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

高三一轮复习导学案 编号： 编写：姬生燕 审核：韩莉芬 1 实验 1：探究小车的速度随时间变化的规律 【学习目标】 1.会正确使用打点计时器，学会利用纸带上的点迹求物体的速度和加速度. 2.掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法. 【思考环节】 【实验目的】 探究小车的速度随时间变化的规律需要测量哪些物理量？ 【实验原理】 测量小车速度的典型方法有哪些？ 纸带上的点迹记录了小车的哪些信息？ 如何求速度？ 如何找出速度对应的时间？ 【实验步骤】（请阅读、填写、并熟悉实验的操作过程） 1.按照如图所示实验装置，把打点计时器固定在长木板 （选填“带滑轮”“不带滑轮”） 的一端，接好电源。 2.把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的槽码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后 面。 3.把小车停在靠近打点计时器处，先 ，后 。 4.小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带。 5.换纸带重复实验三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析。 【纸带数据处理】 1.通过纸带如何观察小车做匀速、加速、减速运动？ 2.区分纸带上的计时点和计数点：若所用交流电频率是 50Hz,则相邻计时点间的时间间隔是多少 秒？ 每隔四个点取一个计数点，则相邻两个计数点间的时间间隔是多少秒？ 若每五个点取一个计数点，则相邻两个计数点间的时间间隔是多少秒？ 3.如何判断小车的运动是否是匀变速直线运动？ 4.如何求打下某一点时的瞬时速度？ 5.如何求解小车的加速度？ 变式：如下图所示，若纸带 3到 5距离缺失，仅利用 x1 x2 x3 x4如何求加速度？ 【注意事项】 1.平行：纸带、细绳要和 平行。 2.两先两后：实验中应先 电源，后让小车 ；实验完毕应先 电源，后 纸 带。 3.防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止槽码落地及小车与滑轮相撞。 4.减小误差：小车的加速度宜适当大些，可以减小长度测量的相对误差，计算加速度大小时以能在 约 50 cm的纸带上清楚地取出 6～7个计数点为宜。 5.释放：小车从 （选填“靠近打点计时器”“远离打点计时器”）位置释放。 高三一轮复习导学案 编号： 编写：姬生燕 审核：韩莉芬 2 例 1. 某小组用打点计时器研究小车的匀变速直线运动，该打点计时器电源的频率为 50 Hz，在打 好的纸带上每 5个点标记一个计数点，标记结果如图所示，A、B、C、D为连续选择的计数点，其 位置分别为 20.0 mm、34.0 mm、53.0 mm 和 77.0 mm。则： （1）图中相邻两计数点的时间间隔是________ s； （2）打 B点时小车的速度大小是________ m/s； （3）小车运动的加速度大小是________ m/s2。 例 2. 某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系。使用的器材 有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器。 (c) 实验步骤如下： ①如图(a)，将光电门固定在斜面下端附近：将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜 面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑； ②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt； ③用Δs表示挡光片沿运动方向的长度[如图(b)所示]，v － 表示滑块在挡光片遮住光线的Δt时间内的平 均速度大小，求出 v － ； ④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑， 重复步骤②、③； ⑤多次重复步骤④； ⑥利用实验中得到的数据作出v － －Δt图，如图(c)所示。 完成下列填空： （1）用 a表示滑块下滑的加速度大小，用 vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小， 则v － 与 vA、a和Δt的关系式为 v － ＝____________； （2）由图(c)可求得 vA＝______ cm/s，a＝______ cm/s2(结果保留 3位有效数字)。 例 3 甲、乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验。实验中，甲同学负 责释放金属小球，乙同学负责在小球自由下落的时候拍照。已知相机每间隔 0.1 s拍 1幅照片。 (1)若要从拍得的照片中获取必要的信息，在此实验中还必须使用的器材是________。(填正确答案 标号) A.米尺 B.秒表 C.光电门 D.天平 (2)简述你选择的器材在本实验中的使用方法。 答：_____________________________________________________________ (3)实验中两同学由连续 3 幅照片上小球的位置 a、b和 c得到 ab＝24.5 cm、ac＝58.7 cm，则该地 的重力加速度大小为 g＝________m/s2。(保留 2位有效数字) 【讲评环节】 1.