(教参)第二章 1 实验：探究小车速度随时间变化的规律-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册课程探究与巩固教师用书word+课件PPT（人教版，浙江专用）

1　实验：探究小车速度随时间变化的规律 课标要点 学科素养 链接浙江学考 链接浙江选考 通过实验，探究匀变速直线运动的特点。 用打点计时器、频闪照相机或其他实验工具研究匀变速直线运动的规律 科学探究：能完成“探究小车速度随时间变化的规律”实验。能发现并提出物理问题，根据已有实验方案，使用打点计时器等器材搜集数据，会妥善保存原始信息。能分析纸带记录的信息，形成初步的结论。能分析实验中的误差。能参考教科书内容，撰写简单的实验报告 用打点计时器、频闪照相机探究小车速度随时间变化的规律 用打点计时器、频闪照相机或其他实验工具探究小车速度随时间变化的规律 (见学生用书P21)　　　　　　　 知识点　探究小车速度随时间变化的规律 1．实验思路：利用打点计时器测量出小车的瞬时速度，画出小车的速度—时间图像，通过图像分析小车的速度随时间变化的规律。 若v——t图像为一倾斜的直线，则小车做匀变速直线运动，图像的倾斜程度(斜率)表示加速度。 2．实验器材：小车、细绳、槽码、一端带有滑轮的长木板、打点计时器、交流学生电源、导线若干、纸带、刻度尺等。 3．实验步骤 (1)把一端带有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使定滑轮伸出桌面，将打点计时器固定在长木板上，并接好电路。 (2)将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔。 (3)把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的槽码。 (4)拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先接通电源，再放开纸带。 (5)断开电源后取下纸带。 (6)换上新纸带，再做两次实验。 4．数据记录 (1)为了便于测量，舍掉纸带上开始一些过于密集的点，找一个适当的点作为计时起点。 (2)选择相隔0.1 s(或更短)的若干计数点(或打点)进行测量，用第一章第3节学的方法求出各计数点(或打点)的瞬时速度，并填入表中。 位置编号 0 1 2 3 4 5 6 … 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 … 瞬时速度 v/(m·s-1) … 5．数据分析 可先用表格法合理猜想(定性)，然后画出v——t图像(定量)，利用图像得出规律。 (1)以时间t为横轴、瞬时速度v为纵轴，建立坐标系，画出速度—时间图像，即v——t图像。 (2)根据画出的速度—时间图像，分析小车速度随时间变化的规律。 (见学生用书P22)　　　　　　　 1．求纸带上某点瞬时速度的方法：纸带上某点的瞬时速度等于其两侧相邻点之间的平均速度。 2．根据实验数据画出v——t图像时，考虑到误差，不可能所有点都整齐地排列在一条直线上。如果有些点难以落在直线上，连线时，应该尽量使那些不能落在线上的点均匀地分布在线的两侧，这样能起到取平均的效果，也能舍弃误差较大的点。这样画出的直线更符合实际规律。 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，图甲所示为一条记录小车运动情况的纸带，舍掉开头比较密集的点迹，在后面便于测量的地方找一个点作为计时起点0，后面每隔4个点取一个计数点，学生电源的频率为50 Hz。 (1)如图所示，__乙__(填“乙”或“丙”)图是实验中用到的电磁打点计时器，它是一种能够按照相同的时间间隔在纸带上连续打点的仪器。它使用__交流__(填“交流”或“直流”)电源，由学生电源供电，工作电压约为8 V，当电源的频率是50 Hz时，它每隔__0.02__s打一个点。 (2)在实验中，使用打点计时器时应先__接通电源__，再__释放小车__。(均填“释放小车”或“接通电源”) (3)试根据所提供的纸带，计算打计数点4时小车的速度并填入表格。 计数点 编号 0 1 2 3 4 5 6 速度v/ (m·s-1) 0.26 0.53 0.78 1.21 1.33 1.55 1.82 　　(4)以速度v为纵轴、时间t为横轴，建立直角坐标系，根据表中的数据，在坐标系中描点(已描好6个点)，画出小车运动的v——t图像，并分析小车速度随时间变化的规律。 【答案】 (4)见解析 【解析】 (1)题图乙是电磁打点计时器，题图丙是电火花计时器。电磁打点计时器是一种能够按照相同的时间间隔在纸带上连续打点的仪器。使用交流电源，由学生电源供电，工作电压约为8 V。当电源的频率是50 Hz时，每隔0.02 s打一个点。 (2)使用打点计时器时应先接通电源，再释放小车，这样打出的第1个点初速度为零，且可以在纸带上打出更多的点。 (3)两个相邻的计数点之间的时间间隔T＝5×0.02 s＝0.1 s，第4个计数点的速度等于3、5两点间的平均速度，v4＝＝ m/s＝1.33 m/s。 (4)描点画图，图线是一条倾斜直线，小车的速度随时间均匀增大。 2023