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    2018版高中人教版物理必修一学案:第2章+第1节+实验:探究小车速度随时间变化的规律+Word版含答案
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    高中人教版 (新课标)1 实验:探究小车速度随时间变化的规律优质学案设计

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    这是一份高中人教版 (新课标)1 实验:探究小车速度随时间变化的规律优质学案设计,共5页。

    1 实验:探究小车速度随时间变化的规律

    一、实验目的

    1进一步练习使用打点计时器.

    2.利用v­t图象处理数据,并据此判断物体的运动性质.

    3.能根据实验数据求加速度.

    二、实验原理

    1利用打点计时器所打纸带的信息,代入计算式vn,即用以n点为中心的一小段时间间隔的平均速度代替n点的瞬时速度.

    2.用描点法作出小车的v­t图象,根据图象的形状判断小车的运动性质.若所得图象为一条倾斜直线则表明小车做匀变速直线运动.

    3.利用v­t图象求出小车的加速度.

    三、实验器材

    打点计时器、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源.

    一、实验步骤

    1.如图2­1­1所示,把附有滑轮的长木板放在实验桌上,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.

    图2­1­1

    2.把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边挂上钩码,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,接通电源后,释放小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一列小点.

    4.换上新的纸带,重复实验两次.

    5.增减所挂钩码,按以上步骤再做两次实验.

    二、数据处理

    1表格法

    (1)从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开始一些比较密集的点,在后面便于测量的地方找一个点,作为计数始点,以后依次每五个点取一个计数点,并标明0、1、2、3、4、…,如图2­1­2所示.

    图2­1­2

    (2)依次测出01、02、03、04、…的距离x1x2x3x4、…,填入表中.

    位置

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    长度

    x1

    x2

    x3

    x4

    x5

    x6

     

     

     

     

     

     

    各段长度

    0~2

    1~3

    2~4

    3~5

    4~6

     

     

     

     

     

     

     

    时间间隔

     

     

     

     

     

     

    v/(m·s-1)

     

     

     

     

     

     

    (3)1、2、3、4、…各点的瞬时速度分别为:v1v2v3v4、….将计算得出的各点的速度填入表中.

    (4)根据表格中的数据,分析速度随时间变化的规律.

    2.图象法

    (1)在坐标纸上建立直角坐标系,横轴表示时间,纵轴表示速度,并根据表格中的数据在坐标系中描点.

    (2)画一条直线,让这条直线通过尽可能多的点,不在线上的点均匀分布在直线的两侧,偏差比较大的点忽略不计,如图2­1­3所示.

    图2­1­3

    (3)观察所得到的直线,分析物体的速度随时间的变化规律.

    (4)根据所画v­t图象求出小车运动的加速度a.

    三、误差分析

    1木板的粗糙程度不同,摩擦不均匀.

    2.根据纸带测量的位移有误差,从而计算出的瞬时速度有误差.

    3.作v­t图象时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差.

    四、注意事项

    1开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器.

    2.先接通电源,等打点稳定后,再释放小车.

    3.打点完毕,立即断开电源.

    4.选取一条点迹清晰的纸带,适当舍弃点密集部分,适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别),弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒.

    5.要防止钩码落地,避免小车跟滑轮相碰,当小车到达滑轮前及时用手按住.

    6.要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点,一般在纸带上每隔4个点取一个计数点,即时间间隔为t=0.02×5 s=0.1 s.

    7.在坐标纸上画v­t图象时,注意坐标轴单位长度的选取,应使图象尽量分布在较大的坐标平面内.

    实验探究1 实验过程与实验操作

     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长木板没有滑轮的一端,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.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下边吊着合适的钩码

    G.断开电源,取出纸带

    【解析】 实验步骤可简化为放置→固定→连接→先接后放→开始实验→重复实验.把长木板平放在实验桌上,把打点计时器固定在木板的一端,并连好电路.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面,在小车上拴上吊着钩码的细绳,然后使小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,再放开小车.让小车运动,打完一条纸带,断开电源,取下纸带.换上新纸带,再重做两次.

    【答案】 DBAFEGC

    实验探究2 利用v­t图象求加速度

     在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,如图2­1­4所示给出了从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:x1=1.40 cm,x2=1.90 cm,x3=2.38 cm,x4=2.88 cm,x5=3.39 cm,x6=3.87 cm.那么:

    图2­1­4

    (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)在图2­1­5所示的平面直角坐标系中作出速度—时间图象.

    图2­1­5

    【导学号:57632024】

    (3)分析小车运动速度随时间变化的规律.

    【解析】 (1)由题意可知,两相邻的计数点之间的时间间隔为T=0.02×5 s=0.1 s,对应各点速度分别为

    v1 cm/s=16.50 cm/s

    v2 cm/s=21.40 cm/s

    v3 cm/s=26.30 cm/s

    v4 cm/s=31.35 cm/s

    v5 cm/s=36.30 cm/s.

    (2)利用描点法作出v­t图象如图所示.

    (3)小车运动的v­t图象是一条倾斜向上的直线,说明速度随时间均匀增加,它们呈“线性关系”.

    【答案】 (1)16.50 21.40 26.30 31.35 36.30 (2)见解析图 (3)速度随时间均匀增加

    图象法处理数据时的两点注意

    1.作图时,要用平滑曲线将这些点连起来,要让尽可能多的点分布在线上,不在线上的点均匀分布在直线两侧,离线较远的点删去,注意不可用折线连接.

    2利用v ­t图象求加速度时,应选用直线上相距较远的两个点来求直线的斜率,即加速度.不能采用量出点线的倾斜角,然后求出其正切值的方法来计算加速度,因为该倾斜角还与坐标轴的标度有关.

     

     

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