2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册（人教版2019）

物理必修第一册课堂学索 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 答案精解P10 [学习目标]1.进一步掌握打点计时器的使用、纸带的数据处理和测量速度的方法（科学探究）.2.通过 处理实验数据探究小车的速度随时间变化的规律（科学探究）.3.会利用-1图像处理实验数据，能根 据实验数据求加速度（科学思维）， 课前·教材预案 教材梳理 计时器就在纸带上打下一系列小点，换上新纸 知识点一 实验思路 带，重复实验三次。 知识点三 数据记录 1.实验原理 (1)利用纸带计算瞬时速度：以纸带上某点为 L.采集数据 中间时刻取一小段位移，用这段位移的 舍掉纸带开头一些 的点，找一 个适当的点作为计时起点.可选择相隔0.1s 表示这点的瞬时速度， (或更短)的若干计数点进行测量. (2)用？-1图像表示小车的运动情况：以速度v 如图所示，先测量出各个计数点到计时起点的 为 、时间t为 建立直角坐标 距离：、x2、x3,、x…,再计算出相邻的两 系，用描点法画出小车的-1图像，图线的倾斜 个计数点间的距离：△x1=x1,△x=x一x1, 程度表示加速度的大小，如果-t图像是一条 △x3=x一x2,△x4=x4-x3,△x5=x一x1,…, 倾斜的直线，说明小车的速度是 的. 填入自己设计的表中. 2.实验器材 打点计时器（带导线） 纸带、 x/cm 一端带有定滑轮的长木板、小车、细绳、槽码、 2.求解并记录各计数点的瞬时速度 、复写纸（墨粉）、坐标纸。 (1)各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代 知识点二 进行实验 替，即=△△，=△，… 2T 2T 1.如图所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌 △xn十△x+ 上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在 = 2T 长木板上没有滑轮的一端，连接好电路， T为相邻两个计数点间的时间间隔，若交变电 紙带、 源括头 源频率为50Hz,每5个点取一个计数点（中间 隔4个点)，则T=0.1s (2)设计表格并记录相关数据 位置编号 0 1 3 2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下 时间/s 0 0.10.20.30.40.50.6 边挂上合适的钩码，放手后，看小车能否在木 1/(m·s1） 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后面， 1/(m·sl) 3.把小车停在打点计时器处，先 h/(m·s1) 后 ,让小车拖着纸带运动，打点 ·26 第二章 匀变速直线运动的研究 知识点四数据分析 知识点五注意事项 1,在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间， 1.开始放开小车时，应使小车靠近打点计时器 纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系 2.先启动打点计时器，等打点稳定后，再放开 中描点 小车 2.画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点， 3.打点完毕，立即关闭电源 不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差 4.选取一条点迹清晰的纸带，舍掉开头点迹密集 比较大的点忽略不计，如图所示 4m's 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 s 量完毕（可统一量出各计数点到计时起点的 3.观察所得到的直线，分析小车速度随时间变化 距离). 的规律。 6.在坐标纸上画0-1图像时，注意坐标轴单位长 4.根据所画v一1图像求出小车运动的加速度α △ △y 度的选取，应使图像大致布满坐标纸 课堂·深度探究 考点一实验原理与操作 思维导引：根据实验原理和操作步骤，确定需 【例题1】在“探究小车速度随时间变化的规律” 要的实验器材：根据实验步骤，确定操作中存 的实验中， 在的错误，并加以改正 (1)下列给出的器材中，有一部分已经选好 【变式1】（多选）关于用打点计时器探究小车速 了，请选出还需要的器材 度随时间变化规律的实验，下列说法正确 A.电磁打点计时器B.天平C.低压交变 的是 () 电源D.低压直流电源E.细绳和纸带 A.打点计时器应固定在长木板上，且靠近滑 F.槽码和小车G.秒表H.一端有滑轮的 轮一端 长铝板L刻度尺 B.开始实验时小车应靠近打点计时器一端 选出的器材有AEFH,还需要 (2)某同学按照以下步骤进行操作： C.应先接通电源，待打点稳定后再释放小车 A.换上纸带重复做三次，选择一条较为理想 D.牵引小车的钩码个数越多越好 的纸带： 考点二实验数据处理 B.将电磁打点计时器固定在长铝板上没有滑 【例题2】在“探究小车速度随时间变化的规律” 轮的一端，接上电源： 的实验中，打点计时器使用的交变电源的频 C.把小车停在靠近电磁打点计时器的地方， 率为50Hz,记录小车运动的一段纸带如图甲 先放开小车，再启动电磁打点计时器： 所示，在纸带上选取A、B