2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律（课件+练习）-2019-2020学年高一物理必修一【创新教程】微点特训（人教版）

第1节　实验：探究小车速度随时间变化的规律 寻求一种运动的特点的规律，一般要从某个具体事例开始，用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，看看小车的速度是怎样随时间变化的？ 提示：通过实验来探究． 1．掌握打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法．(重点) 2．通过实验探究，体验如何从实验研究中获取数据，学会利用图象处理实验数据的科学方法．(重点；难点) 3．知道小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律. 1．数据处理 (1)利用纸带测量计算 ①从纸带中便于测量的点作为计数始点，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，并记录在表中. 位置编号 0 1 2 3 4 5 时间t/s x/m v/(m·s－1) ②分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距离x1，x2，x3…[来源:学科网] ③利用vn＝求得计数点1,2,3,4的瞬时速度，填入上面的表格中． (2)作出小车运动的v­t图象 ①定标度、描点：坐标轴的标度选取要合理，并根据表格中的数据在此坐标系中描点． ②连线：画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧． 2．误差分析 产生原因 减小方法 偶然误差 根据纸带测量的位移有误差 测量各计数点到起始点的距离而不是直接测量相邻计数点间的距离 系统误差 木板的粗糙程度不完全相同 尽量选用粗糙程度均匀的木板 3.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，等打点稳定后，再释放小车． (3)要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，当小车到达滑轮前及时用手按住． (4)牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上的点太少，或者加速度太小，而使各段位移差别不大，使误差增大． (5)画v­t图象时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图象尽量分布在较大的坐标平面内. [要点一]　实验原理与步骤 [例1]　在探究小车的速度随时间变化的规律的实验中，按照实验进行的先后顺序，将下述步骤的代号填在横线上　________. A．把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面 B．把打点计时器固定在木板上没有滑轮的一端，并连好电路 C．换上新的纸带，再重做两次 D．把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面 E．使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动 F．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码 G．断开电源，取出纸带 [解析]　DBFAEGC　[正确的实验步骤是：把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木板上没有滑轮的一端，并连好电路，把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊合适的钩码，把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面，使小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，再放开小车，让小车运动，打完一条纸带，断开电源，取下纸带．换上新纸带，再重做两次．] [解题策略]　在用打点计时器测定匀变速直线运动的实验中，要先接通电源，再释放纸带．在取下纸带前要先断开电源．为了减小实验误差，要重复实验三次即打三条纸带，然后选择理想的纸带进行处理． 1．在测定匀变速直线运动加速度的实验中，某同学的操作有以下实验步骤： 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．将纸带固定在小车的尾部，并穿过打点计时器的限位孔[来源:学科网ZXXK] (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：　________. 答案：(1)A中应先通电，再释放纸带；D中取下纸带前应先断开电源；补充步骤G：换上新纸带，重复实验三次 (2)BFECADG [要点二]　实验数据的处理 [例2]　如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T＝0.10 s，其中x1＝7.05 cm，x2＝7.68 cm，x3＝8.33 cm，x4＝8.95 cm，x5＝9.61 cm，x6＝10.26 cm. (1)求计数点3处的瞬时速度的大小． (2)作出小车运动的速度­时间图象，由图象求小车运动的加速度． [导思]　计数点3是计数点2和计数点4的中间时刻，因此，计数点3的速度可用计数点2和计数点4间的平均速度来表示，同理可求其他计数点的速度． [解析]　(1)计数点3的速度v3＝＝