1、2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 学案（人教版必修1）1实验目的：探究小车速度随_变化的规律2实验原理：利用_打出的纸带，记录数据，作出图象，寻找小车速度随时间变化的规律3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、_.4实验步骤：(1)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
2、行小点，随后立即关闭电源换上新纸带，重复实验三次(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，通常用每打五次点的时间作为时间的单位，即T0.02 s50.1 s在选好的计时起点下面标明A，在第6点下面标明B，在第11点下面标明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_求解各计数点的瞬时速度(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.一、实验注意事项和误差分析要点提炼1注意事项(1)开始释放
3、小车时，应使小车靠近_(2)先_，计时器工作后，再_，当小车停止运动时要及时_(3)要防止钩码落地和小车跟_相撞，在小车到达滑轮前及时_(4)牵引小车的钩码个数要适当，以免_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(5)应先选好_和计数点并进行编号，然后再测距离测量长度时不要用短刻度尺_的长度，最好用长刻度尺对齐各计数点(不要移动尺子)，读出各计数点间的长度值，避免测量误差的积累(6)在坐标纸上画vt图象时，注意_的选取，使图象尽可能地均匀分布在坐标平面上2误差分析(1)减小测量误差：为了便于测量，舍掉开始的一些过于密集的点，找一个点做计时起点，量出_到该
4、点的距离(2)减小测量误差：一般隔5个计时点，选取一个计数点，则每两个计数点的时间间隔为T_.二、实验数据的处理问题情境1请同学们思考在前面的学习中我们利用了什么方法求某一点的瞬时速度？2在画速度时间图象时是否可以把每个点都用图线连接起来呢？要点提炼1表格法从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个开始点来确定计数点为了计算方便和减小误差，通常用连续打五个点的时间作为时间单位，即T0.1 s正确使用毫米刻度尺测量每相邻两计数点间的距离，并填入自己设计的表格，利用平均速度法，可求出各计数点的瞬时速度，比较瞬时速度找运动规律2图象法(1)以速度v为纵轴，时
5、间t为横轴，建立直角坐标系根据表中的v、t数据，在直角坐标系中描点(2)通过观察、思考，找出这些点的分布规律如果不计实验误差，代表小车速度与时间关系的点应全部落在某条直线上 (3)为了减小误差，连线时应使较多的点落在直线上，不在直线上的点尽可能地对称分布在直线两侧(4)实验结论忽略误差带来的影响，小车速度随时间变化的图象是一条倾斜的直线，即速度和时间关系为线性关系问题延伸1长木板光滑和不光滑对本实验的实验目的有无影响？2两种情况下得到的图象有何区别？(所挂钩码个数相同)例1在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经各计数点的瞬时速度如下：计数点序号123456计数点对应时刻(s)0.100.20
6、0.300.400.500.60通过计数点的速度(cms1)44.062.081.0100.0110.0168.0(1)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公式，用av/t算出加速度B根据实验数据画出vt图象，量出其倾角，由公式atan 求加速度C根据实验数据画出vt图象，由图线上任意两点所对应的速度，用公式av/t求加速度D依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出其平均值作为小车的加速度(2)由上表中给出的数据，用作图法求其加速度例2在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图1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
7、测得：x11.40 cm，x21.90 cm，x32.38 cm，x42.88 cm，x53.39 cm，x63.87 cm.那么：图1(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)分析小车运动速度随时间变化的规律图2变式训练在“利用打点计时器测定匀加速直线运动的加速度”的实验中，打点计时器接在50 Hz的低压交变电源上某同学在打出的纸带上每5点取一个计数点，共取了A、B、C、D、E、F六个计数点(每相邻两个计数点间的四个点未画出)从每一个计数点
8、处将纸带剪开分成五段(分别为a、b、c、d、e段)，将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中，如图2所示，由此可以得到一条表示vt关系的图线，从而求出加速度的大小(1)请你在xOy坐标系中用最简洁的方法作出能表示vt关系的图线(在图2中作答)，并指出哪个轴相当于v轴？ _.(2)从第一个计数点开始计时，为了求出0.15 s时刻的瞬时速度，需要测出哪一段纸带的长度？_.(3)若测得a段纸带的长度为2.0 cm，e段纸带的长度为10.0 cm，则可求出加速度的大小为_ m/s2.【效果评估】1关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法中错误的是()A长木板不能侧向倾斜，但
9、可一端高一端低B在释放小车前，小车应紧靠在打点计时器上C应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车D要在小车到达定滑轮前使小车停止运动2试分析如图3所示的物体在4 s内的运动情况图33在“探究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz，记录小车运动的纸带如图4所示，在纸带上依次选择6个实际点A、B、C、D、E、F，各相邻点间的距离依次是2.0 cm、3.0 cm、4.0 cm、5.0 cm、6.0 cm.图4根据学过的知识可以求出小车在B点的速度为vB_ m/s(保留两位小数)，CE间的平均速度为_ m/s(保留两位小数)参考答案课前自主学习1时间2打点计时器3交
10、流钩码刻度尺4(2)钩码(3)电源小车(5)平均速度法(6)纵横核心知识探究一、要点提炼1(1)打点计时器(2)接通电源放开小车断开电源(3)滑轮用手按住它(4)加速度(5)零点分别测量相邻两计数点间(6)坐标轴单位长度2(1)各点(2)0.1 s二、问题情境1平均速度法2不可以要让尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点，要使它们尽可能地对称分布在直线两侧问题延伸1无影响，因为本实验是研究速度随时间变化的规律2无摩擦时斜率大，表示加速度大解题方法探究例1(1)C(2)2.86 m/s2解析(1)方法A虽能求出其加速度，由于只利用了其中的两组数据，偶然误差较大，方法D也具有方法A相同的缺点，如a
11、1(v2v1)/T，a2(v3v2)/T，a5(v6v5)/T，求平均值时，a(v6v1)/5T，只用了v6和v1两组数据作图法是求物体加速度的一个行之有效的方法，具有减小偶然误差的效果，但方法B也是不可用的，因两坐标轴的分度大小往往是不相等的，也就是说同一组数据，可以画出许多倾角不同的图线，再加上测量角度时测量误差较大，故不能被采用，常用方法C求其加速度(2)由上表中给出的数据，用作图法求其加速度具体作法如下：由表中给出的数据选好标度；描点；用直线把描的点连起来，使所描的点尽可能在直线上或对称地分布在两旁，个别离直线较远的点应舍去；选图线中相距较远的两点由av/t求加速度，如图虚线所示，则a
12、(15050)/(0.520.17) cm/s2286 cm/s22.86 m/s2.例2(1)16.5021.4026.3031.3536.30(2)见解析图(3)速度随时间均匀增加解析(1)由题意可知，两相邻的计数点之间的时间间隔为T0.025 s0.1 s，对应各点速度分别为：v1 cm/s16.50 cm/sv2 cm/s21.40 cm/sv3 cm/s26.30 cm/sv4 cm/s31.35 cm/sv5 cm/s36.30 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，它们是“线性关系”变式训练(1)vt图象如下图所示，y轴相当于v轴(2)b(3)2.0效果评估1B2前2 s内速度由20 m/s减小到0为负值，说明做反方向的匀减速运动；后2 s内速度由0增大到20 m/s为匀加速运动31.252.25解析各相邻点间的时间间隔为打点计时器的打点周期T0.02 s，故vB m/s1.25 m/s.CE间的平均速度为v m/s2.25 m/s.精品资料。欢迎使用。高考资源网w。w-w*k&s%5￥u高考资源网w。w-w*k&s%5￥u
