2022年高一物理《第1節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律》學(xué)案

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1、2022年高一物理《第1節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律》學(xué)案 學(xué)習(xí)要求 基本要求 1.知道實(shí)驗(yàn)?zāi)康模f出實(shí)驗(yàn)中各器材的作用，正確布置器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作. 2.會選擇點(diǎn)跡清晰的紙帶，標(biāo)出合理的測量點(diǎn)（計(jì)數(shù)點(diǎn)），測量各測量點(diǎn)（計(jì)數(shù)點(diǎn)）間的距離. 3.會近似計(jì)算各測量點(diǎn)的瞬時速度. 4.能建立標(biāo)度合適的v－t坐標(biāo)系，并正確地描點(diǎn)，能用一條曲線（包括直線）連接圖象中的點(diǎn). 發(fā)展要求 1.能根據(jù)圖象說出小車速度隨時間變化的規(guī)律. 2.能根據(jù)小車速度變化的情況預(yù)測圖象的基本特點(diǎn). 說明 不要求用計(jì)算機(jī)繪制v－t圖象 自主學(xué)習(xí) 知識梳理 自主探究 1.實(shí)驗(yàn)步驟 （1）一

2、端附有____________的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，打點(diǎn)計(jì)時器固定在長木板的____________. （2）紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時器的____________，固定于小車的后面，細(xì)繩的一端拴在小車的前端，跨過定滑輪，另一端掛上適當(dāng)?shù)腳___________. （3）將小車停在____________的位置，先____________后釋放紙帶. （4）打完一次紙帶后立即____________，換上紙帶，重復(fù)操作三次. 2.數(shù)據(jù)處理 （1）在三條紙帶中選取一條____________的紙帶.為了便于測量，舍掉開頭一些過于密集的點(diǎn)跡，找一個適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)作為____________. （2）可

3、以選擇相隔Δt的點(diǎn)為____________進(jìn)行測量，記入自己設(shè)計(jì)的表格，得出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時速度. 3.作出速度—時間圖象 （1）在____________圖象中進(jìn)行描點(diǎn)，通過觀察思考，找出這些點(diǎn)的分布規(guī)律. （2）根據(jù)描點(diǎn)作出速度—時間圖象. 1.怎樣由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得v－t圖象？ 2.如何由實(shí)驗(yàn)得出的v－t圖象進(jìn)一步得出小車運(yùn)動速度隨時間變化的規(guī)律？ 理解升華 1.對通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得v－t圖象的理解 我們通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)打出紙帶，用毫米刻度尺準(zhǔn)確測量出相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的間距，計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的瞬時速度填入設(shè)計(jì)好的表格中，根據(jù)表格中的v、t數(shù)據(jù)，在直角坐標(biāo)系中描點(diǎn)，

4、仔細(xì)觀察這些點(diǎn)的分布情況，我們發(fā)現(xiàn)這些點(diǎn)都大致落在一條直線上.我們可以大膽猜測，如果沒有實(shí)驗(yàn)誤差，這些點(diǎn)應(yīng)該落在一條直線上.這樣我們做一條直線，且使盡可能多的點(diǎn)落在這條直線上，落不到直線上的各點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)，這就畫出了小車運(yùn)動的速度—時間圖象，是一條傾斜的直線. 2.實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng) （1）開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時器. （2）先接通電源，等打點(diǎn)穩(wěn)定后，再釋放小車. （3）取下紙帶前，先斷開電源. （4）要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，當(dāng)小車到達(dá)滑輪前及時用手按住它. （5）牽引小車的鉤碼個數(shù)要適當(dāng)，以免加速度過大而使紙帶上的點(diǎn)太少，或者加速度太小，而使各段位移

5、無多大差別，從而使測量誤差增大，加速度的大小以能在50 cm長的紙帶上清楚地取得六、七個計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜. （6）要區(qū)別計(jì)時器打出的點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，一般在紙帶上每五個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，即時間間隔為T=0.02×5 s=0.1 s. 例題剖析 應(yīng)用點(diǎn)一：實(shí)驗(yàn)器材的選擇 例1：在下列給出的器材中，選出“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中所需的器材填在橫線上（填編號）. ①打點(diǎn)計(jì)時器 ②天平 ③低壓交流電源 ④低壓直流電源 ⑤細(xì)繩和紙帶 ⑥鉤碼和小車 ⑦秒表 ⑧一端有滑輪的長木板 ⑨刻度尺 選出器材是____________. 拓展練習(xí)1－1：在下列所給器材中，本實(shí)

6、驗(yàn)所需的器材有____________；為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，還應(yīng)增添____________. ①電磁打點(diǎn)計(jì)時器 ②天平 ③低壓直流電源 ④細(xì)繩 ⑤紙帶 ⑥小車 ⑦鉤碼 ⑧秒表 ⑨一端有滑輪的長木板 應(yīng)用點(diǎn)二：熟悉實(shí)驗(yàn)操作步驟 例2：在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)操作中有以下實(shí)驗(yàn)步驟，其中有錯誤或遺漏的步驟有（遺漏步驟可編上序號G、H……） _____________________________________________ A.拉住紙帶，將小車移至靠近打點(diǎn)計(jì)時器處，先放開紙帶，再接通電源 B.將打點(diǎn)計(jì)時器固定在平板上，并接好電路 C.把一條

7、細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下面吊著適當(dāng)?shù)你^碼 D.取下紙帶 E.將平板一端抬高，輕推小車，使小車能在平板上做勻速運(yùn)動 F.將紙帶固定在小車后部，并穿過打點(diǎn)計(jì)時器的限位孔 將以上步驟完善并按合理的順序?qū)懺跈M線上____________. 拓展練習(xí)2－1：關(guān)于“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)操作，下列說法錯誤的是（ ） A.長木板不能側(cè)向傾斜 B.在釋放小車前，小車應(yīng)緊靠在打點(diǎn)計(jì)時器上 C.應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時器開始打點(diǎn)后再釋放小車 D.要在小車到達(dá)定滑輪前使小車停止運(yùn)動 應(yīng)用點(diǎn)三：根據(jù)紙帶判斷物體速度隨時間變化的規(guī)律 例3：在“探究小車速度隨時間變化的

8、規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，如圖2－1－1所示，是一條記錄小車運(yùn)動情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰的兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個點(diǎn)沒有畫出，交流電的頻率為50 Hz.[圖中數(shù)據(jù):7.50、27.60、60.30、105.60] 圖2－1－1 （1）在打點(diǎn)計(jì)時器打B、C、D點(diǎn)時，小車的速度分別為：vB=_______m/s；vC=________m/s；vD=________m/s. （2）在如圖2－1－2所示的坐標(biāo)系中畫出小車的v－t圖象. 圖2－1－2 圖2－1－3 （3）將圖線延長與縱軸相交，交點(diǎn)的速度是_________，此速度的物理含義是_________

9、_. 點(diǎn)評：描點(diǎn)法是作圖的一種最基本的方法，最重要的有三點(diǎn)： ①準(zhǔn)確性（標(biāo)度要合適）. ②要用平滑曲線連接，且讓盡可能多的點(diǎn)分布在線上，不在線上的點(diǎn)要大致均勻地分布在兩側(cè)，離線較遠(yuǎn)的點(diǎn)可刪去. ③要使圖象分布在坐標(biāo)紙中央. 演練廣場 1.根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時器打出的紙帶，我們可以從紙帶上直接得到的物理量是 A.時間間隔 B.位移 C.加速度 D.平均速度 2.在“測量勻變速直線運(yùn)動的加速度”實(shí)驗(yàn)中，對于減小實(shí)驗(yàn)誤差來說，下列方法中有益的是（ ） A.選取記數(shù)點(diǎn)，把每打五個點(diǎn)的時間間隔作為一個時間單位 B.使小車運(yùn)動的加速度盡量小些 C.舍去紙帶上密集的點(diǎn)，只利用點(diǎn)

10、跡清晰、點(diǎn)間間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測量、計(jì)算 D.選用各處平整程度、光滑程度相同的長木板做實(shí)驗(yàn) 3.在實(shí)驗(yàn)中，下列關(guān)于計(jì)數(shù)點(diǎn)間時間間隔的說法中，正確的是（ ） A.隔四個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為0.10 s B.隔四個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為0.08 s C.隔五個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為0.08 s D.隔五個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為0.10 s *4.在實(shí)驗(yàn)“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”中，換上紙帶，重復(fù)操作三次，選擇了一條打點(diǎn)最清晰的紙帶，在選擇計(jì)數(shù)點(diǎn)時，我們采用的正確方法是（ ） A.舍掉開頭過于密集

11、的點(diǎn)，找一個適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時起點(diǎn) B.選取紙帶上第一個點(diǎn)作計(jì)時起點(diǎn)，為了實(shí)驗(yàn)精確不能漏掉一個點(diǎn) C.每兩個相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時間間隔只能取0.1 s D.每兩個相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時間間隔可視打點(diǎn)密度而定，可以選0.02 s、0.04 s、…、n×0.02 s均可 *5.在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，如圖2－1－6給出了從0點(diǎn)開始，每5個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶，其中0，1，2，3，4，5，6都為計(jì)數(shù)點(diǎn).測得：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： 圖2－1－6 （1）在計(jì)時器打出點(diǎn)

12、1，2，3，4，5時，小車的速度分別為：v1=______ cm/s，v2=________ cm/s，v3=_________ cm/s，v4=_________ cm/s，v5=________ cm/s. （2）在平面直角坐標(biāo)系中作出速度—時間圖象. （3）分析小車運(yùn)動速度隨時間變化的規(guī)律. 【課后作業(yè)】1、認(rèn)真閱讀課本；2、完成課堂練習(xí)；3、完成課后作業(yè) 【學(xué)習(xí)后記】 第二章 勻變速直線運(yùn)動的研究 第1節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律 拓展練習(xí)1－1：①④⑤⑥⑦⑨ 低壓交流電源和刻度尺 拓展練習(xí)2－1：B 演練廣場 1.

13、AB 2. ACD 3.A 4.AD 5.解析：（1）兩相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔為T=0.02×5 s=0.1 s，各點(diǎn)的速度分別為： 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）利用描點(diǎn)法作出v－t圖象，如圖所示. （3）小車運(yùn)動的v－t圖象是一條傾斜向上的直線，說明速度隨時間均勻增加，它們成“線性關(guān)系”. 第2節(jié) 勻變速直線運(yùn)動的速度與時間的關(guān)系 拓展練習(xí)1－1： （1）12 m/s

14、 （2）0.6 m/s2 方向和運(yùn)動方向相反 演練廣場 1.ABC 2.BD 3.BC 4.C 5.BC 6.BC 7.AD 8.解析：飛機(jī)在跑道上運(yùn)動過程中，當(dāng)有最大初速度、最大加速度時，起飛所需時間最短，由v=v0+at得：t= s=4.0 s. 第3節(jié) 勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系 拓展練習(xí)1－1：5 m/s 拓展練習(xí)2－1：300 m 拓展練習(xí)3－1：C 演練廣場 1.C 2.B 3.B 4.D 5.BC 6.B 7.C 8.解析：（1）汽車剎車后做勻減速直線運(yùn)動，由a=可求得a=－2 m/s2，再由s=v0t+at2，可

15、求得s=16 m，也可由直接求得s=16 m. （2）由s=v0t+at2可得9=10t－t2，解得，t1=1 s，t2=9 s，將t2=9 s代入v=v0+at得v=－8 m/s，即汽車剎車后又反向運(yùn)動到位移是9 m處，這是不可能的.所以剎車后前進(jìn)9 m所用時間為1 s. （3）設(shè)汽車剎車所用的最長時間為t，則經(jīng)時間t汽車速度變?yōu)榱?由v=v0+at可得t=5 s，可見汽車剎車僅用了5 s，在8 s的時間內(nèi)，汽車有3 s靜止未動，因此，s1=v0t+at2=25 m，或s1=·t=25 m. 答案：（1）16 m －2 m/s2 （2）1 s （3）25 m 第4節(jié) 勻變速直線運(yùn)動的位移與速度的關(guān)系 拓展練習(xí)1－1：10m/s 拓展練習(xí)2－1：20m/s 拓展練習(xí)3－1：9m 演練廣場 1．（1）①物體加速最大，②物體加速度最?。? （2）⑤物體的加速度為負(fù)值． （3）③④兩物體的加速度相同 （4）速度圖像的交點(diǎn)表示此時刻兩物體有相同的速度． （5）①⑤兩物體初速相同，①物體做加速運(yùn)動，⑤物體做減速運(yùn)動． （6）③④兩物體以相同的加速度運(yùn)動． 2．（1）31.25m （2）10s （3）1.25m 3．＝20m／s，a＝－2m／ 4．11m／s、11m 5．BD 6、17.5m