2022年高中物理必修第一册2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 导学案

2019-2020年高中物理1.4、2.1实验：用打点计时器测速度探究小车速度随时间变化规律导学案新人教版必修1【学习目标】：1.了解电火花打点计时器、电磁打点计时器的基本结构以及工作原理，并能熟练正确使用。2.会根据纸带上的点迹计算物体运动的平均速度。理解用平均速度表示瞬时速度采用的思想，会用这种方法计算瞬时速度。3.探究小车在重物的牵引下的运动速度的变化情况，能利用v-t图像处理相关数据。【自主体验】：1.打点计时器是一种仪器，它可以记录运动物体在。它使用电源，当电源频率为50Hz时，它每隔s打一点。2.电磁打点计时器，工作电压为V以下，它通过上下振动，通过在纸带上留下点迹；电火花计时器，工作电压为V，它利用脉冲电流产生放电，使纸带上留下点迹。3．打点计时器的在使用时应注意：先接通后拉动，运动一段位移后，要________关闭电源；4．用打点计时器测量瞬时速度时，先用刻度尺测出纸带上两计数点的间隔距x，确定产生x的时间间隔t，便可利用公式计算平均速度；在误差允许的范围内，这个平均速度可以代表x内某一点的，小一些，测量会更准确。5．速度—时间图象可以表示物体速度的规律。6．“探究小车速度随时间变化的规律”的实验器材有____________________________【课堂探究】问题探究一：用打点计时器测速度一、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，下边挂上合适的钩码。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，先，后，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。换上新纸带，重复实验三次。4．选择一条比较理想的，舍掉点迹，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，（或者每隔4个点选择一个记数点）就是T=0.02s×5=0.1s。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．得出各计数点的瞬时速度填入下表： 6．以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系，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。二、数据处理1、（贴纸带处）2、完成表格1234567时间t/s距0点的距离d/m速度v/(m/s)3、画v-t问题探究二：探究小车速度随时间变化规律一.测纸带加速度的方法：v-t图像法二、.数据处理v-t图像法 【训练平台】：1.对打点计时器及其所打纸带，正确的有（）A、打点计时器是记录时间的工具；B、用频率为50Hz的交流电，打出的纸带点迹，计时点时间间隔一定是0.02s；C、计数点时间间隔可以与计时点时间间隔不同；D、两种打点计时器的使用效果不相同；2．运动物体拉动穿过打点计时器的纸带，纸带上打下一系列小点．打点计时器打下的点直接记录了()A．物体运动的时间   B、物体在不同时刻的位置C．物体在不同时刻的速度D．物体在不同时间内的位移3.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，对于减小实验误差来说，下列方法中有益的是()A.选取测量点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位B．使小车运动的加速度尽量小些C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算D．选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验4．利用电火花计时器，研究通过计时器打出的纸带可以分析物体运动的速度和加速度，这一实验能够分析的运动可以是A．加速直线运动B．减速直线运动C．速度方向由负变正，加速度方向恒为正的直线运动D．速度方向恒为正，加速度方向由负变正的直线运动5．关于“探究小车速度随时间变化的规律”实验的操作，下列说法中错误的是()A．长木板不能侧向倾斜，也不能一端高一端低B．在释放小车前，小车应紧靠在长木板带滑轮的一端C.应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车D．要在小车到达定滑轮前使小车停止运动6．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，下列关于作vt图象的说法中，正确的是()A．确定了v-t图象中的两点，就可得到小车运动的v-t图象，因此实验只需要测出两组数据B．作v－t图象时，所取的点越多，图线就越准确C．作出的v-t图线应该通过所有的点，图线曲折也可以D．对于偏离直线较远的点，说明误差太大，应舍去7．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如下：计数点序号123456计数点对应的时刻(s)0.100.200.300.400.500.60通过计数点的速度(cm/s)44.062.081.0100.0110.0168.0为了计算加速度，合理的方法是()A．根据任意两计数点的速度用公式a＝Δv/Δt算出加速度B．根据实验数据画出vt图象，量出其倾角，由公式a＝tanα求出加速度C．根据实验数据画出vt图象，由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式 a＝Δv/Δt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8．如图所示，是某同学抽动纸带打点的一部分纸带，纸带上点迹清晰，所用的电源频率是50Hz．试回答：（1）关于打点计时器，下列说法正确的是（）A、打点计时器是一种记时仪器B、打点计时器都是用直流电C、拉动纸带时，应尽量与限位孔平行D、应先拉动纸带，后再接通打点用的电源（2）测量数据标在途中，试计算出打点B时的纸带的速度大小，打点D时的纸带的速度大小，由图中数据计算出纸带的加速度大小。9．一小球在桌面上从静止开始做加速运动，现用高速摄影机在同一底片多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置编号．如图所示，1位置恰为小球刚开始运动的瞬间，作为零时刻．摄影机连续两次曝光的时间间隔均为0.5s，小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置的速度分别为v1＝0，v2＝0.06m/s，v3＝________m/s，v4＝0.18m/s，v5＝________m/s.在坐标图中作出小球的v-t图象(保留描点痕迹)，可得加速度为．（a）（b）123456x1x2x3x4x5x6vt10．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，按右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。