高中物理人教版必修第一册2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 导学案

探究小车速度随时间的变化规律课堂预期达标要求1．根据相关实验器材，设计实验并熟练操作．会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度．2．会用表格法处理数据，并合理猜想．巧用v-t图象处理数据，观察规律．3.通过经历实验探索过程，体验运动规律探索的方法,直观地运用物理图象展现规律，验证规律．链接预演一、实验目的：探究小车速度随时间的变化规律．二、实验原理：1．打点计时器打出的纸带能记录运动物体在不同时刻的位置．2．用描点法画出小车的v-t图象，图线的倾斜程度表示的大小，如果vt图象是一条，说明物体的速度是变化的．三、实验器材:打点计时器，一端附有滑轮的长木板，小车、、细绳、钩码、、导线、．四、实验步骤1．如图所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，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．把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行，然后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．把小车停在的位置，先，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．4．更换纸带，重复操作两次．增减钩码个数，再做两次实验．位置编号012345 时间t/sx/mv/(m·s－1)五、数据处理(合作探究)1．表格法:(1)从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点，作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明0、1、2、3、4…，测量各计数点到0点的距离x，并记录填入表中.(2)利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度，填入表格中．2．图线法:运用“拟合”描点法画v-t图象：在科学上,为了描述实验中测量量之间的关系,先将其在坐标系中描点,然后用一条曲线(包括直线)“拟合”这些点,使画出的曲线两侧的点数大致相同,这种描点方法叫拟合描点法。需要注意的是,如果在拟合这些点时，发现某一个点离散得较多，远远偏离了拟合曲线，则说明此点反映的实验数据存在问题，应重做这一步实验或此点。3.实验结论：小车的速度随时间变化。例1、在实验过程中，对于减小实验误差来说，下列说法中有益的是(ACD）A．选取计数点，把每打5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例2、 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图212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x1＝1.40cm，x2＝1.90cm，x3＝2.38cm，x4＝2.88cm，x5＝3.39cm，x6＝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v-t图象．(3)分析小车运动速度随时间变化的规律．答案：(1)16.5、21.4、26.3、31.35、36.3(3)速度随时间均匀变化课堂诊断训练1．关于用打点计时器做小车速度随时间变化规律的实验，下列说法中正确的是(  )A．通过调节，应使小车、纸带、拉线和定滑轮上边缘在一条直线上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2．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v-t图象的说法中，正确的是()A．只要确定了vt图象中的两点，就可以得到小车运动的vt图象，因此，实验只需要测出两组数据B．作vt图象时，所取的点越多，图线就越准确C．作出的vt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3．如图是小车在斜面上运动时，通过打点计时器所得的一条纸带．各段长度为OA＝6.05cm，OB＝13.18cm，OC＝21.40cm，OD＝30.70cm，OE＝41.10cm，OF＝52.58cm，根据这些数据求出B、C、D、E各点的速度，(取A点为计时零点，打点计时器每隔0.02s打一次点，BC、CD、DE、EF间均有四个点未打出)，并求出小车的加速度． 4．如图(a)所示，小车放在斜面上，车前端拴有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连．起初小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离．启动打点计时器，释放重物，小车在重物牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离．打点计时器使用的交流电频率为50Hz.图(b)中a、b、c是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如箭头所示．(b)(1)根据所提供纸带上的数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为___m/s2.(结果保留两位有效数字)(2)打a段纸带时，小车的加速度是2.5m/s2.请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的______．挑战自我 5．一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速度—时间图象(保留描点痕迹)．（a）（b）课后总结：1、获得知识规律：2、主要科学方法：