2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 导学案 -2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 【学习目标】 1．会使用打点计时器、会对纸带数据处理和掌握测量瞬时速度的方法。 2．通过描点，能使用v-t图象处理数据，会用近似法求各点瞬时速度。 3．通过实验，得出小车在重物牵引下运动的速度随时间变化的规律。 【学习重难点】 重点：会使用v-t图象处理数据，观察规律； 难点：处理纸带，求各点瞬时速度。 【学法指导】 1．勾划课本并写上提示语，标注序号；熟记基础知识，用红笔标注疑问。 2．通读教材，完成学案。 【学习过程】 一、导入新课：（1min）速度-时间图像 二、自主学习（15min） （一）实验目的 1．进一步练习打点计时器的使用、纸带数据处理和测量 的方法。 2．用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车速度随 的变化规律。 （二）实验原理 1．打点计时器打出的纸带能记录运动物体在不同 的位置。 2．求纸带上某点的瞬时速度一般用一小段时间内的 代替。 3．用 画出小车的v-t图象，图线的倾斜程度表示加速度的大小，如果v-t图象是一条倾斜的直线，说明物体的速度是均匀变化的。 （三）实验器材 ①附有 的长木板；②小车；③带小钩的细线；④钩码若干；⑤打点计时器；⑥纸带；⑦ ；⑧学生电源、导线。 （四）实验步骤 1．如图所示，把附有滑轮的长木板平放在桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端，连接好电路。 2．把细绳的一端拴在小车上，使细绳绕过滑轮，下面挂适当的钩码。把纸带穿过计时器，并把它的一端固定在小车的后面。 3．把小车停在 的地方，先 ，再放开 让小车拖动纸带运动，计时器就在纸带上打出了一系列点，随后 4．换上新纸带，重复两次。 5．从3条纸带中选择 的一条纸带，舍去 找一个适当的点作为计时起点。为了方便，减小误差，通常不用0.02s为时间单位，而是用每打 个点的时间 s为时间单位，在纸带上选好的计时点下面标0，在第＿点下面标1，在第＿点下面标2······，标明的点叫计数点，则相邻的计数点时间间隔为 （如下图所示）， 6．算出各点的瞬时速度，将结果填入．下面的表格中． 学科网（北京）股份有限公司 7．换用重量不同的钩码重复3-6步，得到的数据填入下表中 8．根据表中的数据，在坐标纸上画出v-t图象 （自己确定合理的标度）得到的图像应该是 思考：该图像过坐标原点吗？为什么？ 三、合作学习 1．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学使用频率为50Hz的交流电，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E共5个计数点。测得计数点间的距离如图1所示，每两个相邻的计数点之间还有四个点未画出。 图1 图2 （1）试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D三个点时小车的瞬时速度，则 m/s,（保留三位有效数字）。 （2）在图2所示的坐标系中作出小车的v-t图线。 （3）将图线延长与纵轴相交，此交点纵坐标的物理意义是 。 2．总结出速度随时间变化的规律 四、当堂检测 1．（多选）在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列关于作v-t图象的说法中，正确的是（ ） A.只要确定了vt图象中的两点，就可以得到小车运动的v-t图象，因此，实验只需要测出两组数据 B.作v-t图象时，所取的点越多，图线就越准确 C.作出的v-t图线应该通过所有的点，图线曲折也可以 D.对于偏离直线较远的点，说明误差太大，应舍去 学科网（北京）股份有限公司 2．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中， （1）下列哪些器材是多余的： 。 ①电磁打点计时器 ②天平 ⑪低压直流电源 ④细绳 D纸带 ＠小车 ⑦构码 A秒表 ＠一端有滑轮的长木板 （2）为达到实验目的．，还需要的器材是： 五、课堂小结（总结木节课收获及问题） 六、课后作业 1．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法正确的是（） A.小车停止运动后，取下纸带进行测量并处理数据 B.使小车速度的变化尽可能快一些 C.使用刻度尺测量长度时，要读到最小刻度的下一位 D.作v-r图线时，所描曲线必须经过每一个点 2．（多选）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法正确的是（） A.通过调节，使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上 B.作v-t图像时坐标轴单位长度越小越好 C.实验时要先接通电源后松开纸带，打点结束时要先断开电源后取纸带 D.槽码的质量越大越好 3．如图是某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时打出的纸带，已知打点计时器的电源频率是50Hz（周期是0.02s），则（） A.m/s B. m/s 4 C. m/s D. m/s 4．某同学用打点计时器做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，利用打出的一条纸带画出了小车速度随时间变化的图像，如图所示。下列说法正确的是（ ） v/(m·s-1) A．当电源频率为50Hz时，打点计时器每隔0.05s打一个点 B.小车做匀速直线运动 C.小车在t＝0.02s时的速度大小是0.04m／s D．小车的加速度大小为0.04m／s2 学科网（北京）股份有限公司 $$