高中物理 21 實(shí)驗(yàn) 探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律導(dǎo)學(xué)案無答案新人教版必修1

1、實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)一步練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.會(huì)利用平均速度求瞬時(shí)速度.會(huì)利用vt圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并據(jù)此判斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì).4.能根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求加速度學(xué)習(xí)重點(diǎn)一、實(shí)驗(yàn)原理1紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度一般用一小段時(shí)間內(nèi)的平均速度求解2用描點(diǎn)法畫出小車的vt圖象，圖線的斜率表示加速度，vt圖象是一條傾斜的直線，說明小車的速度是均勻變化的二、實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、交流電源、紙帶、一端附有滑輪的長木板、小車、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、坐標(biāo)紙三、實(shí)驗(yàn)步驟1如圖所示，把一端附有滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板沒有滑輪的一端，連接好電路2把一條細(xì)繩拴在小車上，使

2、細(xì)繩水平跨過滑輪，下面掛上適當(dāng)?shù)你^碼，放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行，然后把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的另一端固定在小車的后面3把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置，先接通電源，后釋放小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一行小點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源換上新紙帶，重復(fù)操作兩次 學(xué)習(xí)難點(diǎn)四、數(shù)據(jù)處理1挑選紙帶并測量在打出的紙帶中選擇一條點(diǎn)跡最清晰的為了便于測量，舍掉開頭一些過于密集的點(diǎn)跡，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)(0點(diǎn))，每5個(gè)點(diǎn)(相隔0.1 s)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測量，如圖2所示(相鄰兩點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，電源頻率為50 Hz)圖22瞬時(shí)速度的計(jì)算和記錄(1)計(jì)算方法：時(shí)間間隔很

3、短時(shí)，可用某段時(shí)間內(nèi)的平均速度表示這段時(shí)間內(nèi)某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度，即vn.例如，圖中計(jì)數(shù)點(diǎn)4的速度v4，其中T0.1 s.(2)設(shè)計(jì)表格并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)位置01234567時(shí)刻t/s00.10.20.30.40.50.60.7v/(ms1)3.作出小車運(yùn)動(dòng)的vt圖象(1)定標(biāo)度：坐標(biāo)軸的標(biāo)度選取要合理，應(yīng)使圖象大致布滿坐標(biāo)紙(2)描點(diǎn)：在坐標(biāo)紙上描出各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的位置(3)連線：用一條平滑的曲線或直線“擬合”這些點(diǎn)4實(shí)驗(yàn)結(jié)論如果畫出的vt圖象是一條傾斜的直線，說明小車做速度均勻變化的直線運(yùn)動(dòng)圖象和縱軸的交點(diǎn)表示開始計(jì)時(shí)時(shí)小車的速度初速度五、注意事項(xiàng)1先接通電源，計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后，再放開小車，當(dāng)小車停

4、止運(yùn)動(dòng)時(shí)及時(shí)斷開電源2要防止鉤碼落地以及小車與滑輪相撞，當(dāng)小車到達(dá)滑輪前及時(shí)用手按住它3牽引小車的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng)，以免加速度過大而使紙帶上的點(diǎn)太少，或者加速度太小而使各段位移無多大差別，從而使誤差增大，加速度的大小以能在50 cm長的紙帶上清楚地取得六、七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜4要區(qū)別計(jì)時(shí)器打出的計(jì)時(shí)點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，一般在紙帶上每隔四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，即時(shí)間間隔為T0.025 s0.1 s(電源頻率為50 Hz)5在坐標(biāo)紙上畫vt圖象時(shí)，注意坐標(biāo)軸單位長度的選取，應(yīng)使圖象盡量分布在較大的坐標(biāo)平面內(nèi).學(xué)習(xí)過程任務(wù)：一、實(shí)驗(yàn)原理及操作例1在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是

5、()A通過調(diào)節(jié)，使小車、紙帶、細(xì)繩和定滑輪上邊緣在一條直線上B坐標(biāo)軸單位長度越小越好C開始前要先接通電源后松開紙帶，打完點(diǎn)要先斷開電源后取紙帶D鉤碼的質(zhì)量越大越好解析實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)滑輪的高度使小車、紙帶、細(xì)繩和定滑輪上邊緣在一條直線上，可以減小摩擦，所以A正確；要適當(dāng)?shù)剡x取坐標(biāo)軸的單位長度使圖象盡量分布在較大的坐標(biāo)平面內(nèi)，B錯(cuò)誤；開始前要先接通電源后松開紙帶，打完點(diǎn)要先斷開電源后取紙帶，這樣可以使實(shí)驗(yàn)更精確，所以C正確；鉤碼的質(zhì)量要適中，不要太大也不要太小，D錯(cuò)誤答案AC總結(jié)提升1開始釋放小車時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器2牽引小車的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng)，以免加速度過大而使紙帶上的點(diǎn)太少，或者加速度太小而使

6、各段位移無多大差別，從而使誤差增大，加速度的大小以能在50 cm長的紙帶上清楚地取得六、七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜3先接通電源，等打點(diǎn)穩(wěn)定后，再釋放小車4打點(diǎn)完畢，立即斷開電源5選取一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，舍棄開頭點(diǎn)跡密集部分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)(注意計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)時(shí)點(diǎn)的區(qū)別)，弄清楚所選的時(shí)間間隔T等于多少一般在紙帶上每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，即時(shí)間間隔為T0.025 s0.1 s.二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理例2在用電火花計(jì)時(shí)器“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，圖3甲是一次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出(電源頻率為50 Hz)圖3(1)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)有關(guān)公式可求得

7、vB1.38 m/s，vC_ m/s，vD3.90 m/s.(保留三位有效數(shù)字)(2)利用求得的數(shù)值在圖乙所示坐標(biāo)紙上作出小車的vt圖線(從打A點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí))利用紙帶上的數(shù)據(jù)求出小車運(yùn)動(dòng)的加速度a_ m/s2.(保留三位有效數(shù)字)(3)將圖線延長與縱軸相交，交點(diǎn)的縱坐標(biāo)是0.12 m/s，此交點(diǎn)的物理意義是：_.解析(1)打C點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的速度為vC cm/s2.64 m/s.(2)用描點(diǎn)法作出小車的運(yùn)動(dòng)圖象如圖所示由圖知小車運(yùn)動(dòng)的加速度a12.6 m/s2.(3)此交點(diǎn)表示從A點(diǎn)開始計(jì)時(shí)時(shí)，小車的速度為012 m/s.答案(1)2.64(2)12.6(3)從A點(diǎn)開始計(jì)時(shí)時(shí)，小車的速度為0.12

8、m/s總結(jié)提升1瞬時(shí)速度的計(jì)算：小車在某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，一般用一小段時(shí)間內(nèi)的平均速度來代替，即v.2運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷：用描點(diǎn)法作出小車的vt圖象，根據(jù)圖象的形狀判斷小車的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)3加速度的計(jì)算：利用vt圖象的斜率求出小車的加速度.【當(dāng)課檢測】1在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)操作步驟，試找出其中錯(cuò)誤和遺漏的步驟(遺漏步驟可編上序號(hào)G)A拉住小車，將小車移到靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端后，放開小車，再接通電源B將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板無滑輪的一端，并接好電路C把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下面吊著適當(dāng)?shù)你^碼D取下紙帶，再斷開電源E將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

9、的限位孔F從所打的紙帶中選取理想的紙帶進(jìn)行測量分析錯(cuò)誤和遺漏：_；_；G._；正確的步驟順序?yàn)開2某同學(xué)在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，所得紙帶點(diǎn)間距過密，若利用該紙帶分析小車運(yùn)動(dòng)情況，下列做法可行的是()A每隔9個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.2 sB每隔2個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.04 sC只研究紙帶后端幾個(gè)間距較大的點(diǎn)所在區(qū)域D只研究紙帶前端較密的幾個(gè)點(diǎn)所在區(qū)域3(多選)一小球在水平桌面上做直線運(yùn)動(dòng)，用照相機(jī)對(duì)著小球每隔0.1 s拍照一次，得到一幅頻閃照片，用刻度尺量得照片上小球各位置如圖4所示，已知照片與實(shí)物的比例為110，則()圖4A圖中對(duì)應(yīng)的小球在通過8 cm距離內(nèi)的平均速度是2 m/sB圖中對(duì)應(yīng)的小球在通過8 cm距離內(nèi)的平均速度是1.6 m/sC圖中對(duì)應(yīng)的小球在通過6 cm處的瞬時(shí)速度是2.5 m/sD圖中對(duì)應(yīng)的小球在通過6 cm處的瞬時(shí)速度是2 m/s4光電計(jì)時(shí)器是一種常用計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖5甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有滑塊從a、b間通過時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示出物體的擋光時(shí)間現(xiàn)有某滑塊在斜面上滑行，先后兩次通過光電門1和光電門2，計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分