高中物理必修第一册人教版2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 导学案

第二章第1节实验：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。【学习重点】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。【学习难点】会计算各点的瞬时速度。【预习自测】1.实验目的：探究小车速度随变化的规律。2.实验原理：利用打出的纸带上记录的数据，以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、复写片、。4.实验步骤（1）如课本31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=0.02s×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）利用第一章方法得出各计数点的瞬时速度填入下表：位置ABCDEFG时间（s）00.10.20.30.40.50.6v(m/s)（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。实验报告【实验目的】1．学会使用打点计时器并掌握数据的处理方法．2．能运用v－t图象探究小车速度随时间变化的规律．【实验原理】1．数据采集的方法：不要直接去测量两个计数点间的距离，而是要量出各个计数点到计时零点的距离x1，x2，x3，…然后再算出相邻的两个计数点间的距离Δx1＝x1，Δx2＝x2－x1，Δx3＝x3－x2，Δx4＝x4－x3，…这样可以减小相对误差．2．速度的计算方法：各计数点的瞬时速度是用计数点间的平均速度来代替的．3．加速度的计算方法：通过测得的速度，描绘出v－t图象，然后求图线的斜率．【实验器材】小车、细线、钩码、一端附有定滑轮的长木板、打点计时器、纸带、电源、导线(若干)、刻度尺．【实验步骤】1．把一端附有定滑轮的长木板放在桌面上，并使定滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离定滑轮的一端，连接好电路，如图所示．2．把一条细线拴在小车上，使细线跨过定滑轮，并在下面挂上合适的钩码，接通电源，待打点计时器打点稳定后再放开小车，让小车拉着纸带运动，打完一条纸带后立即关闭电源．3．换上新纸带重复操作三次．4．在三条纸带中选择一条最清晰的，舍掉开头一些过于密集的点，找一个适当的点作为计时起点．5．选择相隔0.1s的若干计数点进行测量，把数据填入表格．6．计算出各计数点的瞬时速度，填入表格中． 7．增减所挂钩码数，再做两次实验．【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，待打点计时器工作稳定后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源．3．安装打点计时器时，要尽量使纸带、小车、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上．4．避免小车跟滑轮相碰，当小车到达滑轮前应及时用手按住．5．当小车停止运动时，立即切断电源．6．牵引小车的重物(或钩码)的质量要适宜．如果质量过大，纸带上打出的计时点太少；如果质量过小，点过于密集，不便于测量距离．7．画v－t图象时，注意让所画直线尽量经过较多的点，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧；同时注意坐标轴单位长度的选取，要使图象分布在坐标平面的大部分面积.【数据处理】纸带粘贴处：1．钩码质量为50g时2、钩码质量为100g时 1.图象：2.图象：【误差分析】【实验结论】