2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律（学案）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理必修第一册（人教版2019）

第二章 匀变速直线运动的研究 第1节 实验：探究小车速度随时间变化的规律 [三打学酒实龄1， 感悟多彩的实验方案一思维要“活” 一、本版教材实验理清楚 :3.把小车停在靠近打点计时器的位置，先接通 O实验目的 电源，后释放小车，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 1.巩固对打点计时器的使用及利用纸带求瞬时速度。 2.学会用实验探究小车速度随时间变化的规律，学会 即关闭电源。 用vt图像处理实验数据。 4.增减所挂的槽码（或在小车上放置重物）， 3.探究小车在重物牵引下速度随时间变化的规律。 更换纸带，再做两次实验。 ○数据处理 ○实验原理 1,利用纸带计算瞬时速度：以纸带上某点为中 :1.测量并记录数据 (1)为了便于测量，舍掉纸带开头一些过于密集的 间时刻取一小段位移，用这段位移的平均速 点，找一个适当的点当作计时起点(0点)，每5 度表示该点的瞬时速度。 个点（相隔0.1s)取一个计数点进行测量，如 2.用vt图像表示小车的运动情况：以速度v为 图所示（相邻两计数点间还有四个计时点未 纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，用描点： 画出)。标明0、1、2、3、…，测量各计数点到0 法画出小车的t图像，图线的倾斜程度表示 点的距离x1、x2、x3、…,并记录填入表中。 加速度的大小，如果t图像是一条倾斜的直： 0i28才5 6 7 8 +Ax+*△写 线，说明小车的速度随时间是均匀变化的。 位置编号 0 4 6 ○实验器材 打点计时器、交流电源、纸带、一端带有滑 t/s 0 0.10.20.30.40.50.6 轮的长木板、小车、细绳、槽码、刻度尺、坐标纸。 x/m ○实验步骤 w1/(m·s1) 1.如图所示，把一端带有滑 新器小连 2/(m·s1) 轮的长木板平放在实验 槽码 桌上，并使滑轮伸出桌 03/(m·s1) 面，打点计时器固定在长木板没有滑轮的一 端，连接好电路。 (2)分别计算出相邻的两计数点之间的距离 2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下： △x1、△x2、△x3、… 面挂上适当的槽码，把纸带穿过打点计时器，：(3)利用一小段时间内的平均速度可粗略代表 并把纸带的另一端固定在小车的后面。 瞬时速度计算各计数点的速度，即y= 物理必修第一册XINKECHENG XUEAN △x,十△xa1。例如，图中计数点4的速度 :2.实验原理的不同：根据各点的瞬时速度和对 2T 应时间画出t图像，由图线为一条倾斜直线 △x4十△x 2T 。并将求得的各计数点1、2、3、 可判定小车沿斜面向下做速度随时间均匀增 大的直线运动。 4、5的瞬时速度，填入表格中标有“”的一行。 (二)粤教版教材实验方案 (4)同理，计算增减槽码后两次实验的速度， 分别填人表格中标有“2”和“”的两行。 光电 数字计时器 2.作出vt图像分析运动规律 光电门 (1)在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时 间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在 坐标系中描点。 探究小球沿倾斜直槽运动的速度变化特点 (2)画一条直线，让这条直线通 ◆/(ls) [差异解读 过尽可能多的点，不在直线 1.实验原理的不同：让小球从某固定位置由静 上的点均匀分布在直线的 止释放，记录小球经过光电门B、C的时间及 两侧，偏差比较大的点忽略 经过两光电门之间的时间，多次改变光电门C 不计，如图所示。 的位置，得出多组数据，计算出对应的时刻小 (3)观察所得到的直线，分析物体的速度随时间 球经过光电门B、C的瞬时速度，再以小球经 的变化规律。 过两光电门的时间为横轴，以小球经过光电 (4)根据-t图像求出小车运动的加速度a=A 门的速度为纵轴，作出t图像，从而分析小 ○注意事项 球沿倾斜直槽运动的速度变化特点。 2.实验器材的改进： 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。 (1)用倾斜直槽替代长木板。 3.打点完毕，立即关闭电源。 (2)用光电门和数字计时器替代打点计时器。 4.选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点迹密集部(3)用小球替代小车。 分，适当选取计数点（注意计数，点与计时点的区 (三)教科版教材实验方案 别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少。 5.不要逐次测量各段距离，应尽可能地一次测量完毕。 位移传感器 6.在坐标纸上画vt图像时，注意坐标轴单位长度的 小车发射端接收端 数据 选取，应使图像尽量分布在坐标平面中央。 采集器 力学轨道 计算机 二、他版教材实验多融通 [差异解读] (一)鲁科版教材实验方案 1.实验原理的不同：利用传感器实验系统，获取 数据，通过计算机软件对数据进行处理，获得 一系列的(v、t)数据，利用计算机软件做出vt 图像，从而获得小车速度随时间变化的特点。 2.实