2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律（导学案）-【上好课】高一物理同步高效课堂（人教版2019必修第一册）

第1节　实验：探究小车速度随时间变化的规律 导学案 【学习目标】 1.能建立加速度的概念，能从物理学的视角观察实验现象，并能正确分析小车运动的加速度。 2.理解v-t图像的含义，能用实验数据描绘v-t图像，能根据图像分析速度随时间的变化特点以及加速度的特点。 【学习重难点】 1.进行实验，正确操作，记录数据，正确进行实验操作。（重点） 2.分析数据，作出v-t图像，直观反应规律。（重点） 3.分析数据，作出v-t图像。（难点） 【知识回顾】 1.测量瞬时速度 ①如果不要求很精确，用这个平均速度粗略地代表某个计数点的瞬时速度。 ②如果要求更为精确，可以把包含某个计数点在内的间隔取得小一些，那么时间 Δt 就会变短，用两点间的位移 Δx 和时间 Δt 算出的平均速度代表纸带在该计数点的瞬时速度，就会精确一些。 2.速度时间（v-t）图像物理意义： (1)可以读出任意一个时刻对应的 ，也可以读出物体在任意一个速度时所对应的 ； (2)可以求出任意一段时间内的 ； (3)v-t图像物体 随 变化的规律。 3.速度时间（v-t）图像的斜率物理意义： (1)v-t图像的斜率物理意义：表示物体的 ； (2)v-t图像的斜率越大，说明加速度越大，物体速度变化的 ； (3)v-t图像的斜率为 ，说明物体加速度方向与正方向 ，图像 倾斜； v-t图像的斜率为 ，说明物体加速度方向与正方向 ，图像 倾斜。 4.速度时间（v-t）图像中速度、加速度方向判断方法： (1)速度的方向：①速度图像在t轴 ，速度为 ；②速度图像在t轴 ，速度为 。 (2)加速度方向：①速度图像 倾斜，加速度为 ；②速度图像 倾斜，加速度为 。 【自主预习】 1.实验器材： 、学生电源、复写纸、纸带、导线、 、小车、细绳、槽码、刻度尺、坐标纸。 2.实验思路： (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，用这段位移的平均速度表示这点的 。 (2)用v－t图像表示小车的运动情况：以 为纵轴、 为横轴建立直角坐标系，用 画出小车的v－t图像，图线的倾斜程度表示 ，如果v－t图像是一条倾斜的直线，说明小车的速度是 变化的。 【课堂探究】 新课引入：寻求一种运动的特点和规律，一般要从某个具体事例开始。那么如果我们要研究小车在重物牵引下的运动，看看小车的速度是怎样随时间变化的，我们应该怎样做呢？ 1、 实验思路 复习与回顾： 我们上一章第三节已经学习了如何测量纸带的平均速度和瞬时速度，你是否可以简要的说明一下以下问题： (1)打点计时器在使用的时候应该注意哪些问题？ (2)如何选择纸带上的点？ (3)如何测量纸带上计数点的瞬时速度？ (4)如何做出v-t图像，v-t图像都告诉了我们哪些信息？ 思考与讨论： 给你以下实验器材： 你认为如何设计一个实验来研究小车在重物牵引下速度随时间的变化规律？ 1.实验方案： 2.利用打点计时器和纸带计算瞬时速度：用某段位移的平均速度表示中间点的 。 3.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，进而探究速度与时间的关系。 二、进行实验 1.如图所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上 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，下边挂上合适的槽码，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后面。 3.把小车停在靠近打点计时器处，先 ，后 ，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。 4.换上新纸带，重复实验两次。 5.增减所挂槽码，按以上步骤再做两次实验。 三、数据记录 思路与讨论： (1)怎样选取合适的便于测量的纸带？ (2)如何选择纸带上合适的计数点？ (3)如何计算所选计数点的瞬时速度？ 1.纸带的选取与测量 (1)为了便于测量，一般 开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作计时起点。 (2)每5个点(相隔0.1 s)取1个计数点进行测量(如图所示，相邻两点中间还有4个点未画出)。 (3)数据采集：量出各个计数点到计时零点的距离d1、d2、d3… 2.不同计数点的瞬时速度计算 (1)计算方法：利用第一章第3节所学方法得出各个计数点的瞬时速度，即：