2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 导学案-高中物理人教版必修第一册

2019-2020年高中物理2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律导学案新人教版必修1教学内容教学设计或学习心得学习目标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。新课导入：1．时间2．打点计时器3．交流 钩码 刻度尺4．(2)钩码 (3)电源 小车 (5)平均速度法 (6)纵 横课本导读自主实验探究1．实验目的：探究小车速度随______变化的规律．2．实验原理：利用________________打出的纸带，记录数据，作出图象，寻找小车速度随时间变化的规律．3．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、____________.4．实验步骤：(1)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，通常用每打五次点的时间作为时间的单位，即T＝0.02s×5＝0.1s．在选好的计时起点下面标明A，在第6点下面标明B，在第11点下面标明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)利用________________求解各计数点的瞬时速度．(6)以速度v为____轴，时间t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.5.数据处理（1）将得到的瞬时速度值分别填入下表：小车在几个时刻的瞬时速度位置编号012345时间t/s00.10.20.30.40.5v1/(m•s-1)v2/(m•s-1)v3/(m•s-1)（2）作出速度—时间图象根据表中的数据，在坐标纸上画出v―t图象（自己确定合理的标度） 6．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0.1s。合作探究探究1．实验器材的选择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探究2．熟悉实验操作步骤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，取出纸带探究3．根据图象判断物体速度随时间变化的规律两做直线运动的质点A、B的v-t图象如图所示，试分析它们的运动情况。探究4．举一反三能力拓展在“探究小车速度随时间变化的规律”1．①③⑤⑥⑧⑨2．DBFAEGC3．解：对A而言，0-t1时间内速度随时间均匀增加，达到v1后做匀速直线运动。 的实验中，如图给出了从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点。测得：s1=1.40cm，s2=1.90cm，s3=2.38cm，s4=2.88cm，s5=3.39cm，s6=3.87cm。那么：（1）在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：v1=cm/s，v2=cm/s，v3=cm/s，v4=cm/s，v5=cm/s。（2）在平面直角坐标系中作出速度—时间图象。（3）分析小车运动速度随时间变化的规律。1）16.5021.4026.3031.3536.30（2）图略（3）v随t均匀增加巩固提高巩固提高夯实基础1．根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是（）A．时间间隔B．位移C．加速度D．平均速度2．打点计时器振针打点的周期决定于（）A．交流电压的高低B．交流电的频率C．永久磁铁的磁性强弱D．振针与复写纸间的距离3．关于计数点的下列说法中正确的是（）A．用计数点进行测量计算，既方便又可减小误差B．相邻计数点间的时间间隔应是相等的C．相邻计数点间的距离应是相等的D．计数点是从计时器打出的实际点中选出来的，相邻计数点间点迹的个数相等4．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法正确的是()A．长木板一定要水平摆放，不能一端高一端低B．使小车速度的变化尽可能快一些C．使用刻度尺测量长度时，要读到最小刻度的下一位D．作v-t图时，所描曲线必须经过每一个点5．如图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（）1.AB2.B3.ABD4.BC5.BC 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C．C点时的瞬时速度vCD．G点时的瞬时速度vG能力提升6．一个滑块沿斜面滑下如下图所示，依次通过斜面上的A、B、C、D、E、F点，已知AB=6cm，BC=10cm，CD=14cm，DE=18cm，滑块经过相邻两点之间的时间间隔为2s，求：（1）滑块在B、C、D三点的瞬时速度（2）寻求图中滑块的运动规律，推断出E、F两点间的位移和E点的瞬时速度.7.在利用打点计时器探究小车运动规律的实验中，某同学在打出的纸带上每5点取一个记数点，测出每两个相邻记数点间的距离分别为x1、x2、…、x6，然后他把纸带上x1、x2、…、x6各段准确地剪成6段，按如下图那样帖在坐标纸上，彼此不留间隙也不重叠，纸带下端都准确地与横轴重合，x1的左边准确地与纵轴重合，横轴为时间轴，纵轴为速度轴，该同学在这个图中作出了v-t图象，并由图象求出了加速度a，请说明他是如何作出速度图象并求出加速度a的。每条纸带的宽度代表相等的时间，每条纸带的长度代表这段时间内的位移，而相等时间内的位移就表示这段时间内的平均速度。由于每段时间较短，所以这段时间中点的速度就是这段时间内的平均速度。取每段纸带上边的中点，然后过这些点画出v-t图象，如图所示.此图线的斜率就等于加速度a的大小。vB=4cm/s,vC=6cm/s,vD=8cm/s;xEF=22cm,vE=10cm/s后记（教或学）