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2.1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。【学习任务】1．实验操作问题例1在测定匀变速直线运动加速度的实验中，某同学操作中有以下实验步骤：A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先放开纸带，再接通电源；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，下面吊着适当重的钩码；D．取下纸带；E将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做加速运动；F将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔；(1)其中错误或遗漏的步骤有(遗漏步骤可编上序号G、H、…)________．(2)将以上步骤完善并按合理顺序写在横线上：_2．利用纸带分析物体的运动情况例2如图2－1－1是某同学用打点计时器研究物体运动规律时得到的一段纸带，根据图中的数据，计算物体在AB段、BC段、CD段和DE段的平均速度大小，判断物体运动的性质． 图2－1－1拓展探究上例中，若该同学打出的点如图2－1－2所示，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10s.图2－1－2(1)计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度(要求小数点后保留三位有效数字)：vB＝_______m/s，vC＝_______m/s，vD＝________m/s，vE＝________m/s，vF＝________m/s.(2)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在图2－1－3所示的坐标纸上，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线．(3)分析小车的运动特点．归纳总结：1．判断物体运动情况的方法是：(1)直接由纸带上打的点的疏密程度粗略判断．(2)先算出各段的平均速度，再由平均速度的大小判断．(3)利用所画出的v－t图线，直观地判断．(4)若相邻相同时间间隔内的位移之差为一恒量，则为匀变速直线运动．2．通常通过求平均速度的方法求出某一点的瞬时速度. 3、加速度的求解方法[例3某实验小组在用打点计时器研究匀变速直线运动规律的实验中，得到一条纸带如图2－1－4所示，A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻计数点间时间间隔为0.10s，利用刻度尺已经测量得到x1＝1.20cm，x2＝1.60cm，x3＝1.98cm，x4＝2.38cm，x5＝2.79cm，x6＝3.18cm.图2－1－4(1)根据给出的实验数据，判断该实验小组使用的刻度尺的最小刻度是什么？(2)计算运动物体在B、C、D、E、F各点的瞬时速度．(3)在图2－1－5中作出v－t图象，并由图象求物体的加速度．图2－1－5归纳总结1．v－t图象的截距表示物体运动的初速度．2．v－t图象的斜率表示物体运动的加速度，可用a＝来求解加速度3．研究物体运动速度随时间的变化规律，除使用打点计时器外，也可以采用频闪照相利用光电门测量瞬时速度，还可以用数字信息系统(DIS)来测量物体的瞬时速度，并测量运动的加速度，从而作出v－t图象，找出速度随时间变化的规律.【补充学习材料】1.实验操作问题 例1在测定匀变速直线运动加速度的实验中，某同学操作中有以下实验步骤：A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先放开纸带，再接通电源；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，下面吊着适当重的钩码；D．取下纸带；E将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做加速运动；F将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔；(1)其中错误或遗漏的步骤有(遗漏步骤可编上序号G、H、…)________．(2)将以上步骤完善并按合理顺序写在横线上：_2利用纸带分析物体运动情况例2如图2－1－1是某同学用打点计时器研究物体运动规律时得到的一段纸带，根据图中的数据，计算物体在AB段、BC段、CD段和DE段的平均速度大小，判断物体运动的性质．图2－1－11．判断物体运动情况的方法是：(1)直接由纸带上打的点的疏密程度粗略判断．(2)先算出各段的平均速度，再由平均速度的大小判断．(3)利用所画出的v－t图线，直观地判断． (4)若相邻相同时间间隔内的位移之差为一恒量，则为匀变速直线运动．2．通常通过求平均速度的方法求出某一点的瞬时速度.题型3加速度的求解方法选做[例3某实验小组在用打点计时器研究匀变速直线运动规律的实验中，得到一条纸带如图2－1－4所示，A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻计数点间时间间隔为0.10s，利用刻度尺已经测量得到x1＝1.20cm，x2＝1.60cm，x3＝1.98cm，x4＝2.38cm，x5＝2.79cm，x6＝3.18cm.图2－1－4(1)根据给出的实验数据，判断该实验小组使用的刻度尺的最小刻度是什么？(2)计算运动物体在B、C、D、E、F各点的瞬时速度．(3)在图2－1－5中作出v－t图象，并由图象求物体的加速度．1．v－t图象的截距表示物体运动的初速度．2．v－t图象的斜率表示物体运动的加速度，可用a＝来求解加速度 3．研究物体运动速度随时间的变化规律，除使用打点计时器外，也可以采用频闪照相利用光电门测量瞬时速度，还可以用数字信息系统(DIS)来测量物体的瞬时速度，并测量运动的加速度，从而作出v－t图象，找出速度随时间变化的规律.时的速度是。减速运动时的加速度是。