2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 导学案 -2023-2024学年高一上学期“元创物理”2023年暑期《初高中衔接 • 物理教材》

在第一章，我们已经学习了位移、速度、加速等描述物体运动的物理量。这一章，我们要学习一种重要的变速直线运动----匀变速直线运动，首先通过实验探究匀变速直线运动的特点，再学习速度、位移随时间变化的规律，还要学习一种特殊的匀变速运动----自由落体运动。 通过规律的学习和运用，你将体会到物理是难的，是有用的，更是神奇的…… 第二章：匀变速直线运动的研究 1. 实验：探究小车速度随时间变化的规律 01【学情衔接】 已经学习知道的知识 衔接问题 将要达成的核心目标 1测量值与真实值之间总会有差别，这就是误差，不是错误。不能消除误差，但应尽量减小误差；多次测量求平均值，可以减小偶然误差。 2.可以根据v1＝、v2＝……计算纸带上各计数点速度；v-t图线斜率即加速度。 测瞬时速度→探究速度随时间变化规律 误差→注意事项、误差分析、有效数字 1.知道制定实验方案是重要的，能制订实验方案；理解并会使用打点计时器等实验器材获取数据，能用v-t图像描述实验数据，能根据实验数据得出实验结论。 2.理解实验误差，知道有效数字，知道如何改进实验，控制误差。 02【衔接讲解】 “元创物理”2023年暑期《初高中衔接 • 物理教材》 第二章：匀变速直线运动的研究 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 一、测瞬时速度→实验探究小车速度随时间变化规律 1.主要操作步骤： （1）把一端附有滑轮的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长木板上远离滑轮的一端，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，并把纸带的另一端固定在小车的后面。 （3）把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，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系列小点，换上新纸带，重复该实验两次。从三条纸带中选择一条比较理想的进行数据处理。 （4）改变钩码数量或改变小车质量，再做几次实验，选择2～3条理想的纸带进行数据分析。 这样纸带上的点迹直接记录了小车在不同时刻的位置和不同时间内的位移及运动时间。 2.处理数据 （1）舍掉所选纸带开头一些比较密集的点，在便于测量的地方找一个适当的点标“0”做计时起点。 （2）为了计算方便和减小误差，每隔4个打点取一个计数点1、2、3……6，测出各计数点与“0”之间距离x1、x2……，求出相邻计数点之间的距离分别为s1、s2……如下图，这样相邻两个计数点之间的时间间隔为T=0.1s。 （3）根据vn＝，求出各计数点即小车此时的速度，填入表中。 纸带 编号 位置 1 2 3 4 5 时间t/s 0.1 0.2 0.3 9.4 0.5 1 v/m/s 2 v/m/s 3 v/m/s 3.探究规律 （1）以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，根据表中第一条纸带的v、t数据，在v-t坐标系中描点。 （2）通过观察、思考，找出分布规律，如果几个点都大致落在一条直线上，就可以用一条直线去“拟合”这些点，并且可以说小车运动的v-t图象是一条倾斜的直线。 （3）再作出另两条纸带的v-t图象，应该发现也是一条倾斜的直线，只是倾斜的程度不同，或者说是斜率即加速度不同。 4.得出结论 小车在重物牵引下的运动速度是均匀变化的，或者说小车的速度是随时间按线性规律变化的，即小车做的是加速度恒定的直线运动。 二、误差→注意事项、误差分析、有效数字 1.注意事项 (1)固定打点计时器时,要注意使它的两个限位孔对准木板纵向的中线,以便使小车沿木板的中线运动。 (2)注意调整滑轮架的角度,使拉小车的细绳与板面平行。 (3)注意使纸带与细绳的方向一致,不与打点计时器的限位孔摩擦。 (4)开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器。 (5)先接通电源,打点计时器工作稳定后,再放开小车,当小车停止运动时及时断开电源。 (6)防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它。 (7)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。加速度的大小以能在50cm长的纸带上清楚地取得六、七个计数点为宜。 (8)要区别打点计时器打出的计时点与人为选取的计数点,一般在纸带上每隔四个计时点(或每五个计时点)取一个计数点,使