对物理学发展的推动作用.固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路．．把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，并把纸带的一端固定在小车的后面．．把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点．．换上新的纸带，重新实验两次．．增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验．、…，如图所示．02、03、04、…的距离x1、x2、x3、x4、…，填入表中位置12345长度x1x2x3x4x54～在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律．(2)如果作出的v t图象是一条直线，则直线的斜率表示加速度a的大小.(1)甲图是________打点计时器，电源采用的是________．(2)乙图是________打点计时器，电源采用的是________．(3)某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器在纸带上打点记录小车的运动情况．他做此实验时步骤如下：A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，放开纸带，再接通电源．B．将打点计时器固定在长木板上，并接好电路．C．把一条绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面挂上适当的钩码．D．小车停止运动后，直接取下纸带．E．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔．F．换上新纸带，重复操作三次，然后从各纸带中选取一条清晰的进行数据处理．其中错误或遗漏的步骤有：①______________；②______________.将以上步骤完善后按合理的顺序填写在下面横线上________．【解析】(1)甲图是电磁打点计时器，电源采用4～6 V低压交流电．(2)乙图是电火花打点计时器，所用电源为220 V交流电．(3)实验过程中应先接通电源再放开纸带，取纸带前应先断开电源，所以错误操作是A、D步骤．合理的顺序应是BECADF.【答案】见解析(1)实验步骤可简化为：放置→固定→连接→先接后放，开始实验→重复实验→数据分析．(2)注意几步：“固定长木板时定滑轮要伸出桌面，打点计时器固定于远离定滑轮一端，开始实验时先接通电源，后释放小车”．训练1 (多选)关于用打点计时器探究小车速度随时间变化规律的实验，下列说法中正确的是( )A．打点计时器应固定在长木板上，且靠近滑轮一端B．开始实验时小车应靠近打点计时器一端C．应先接通电源，待打点稳定后再释放小车D．牵引小车的钩码个数越多越好解析：A错，B对：打点计时器与滑轮间的距离要尽可能大，小车尽可能靠近打点计时器，都是为了使小车运动的距离较大，尽可能打出较多的点．C对：若先释放小车再接通电源，只能在纸带的后面部分打点．D错：钩码个数应适当，钩码个数少，打的点很密；钩码个数多，打的点少，都会带来实验误差．答案：BC核心二实验数据处理例2 在研究物体速度随时间变化规律的实验中，如图1所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T＝0.1 s.＝－0.2 s＝＝－0.2 s＝264 cm/s27.60 cm0.2 s＝138 cm/s＝图线如图所示，由图线的斜率可求得它的加速度与该点相邻的前后两点间的平均速度等于该点的瞬时速度利用打点纸带某小段时间内的平均速度替代中间时刻的瞬时速度．倾角就会不同，所以量出其倾角，用公式a＝tanα算出的数值并不是加速度.为纸带，E为电磁打点计时器，F为电压请指出实验装置中的两处错误．①________________________________________________________________________；②_____________________________________________________________________实验中得到了一条较为理想的纸带，并在纸带上每5个点取一个计数点，将这些计、4…，如图所示．点对应的瞬时速度是________m/s ；小车运动的加速度是电磁打点计时器使用4 V ～6 V 的交变电源工作，实验中使用了直流电源；研究匀变速直线运动实验时，为了保证纸带上打出清晰而且足够的计数点，计时器，该实验中没有做到这一点．＝－－20.2m/s ＝－－20.2m/s≈0.39 m/s 则加速度a ＝v D －v T＝0.6 m/s 2. 请在图乙中作出小车的v t 图象，并求出小车的加速度a ＝__________m/sCD ＋x DE 2T ＝0.027 m ＋0.029 m 0.04 s＝1.4 m/s. 如下图所示，a ＝Δv Δt ＝5 m/s 2. 如上图所示 5。
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1 实验:探究小车速度随时间变化的规律
学习目标
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.
自主探究
1.打点计时器使用的是电源,且打点周期取决于电源的,当电源频率为50Hz 时,打点计时器每隔s打一个点;现在用打点计时器测定小车的速度,当电源的频率低于50Hz时,若仍按50Hz的时间间隔打一个点计算,则测出的速度值将比小车真实的速度值.
2.本节实验的实验器材有: .
合作探究
1.实验操作步骤
(1)把一端带有滑轮的长木板平放在实验桌上,并使,把打点计时器固定在,连接好电路.
(2)把拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下面挂上合适的,放手后看,然后把穿过打点计时器的限位孔,并把的另一端固定在小车后面.
(3)把小车停靠在处,先,然后,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列小点,换上纸带,重复实验3次.
(4)增减所挂的钩码,或在小车上放置重物,再做两次实验,每次实验打3条纸带.
2.实验操作过程中应注意以下几点:
(1)开始释放小车时,应使小车打点计时器.
(2)先,计时器工作后,再,当小车停止运动时要及时.
(3)要防止钩码落地时与小车和滑轮相撞,当小车到达滑轮前应及时.
(4)牵引小车的钩码数量要适当,以免加速度太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,从而增大误差.
3.纸带上各计数点的瞬时速度可以用计数点内的来代替;通过测得的速度,描绘出小车运动的速度—时间图象,然后求出图象的,其即为小车运动的加速度.
4.纸带的选取原则: .
5.如果每5个点取一个计数点,则每相邻两个计数点间的时间间隔是.
6.作速度—时间图象:
(1) .
(2)严格按实验数据描点,根据点的分布分析速度的变化特点.
(3)用一条来坐标系中描出的点.
课堂检测
1.用打点计时器研究加速度不变的直线运动的实验中,造成各连续相等的时间间隔内位移之差不是一个恒量的主要原因是( )
A.长度测量不准确
B.打点时间间隔不均匀
C.运动中受摩擦力作用
D.木板未调成水平
2.在研究加速度不变的直线运动的实验中,算出小车经过各计数点的速度,如下表所示:
计数点序号 1 2 3 4 5 6
为了算出加速度,合理的方法是( )
A.根据任意两计数点的加速度公式a=算出加速度
B.根据实验数据,画出v t图象,量出其倾角α,由公式a=tanα算出加速度
C.根据实验数据,画出v t图象,由图线上任意两点所对应的速度,用公式a=算出加速度
D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,其平均值作为小车的加速度
3.关于用打点计时器探究小车速度随时间变化规律的实验,下列说法中正确的是( )
A.打点计时器应固定在长木板上,且靠近滑轮一端
B.开始实验时小车应靠近打点计时器一端
C.应先接通电源,待打点稳定后再释放小车
D.牵引小车的钩码个数越多越好
4.一打点计时器固定在倾角为θ的斜面上,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,打出的纸带的一段如图所示.纸带上0、1、2、3、4、5、6是计数点,每相邻计数点之间的时间间隔为0.1s.
(1)根据纸带上记录的数据判断小车是做运动.
(2)若小车做速度随时间均匀增加的运动,则加速度的大小a= .
(3)在打下计数点3时小车对应的速度大小为v= .
5.在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,如图所示的是某次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,相邻计数点间还有四个点未画出.
(1)根据可以判定小车做速度随时间均匀增加的直线运动.
(2)根据有关公式可求得v B=1.38m/s,v C= m/s,v D=3.90m/s.
(3)利用求得的数值作出小车的v t图线(以打A点时开始计时),并根据图线求出小车运动的加速度a= m/s2.
(4)将图线延长与纵轴相交,若交点的纵坐标是0.12m/s,此交点的物理意义是.
6.一位同学设计了用打点计时器测量小车沿斜面下滑的加速度的实验,实验装置示意图如图甲所示.已知打点计时器使用的电源的频率为50Hz,图乙是所打出的纸带的一段,用毫米刻度尺量得数据如下:x1=1.69cm,x2=2.28cm,x3=3.04cm,x4=3.82cm,x5=4.58cm,x6=5.36cm,x7=6.14cm.
甲
(1)由图乙可知,相邻两计数点之间的时间间隔Δt= s.
乙
(2)利用所测数据计算小车沿斜面下滑的加速度时,有一数据不可靠,这一数据是(填数据的字母代号).
(3)去掉这一不可靠数据,利用其余数据可求出小车下滑的加速度大小a= m/s2(取三位有效数字).
参考答案
自主探究
1.交流频率0.02 大
2.一端带有定滑轮的长木板、小车、带小钩的细绳、钩码、打点计时器、纸带、刻度尺、学生电源和导线
合作探究
1.(1)滑轮伸出桌面长木板的另一端(2)细绳钩码小车能否在木板上平稳地加速滑行纸带纸带(3)打点计时器接通电源释放小车
2.(1)靠近(2)接通电源释放小车关闭电源(3)用手按住
3.平均速度斜率
4.点迹清晰、计时点间的距离适当
5.0.1s
6.(1)以速度v为纵轴,时间t为横轴建立直角坐标系,并根据实验所得数据选择合适的标度(图象尽量分布在坐标系的大部分面积)
(3)直线拟合
1.A
2.C 解析:选项A偶然误差较大.选项D实际上也仅由始、末两个速度决定,偶然误差也比较大,只有利用实验数据画出对应的v t图象,才可充分利用各次测量数据,减小偶然误差.由于在物理图象中两坐标轴的分度大小往往是不相等的,根据同一组数据,可以画出倾角不同的许多图线,选项B是错误的.正确的方法是根据图线找出不同时刻所对应的速度值,然后利用公式
a=算出加速度,即选项C正确.
3.BC 解析:打点计时器应固定在长木板上没有滑轮的一端,选项A错误;小车开始时靠近打点计时器是为了使小车的运动距离较大,选项B正确;若先释放小车后接通电源只能在纸带的后面部分打点,选项C正确;钩码个数少,打点密集,钩码个数多,打点太少,都会带来实验误差,选项D错误.
4.解析:(1)连续相等时间内的位移x1=6.00cm,x2=16.00cm-6.00cm=10.00cm,x3=30.00cm-16.00cm=14.00cm,x4=48.00cm-30.00cm= 18.00cm,x5=70.00cm-48.00cm=22.00cm,x6=96.00cm-70.00cm=26.00cm.因为x2-x1=x3-x2=x4-x3=x5-x4=x6-x5=4.00cm,即连续相等时间内的位移差都相等,所以小车做的是速度随时间均匀增加的直线运动.
(2)由Δx=aT2,得小车运动的加速度
a==-
m/s2=4.00m/s2.
(3)根据中间时刻的瞬时速度等于平均速度可知
v==( m/s=1.6m/s.
答案:(1)速度随时间均匀增加的直线(2)4.00m/s2(3)1.6m/s
5.解析:(1)计算得相邻计数点间的位移分别为x1=7.50cm,x2=20.10cm,x3=32.70cm,x4=45.30cm,相邻计数点间的位移差分别为x2-x1=12.60cm,x3-x2=12.60cm,x4-x3=12.60cm,可见,小车做速度随时间均匀增加的直线运动.
(2)相邻计数点之间的时间间隔 =5× s= s 打C时的瞬时速度等于BD过程的平均速度
v C==( - 5 -
m/s=2.64m/s.
(3)在如图所示的坐标系中作出v t图,图线的斜率即加速度a==-
-
m/s2=12.6m/s2.
(4)此交点的物理意义是打点计时器打下计时点A时纸带对应的速度.
答案:(1)相邻相等时间间隔内的位移差相等
(2)2.64
(4)打点计时器打下计时点A时纸带对应的速度
6.解析:(1)交流电源的频率为50Hz,因此打点计时器的打点周期为0.02s,所以Δt= × s= s
(2)求出连续相等时间内的位移差:x2-x1=0.59cm,x3-x2=0.76cm,x4-x3=0.78cm,x5-x4=0.76cm,x6-x5=0.78cm,x7-x6=0.78cm.可见x1不可靠.
(3)由逐差法可得
a=(5-(,
代入数据得a=2.14m/s2.
答案:(1)0.06 (2)x1(3)2.14。