高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 匀变速直线运动的速度与时间的关系学案设计

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 匀变速直线运动的速度与时间的关系学案设计，共4页。
[学习目标] 1.进一步练习使用打点计时器。2.会测量小车的瞬时速度。3.会用v－t图像处理实验数据，并计算小车的加速度(重点)。
一、实验思路
1．实验方案：槽码牵引小车在长木板上运动。
2．物理量的直接测量
位移：用刻度尺测量；
时间：由纸带获取。
二、实验装置
打点计时器(带导线)、________________、纸带、一端带有定滑轮的长木板、小车、细绳、槽码、________________、复写纸、坐标纸。
三、进行实验
1．在长木板上固定打点计时器，并使滑轮伸出桌面，连接电路。让小车停在________打点计时器的位置，安装好纸带，连接细绳和槽码。
2．先________________________，后________________，打点完成后________________，观察纸带的点迹是否清晰。
3．增减所挂的槽码(或在小车上放置重物)，更换纸带，再做两次实验。
四、数据分析
1．求解并记录各计数点的瞬时速度
(1)取该计数点相邻两计数点，算出此段的平均速度，该点的瞬时速度近似等于此段的平均速度( 注意估读、单位以及有效数字)。
v1＝eq \f(Δx1＋Δx2,2T)，v2＝eq \f(Δx2＋Δx3,2T)，…
T为相邻两个计数点间的时间间隔，若交变电源频率为50 Hz，每5个点取一个计数点(中间隔4个点)，则T＝________ s。
(2)把各计数点的瞬时速度填入表中标有“vⅠ ” 的一行。同理，计算增减槽码后两次实验的速度分别填入表中标有“vⅡ” 和“vⅢ” 的两行内。
测量示例
2.作出v－t图像
(1)在坐标纸上建立坐标系，描出数据点，如图所示；
(2)用一条平滑曲线(包括直线)“拟合”这些点，让这条线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在线两侧，偏差比较大的点忽略不计。
v－t图像的数据点几乎分布在一条直线上。
五、实验结论
小车运动的v－t图像是一条倾斜的直线，说明速度随时间均匀增加，它们成“线性关系”，即小车运动的加速度________。
六、注意事项
1．开始放开小车时，应使小车靠近打点计时器。
2．先启动打点计时器，等打点稳定后，再放开小车。
3．打点完毕，立即________________。
4．选取一条点迹清晰的纸带，舍掉开头点迹密集部分，选取适当的计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少。
5．不要分段测量各段距离，应尽可能地一次测量完毕(可统一量出各计数点到计时起点的距离)。
6．在坐标纸上画v－t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像大致布满坐标纸。
例1 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，
(1)下列给出的器材中，A、E、F、H已选出，还需要________。
A．电磁打点计时器 B．天平
C．低压交变电源 D．低压直流电源
E．细绳和纸带 F．槽码和小车
G．秒表 H．一端有滑轮的长木板
I．刻度尺
(2)某同学按照以下步骤进行操作：
A．换上纸带重复做三次，选择一条较为理想的纸带；
B．将电磁打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，接上电源；
C．把小车停在靠近电磁打点计时器的地方，先放开小车，再启动电磁打点计时器；
D．断开电源，取下纸带；
E．把一条细绳拴在小车前端，绳跨过滑轮挂上槽码，把纸带固定在小车后端并让纸带穿过电磁打点计时器。
以上步骤有错误的是________(填步骤前的字母)，应更正为________；步骤合理的顺序是________(填步骤前的字母)。
例2 某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，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、F、G共7个计数点。其相邻两点间的距离如图所示，在每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出，打点计时器的工作频率为50 Hz。
(1)试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、F两个点时小车的瞬时速度，并将这两个速度值填入下表。(结果均保留3位有效数字)
(2)将B、C、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中(D时刻的已标出)，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。
(3)由所画速度—时间图像求出小车加速度为________ m/s2。(结果保留2位有效数字)
(4)写出图线与纵轴的交点的物理意义：______________________________________
________________________________________________________________________。
例3 为研究小车沿斜面向下运动的规律，把纸带的一端固定在小车上，小车拖动纸带运动时，纸带上打出的点如图所示。
(1)某同学用以下方法绘制小车的v－t图像。先把纸带每隔0.1 s剪断，得到若干短纸条。再把这些纸条由短到长并排贴在一张纸上，使这些纸条下端对齐，作为横轴，标出时间(表示时间轴)。最后将纸条上端中心连起来，于是得到v－t图像。请你按以上办法(用一张薄纸压在图上，复制得到纸带)绘制这个图像。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)这样做有道理吗？说说你的看法__________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。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
vⅠ/(m·s－1)
vⅡ/(m·s－1)
vⅢ/(m·s－1)
位置
0
1
2
3
4
5
6
时间t/s
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
v/(m·s－1)
0.45
0.60
0.74
0.89
1.03
1.19
速度
vB
vC
vD
vE
vF
数值(m·s－1)
0.479
0.560
0.640