人教版 (新课标)必修1第二章 匀变速直线运动的研究1 实验：探究小车速度随时间变化的规律学案

这是一份人教版 (新课标)必修1第二章 匀变速直线运动的研究1 实验：探究小车速度随时间变化的规律学案，共4页。学案主要包含了预习目标，基础知识体验，重、难点知识探究，知识演练，学习心得等内容，欢迎下载使用。
巩固打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。
通过实验探究，体验如何从实验研究中获取数据，学会利用图像处理实验数据的科学方法。
知道小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律。
【基础知识体验】（好好看书，相信你能完成的很好！）
一．实验目的 探究小车速度随 变化的规律。
二．实验原理 利用 打出的纸带上记录的数据，以寻找小车速度随时间变化的规律。
三．实验器材 打点计时器、低压 电源、纸带、带滑轮的长木板、小车、 、细线、复写纸片、 。
四．实验步骤
1．如课本31页图所示，把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。
2．把一条细线拴在小车上，使细线跨过滑轮，下边挂上合适的 。把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。
3．把小车停在靠近打点计时器处，接通 后，放开 ，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一行小点，随后立即关闭电源。换上新纸带，重复实验三次。（注意：为了仪器的安全，实验时要防止钩码落地和小车与滑轮碰撞，当小车到达滑轮前及时用手按住。）
4．从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头比较密集的点迹，在后边便于测量的地方找一个点做计时起点。为了测量方便和减少误差，通常不用每打一次点的时间作为时间的单位，而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是T=0.02 s ×5=0.1 s 。在选好的计时起点下面表明A，在第6点下面表明B，在第11点下面表明C……，点A、B、C……叫做计数点，两个相邻计数点间的距离分别是x1、x2、x3……
5．利用第一章方法得出各计数点的瞬时速度填入下表：
6．以速度v为 轴，时间t为 轴建立直角坐标系，根据表中的数据，在直角坐标系中描点。
7．通过观察思考，找出这些点的分布规律。
五．注意事项
开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。
先接通电源，计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源。
要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它。
牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上的点太少，或者加速度太小而使各段位移无多大差别，从而使误差增大。加速度的大小以能在60cm长的纸带上清楚地取得六七个计数点为宜。
5．要区别计时器打出的点和人为选取的计数点。一般在纸带上每5个点取一个计数点，间隔为0.1 s 。
【重、难点知识探究】（要好好思考，认真讨论，上课要你讲解，这是对你的考验呦！）
☆关于实验的步骤
［例1］在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学操作以下实验步骤，其中错误或遗漏的步骤有（遗漏步骤可编上序号G、H ……）
A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，再接通电源
B．将打点计时器固定在平板上，并接好电路
C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码
D．取下纸带
E．将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀速运动
F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔
将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序。
☆关于实验数据的处理
［例2］在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，算出小车经过各计数点瞬时速度如下
为了计算加速度，合理的方法是（ ）
A．根据任意两计数点的速度用公式算出加速度
B．根据实验数据画出v－t图，量出其倾角，由公式a = tg求出加速度
C．根据实验数据画出v－t图，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间，用
公式算出加速度
D．依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度
［例3］在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图给出了从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点。测得：s1=1.40 cm，s2=1.90 cm，s3=2.38 cm， s4= 2.88 cm，s5=3.39 cm，s6=3.87 cm。那么：
s6
s5
s4
s3
s2
s1
0
1
2
3
4
5
6
（1）在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：v1= cm/s ， v2= cm/s ，
v3= cm/s ，v4= cm/s ，v5= cm/s 。
（2）在平面直角坐标系中作出速度—时间图象。
（3）分析（说明）小车运动速度随时间变化的规律。
SHAPE \* MERGEFORMAT
2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律
制案人：赵翠娥 日期：2010-9-27
【知识演练】（试试你学得如何？相信自己，你能行！）
1．运动物体拉动穿过打点计时器的纸带，纸带上打下一系列小点．打点计时器打下的点直接记录了 ( )
A．物体运动的时间 B、物体在不同时刻的位置
C．物体在不同时刻的速度 D．物体在不同时间内的位移
2．在下列给出的器材中，选出“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中所需的器材并填在横线上（填序号）。
①打点计时器 ②天平 ③低压交流电源 ④低压直流电源 ⑤细线和纸带 ⑥钩码和小车 ⑦秒表 ⑧一端有滑轮的长木板 ⑨刻度尺
选出的器材是
3．在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，按照实验进行的先后顺序，将下述步骤的代号填在横线上 。
A．把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面
B．把打点计时器固定在木板的没有滑轮的一端，并连好电路
C．换上新的纸带，再重做两次
D．把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面
E．使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动
F．把一条细线拴在小车上，细线跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码
G．断开电源，取出纸带
4．关于用打点计时器研究小车在重物牵引下运动的实验操作，下列说法中正确的是（ ）
Ａ．长木板不能侧向倾斜，也不能一端高一端低
Ｂ．在释放小车前，小车应紧靠在打点计时器处
Ｃ．应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放小车
Ｄ．要在小车到达定滑轮前使小车停止运动，再断开电源
5．在探究小车速度随时间变化规律的实验中，得到一条记录小车运动情况的纸带，如图所示，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔为T=0.1s。
（１）根据纸带上的数据，计算B、C、D各点的速度，填入表中。
（２）在坐标纸上作出小车的v-t图象。
A
B
C
D
E
7.5
27.6
60.3
105.6
cm
（1）
（2）小车的v-t图象
【学习心得】（学习了本节课，你在知识和方法上掌握了多少？还有哪些问题需要解决，请记下了，不要错过机会呦！）




位置
A
B
C
D
E
F
G
时间（s）
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
v(m/s)
计数点序号
1
2
3
4
5
6
计数点对应的时刻（s）
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
通过计数点的速度（cm／s）
44.0
62.0
81.0
100.0
110.0
168.0
位置编号
A
B
C
D
E
时间t/s
0
0.1
0.2
0.3
0.4
瞬时速度v/(ms-1)