第2章 1. 实验：探究小车速度随时间变化的规律(学案)-【成才之路】2022-2023学年高中新教材物理必修第一册同步学习指导（人教版2019）

+,-&./+012345 第二章　 匀变速直线运动的研究 本章素养概述 〔情境导入〕 　 　 在生活中，高山滑雪、汽车启动、百米赛跑……；在自然界里，物体下落、猎豹捕食，蚂蚁搬 家……这些物体的运动，大多是变速运动，其运动规律比较复杂。 本章在掌握了描述运动学的几个物理量的基础上，具体研究一种最简单的变速运动——匀 变速直线运动的规律。 　 　 　 　 １．实验：探究小车速度随时间变化的规律 目标体系构建 明确目标·梳理脉络　 【课程标准】 　 　 １．通过实验探究物体运动的速度随时间变化的 规律，为建构匀变速直线运动的模型奠定基础。 ２．描绘物体运动的速度—时间图像，通过对拟 合成的图像观察、思考，找出物体速度变化的规律。 ３．经历探究小车速度随时间变化的规律，体会 研究直线运动的一般思路。 【素养目标】 科学探究 １．能从纸带上获取实验数据 计算各点的瞬时速度。 ２．学会用图像法处理实验数 据，并能根据ｖ － ｔ图像描述 物体的运动规律             。 !!"# 　 ０４０ !"#$%&'() ＲＪ * 课前预习反馈 教材梳理·落实新知　 知识点１ 实验思路 　 　 １．实验目的 研究小车速度随时间变化的规律，测量小 车在不同时刻的瞬时速度。 ２．实验器材 打点计时器　 、一端附有定滑轮的长铝板、 　 小车　 、纸带、细绳、槽码、刻度尺　 、导线、交 流电源。 ３．实验思路 如图所示，把一端带有　 滑轮　 的长铝板 平放在实验桌上，铝板上放一个可以左右移动 的　 小车　 ，小车一端连接穿过打点计时器的 　 纸带　 ，另一端连接绕过滑轮系有　 槽码　 的细绳。小车在槽码的牵引下运动，通过研究 纸带上的信息，就可以知道小车运动的速度是 怎样随时间变化的。 知识点２ 进行实验 　 　 １．按照图固定好实验器材，并连接好电路。 ２．把小车停在　 靠近　 打点计时器的 位置。 ３．启动计时器，然后　 放开　 小车，让它拖 着纸带运动。打点计时器在　 纸带　 上打下一 行小点。 ４． 　 关闭　 电源，取下纸带。 ５．增减所挂的槽码（或在小车上放置重 物），更换纸带，再做两次实验。 知识点３ 数据分析处理 　 　 １．瞬时速度的计算：各计数点的瞬时速度 可用以该点为中间时刻的一段时间内的平均 速度　 来代替：ｖｎ ＝ ｘｎ ＋ ｘｎ ＋１２Ｔ 。 ２．根据ｖ － ｔ图像判断运动性质： 用描点法可作出小车的ｖ － ｔ图像，根据图 像的形状可判断小车的运动性质。 ３．加速度的计算：利用ｖ － ｔ图像的　 斜率　 求 出小车的加速度。 思考辨析　 『判一判』 （１）长铝板一定要水平放置，不能一端高一 端低。 （　 　 ） （２）纸带上可以每隔任意相同数量的点选取一 个计数点。 （　 　 ） （３）使用刻度尺测量长度时，要进行估读。 （　 　 ） （４）作ｖ － ｔ图像时，所描曲线必须经过每一 个点。 （　 　 ） （５）在处理数据时，常用公式法和图像法。 （　 　 ） 『选一选』 　 　 （多选）关于用打点计时器探究小车速度随 时间变化规律的实验，下列说法正确的是 （　 ） Ａ．打点计时器应固定在长铝板上，且靠近 滑轮一端 Ｂ．开始实验时小车应靠近打点计时器一端 Ｃ．应先接通电源，待打点稳定后再释放 小车 Ｄ．牵引小车的槽码个数越多越好 『想一想』 　 　 某同学用以下方法绘制并得到小车的ｖ － ｔ 图像如图所示。                                                                    !!"# 　 ０４１ +,-&./+012345 　 　 （１）先把纸带每隔０． １ ｓ剪断，得到若干短 纸条。 　 　 （２）再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这 些纸条的下端对齐，作为时间轴，标出时间。 　 　 （３）最后将纸条上端中心连起来，于是得到 如图所示的ｖ － ｔ图像。这样做有道理吗？为 什么         ？ 课内互动探究 细研深究·破疑解难　 实验操作的注意事项 探究 　 　 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，计时器工作后，再放开小 车，当小车停止运动时及时断开电源。 ３．要防止槽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。 ４．牵引小车的槽码个数要适当，以免加速 度过大而使纸带上的点太少，或者加速度太小， 而使各段位移无多大差别，从而使误差增大，加 速度的大小以能在５０ ｃｍ长的纸带上清楚地取 得六七个计数点为宜。 ５．要区别计