第二章1　实验二　探究小车速度随时间变化的规律-2020-2021学年新教材高中物理必修第一册新课标辅导【精讲精练】人教版（word）

1　实验二　探究小车速度随时间变化的规律 [学业要求与核心素养] 科学探究 1.进一步练习使用打点计时器。 2.能从纸带上获取实验数据计算各点的瞬时速度。 3.学会用图像法处理实验数据，并能根据v-t图像描述小车运动速度随时间的变化规律。 一、知识储备 1．利用纸带计算瞬时速度 以纸带上某点为中间时刻取一小段位移，用这段位移内的平均速度表示这点的瞬时速度。 2．用v-t图像表示小车的运动情况 以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，用描点法画出小车的v-t图像，图线的倾斜程度表示加速度的大小，如果v-t图像是一条倾斜的直线，说明小车的速度是均匀变化的。 二、实验器材 为了探究小车的速度随时间的变化关系，把还需要的实验器材填入下面的横线上。 器材：电磁打点计时器(或电火花计时器)、复写纸、导线、小车、纸带、细绳、槽码、刻度尺、低压交流电源、带有定滑轮的长铝板。 三、进行实验 1．如图实二-1所示，把一端附有定滑轮的长铝板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端，连接好电路。 图实二-1 2．把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下面挂上适当的槽码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端连在小车的后面。 3．把小车停在靠近打点计时器的位置，先接通电源，后释放小车 (选填“接通电源”或“释放小车”)，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。 4．换上新纸带，重复操作两次。 四、数据分析 1．采集数据 如图实二-2所示，一般不是直接测量相邻两个计数点间的距离，而是先测量出各个计数点到计时零点的距离x1、x2、x3、x4、x5，再计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，Δx5＝x5－x4。 图实二-2 2．求各计数点的瞬时速度 (1)各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替，即v1＝，…，v2＝ T为相邻两个计数点间的时间间隔，若交流电源频率为50 Hz，每5个点取一个计数点(中间隔4个点)，则T＝0.1 s。 (2)设计表格并记录相关数据，根据表格数据，分析速度随时间的变化。 位置编号 0 1 2 3 4 5 6 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 v1/(m·s－1) v2/(m·s－1) v3/(m·s－1) 3.作出小车运动的v-t图像 (1)以速度v为纵轴，t为横轴。 (2)定标度：坐标轴的标度选取要合理，应使图像大致布满坐标纸。 (3)描点：在坐标纸上描出各个坐标点的位置。 (4)连线：用一条平滑的曲线或直线“拟合”这些点。 4．分析数据并求出加速度 (1)如果画出的v-t图像是一条倾斜的直线，说明小车做速度均匀变化的直线运动。图像和纵轴的交点表示开始计时时小车的速度。 (2)求出小车的加速度。 在v-t图像上任意取两个间隔较远的点(这两个点不一定是我们表格中已测得的点)，找出它们的坐标值，然后把它们的坐标值代入公式a＝中求出加速度，即用图线的斜率求加速度。 五、注意事项 1．开始释放小车时，应使小车靠近(选填“靠近”或“远离”)打点计时器。 2．先接通电源，等打点稳定后，再释放小车(选填“接通电源”或“释放小车”)。 3．打点完毕，立即关闭电源。 4．选取一条点迹清晰的纸带，舍掉开头点迹密集部分，选取适当的计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少。 5．不要分段测量各段距离，应尽可能地一次测量完毕(可统一量出各计数点到计数起点0之间的距离)。 6．在坐标纸上画v-t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像大致布满坐标纸。 一、对实验原理和实验操作的考查 [例1]　在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，某同学按以下实验步骤操作，其中错误或遗漏的步骤有(遗漏步骤可编上序号F、G、…) A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，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，下面吊着适当重的槽码 D．取下纸带 E．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔 (1)所列步骤中有错误的是______________ ____________________________________。 (2)遗漏的步骤：______________________ ____________________________________。 (3)将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序： ____________________________________ _________