2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 导学案-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

(高一上学期物理必修第一册) 2.1探究小车速度随时间变化的规律导学案+课后达标检测 学习目标： 1.进一步练习使用打点计时器 2.会利用平均速度求瞬时速度 3,会利用V一t图像处理实验数据，并根据图像能计算小车的加速度和判断小车的运动情况 一、实验原理与方法 1.利用打点计时器所打纸带的信息.代入计算式Vn=xn十xn十12T,即用以n点为中心 的一小段时间间隔的平均速度代替n点的瞬时速度。 ABc 2.用描点法作出小车的~t图像，根据图像的形状判断小车的运动性质。若所得图像为一 条倾斜直线，则表明小车速度是均匀变化的。 3.利用t图像求出小车的加速度，图线的斜率表示加速度。 二、实验器材 打点计时器、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、糟码、刻度尺、导线、交流电 源。 电磁打点计时器：V 电源：电火花计时器：V电源。 三、实验步骤 1.如图.把一端带有定滑轮的长铝板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面.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。 2把小车停在靠近打点计时器的位置.先后动打点计时器，后放开小车，让小车拖着纸带运 动。随后，立即关闭电源 3换上新纸带，并增减所挂槽码（或在小车上放置重物）重新操作两次 四、纸带处理 讨论： 1.怎样分析和选取纸带上的点？ 2.如何计算所取点的速度？ 3.如何设计表格记录数据？ 小技巧：为了便干测量，舍弃开头一些密集的点，从一个适当的点开始作为计数0点，之 后每隔0.15（或更短）取一个计数点进行测量.记入自己设计的表格。计算本实验中 各点的瞬时速度.并记录。 五、数据处理： 1、列表法。 2、图象法(V-t图象)： 讨论： 1.为什么画出的是一条直线？ 2.若某个点明显偏离直线，可能是什么原因及怎样处理？ 3.从图上可以看出小车的速度随时间怎样变化？ 小结：求加速度的方法： 方法I:取任意两组数据求出△V和△t,然后代入△V/△t求解。 方法2：在V一t图象上取一段时间△t(尽量取大一些)，找出两个时刻对应的纵坐标值求出 △V,代入△V/△t求解。 六、注意事项 1.固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。 2.滑轮不能过高，细绳应与木板平行 3.小车应由紧靠打点计时器处开始释放.在撞击长木板末端前应让小车停止运动，防止小车 从板上掉下来。 4.先接通电源，后让纸带运动。 5.打点结束后立即关闭电源。 课堂突破： 练1、研究“探究小车速度随时间变化的规律"的实验： (1)实验中，除电磁打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、一端带定滑轮的长木板、导 线及开关外，在下面列出的仪器和器材中，必须使用的有 (填选项代号，下同) A.电压合适的50Hz低压交流电源 B.电压可调的直流电源 c刻度尺 D.秒表 E天平 (2)对干减小实验误差来说，下列采取的方法中正确的有 A选取合适的n个点为计数点 B.使小车运动得尽量慢些 C,舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算 D.选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验 E实验时尽量让小车远离打点计时器，释放小车后再接通电源 练2、某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时，打点计时器所用电源的频率 是50H忆，在实验中得到一条点迹清晰的纸带，他把某一点记作O,再依次选6个点作为 2 计数点，分别标以A、B、C、D、E和F,如图甲所示， 1.6 ↑m-s) 1.50 OAR C P E R 1.40 1.30 1.20 1. 1.00024681012t×10) 甲 (1)如果测得C、D两点相距2.70cm,D、E两点相距2.90cm.则在打D点时小车 的速度是 m/s (2)该同学分别算出打各点时小车的速度，然后根据数据在V一t坐标系中已描好点.请 在图乙中作出小车的y一t图像，并求出小车的加速度a= m/s2 练3.用电磁打点计时器“研究匀变速直线运动”"的实验中，打点计时器的工作频 率为50Hz,如图所示的是一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、 E、F、G为相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出。 (1)根据运动学有关公式可求得V8=0.165m/5,Vc= m/s. vo=0.263m/s: (2)利用求得的数值在下图所示的坐标系中做出小车的V-t图线（以打A点时 开始计时)，并根据图线求出小车运动的加速度a= m/52:(保留小 数点后两位) (3)根据图像可以求出0时刻的初速度V= m/s。(保留小数点后 三位) ↑(cm·s 40 35 4019012.3842.88+339k3.87em 30 25 20 15 1% 0.10.20.30.40.5ts 练4.用气垫导轨和数字计时器能更精确地测量物体的瞬