《高一物理人教版必修第一冊學案:實驗 探究小車速度隨時間變化的規(guī)律 Word版含答案》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《高一物理人教版必修第一冊學案:實驗 探究小車速度隨時間變化的規(guī)律 Word版含答案(6頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、2.1 實驗:探究小車隨時間變化的規(guī)律學習目標1、進一步熟練打點計時器的使用。2、加深學習利用紙帶求某時刻瞬時速度的方法。3、進一步提高用描點法作圖的能力。重點難點1、圖像法研究速度隨時間變化的規(guī)律。(重點)2、學習利用紙帶球某時刻瞬時速度的方法。(重點)3、對運動的速度隨時間變化規(guī)律的探究。(難點)自主探究一、 實驗器材(1)本實驗用到的實驗器材有_。二、實驗原理 (1)利用紙帶計算瞬時速度;以紙帶上某點為中間時刻取一小段位移,用這段位移的_表示這點的瞬時速度。 (2)用v-t圖像表示小車的運動情況;以速度v為_、時間t為_。建立直角坐標系,用描點法畫出校車的v-t圖像。圖線的_表示加速度的
2、大小,如果v-t圖像是一條傾斜的直線,說明小車的速度_的。三、實驗步驟(1)如圖所示,把一端附有定滑輪的長木板平放在實驗桌上,并使滑輪伸出桌面,打點計時器固定在長木板沒有滑輪的一端,連接好電路。(2)把一條細繩拴在小車上,使細繩跨過滑輪,下面掛上適當?shù)你^碼,把紙帶穿過打點計時器,并把紙帶的一端連在小車的后面.(3)把小車停在靠近打點計時器的位置,先_,后_(填“接通電源”或“釋放小車”),讓小車拖著紙帶運動,打點計時器就在紙帶上打下一行小點,隨后立即關閉電源。(4)換上新紙帶,重復操作兩次。四、數(shù)據(jù)處理(1)如圖所示,一般不是直接測量相鄰兩個計數(shù)點間的距離,而是先測量出各個計數(shù)點到計時零點的距
3、離X1、X2、X3、X4、X5,在計算出相鄰的兩個計數(shù)點的距離,X1=X2,X2=X2-X1,X3=X3-X2,X4=X4-X3,X5=X5-X4.(2)各計數(shù)點對應的瞬時速度用平均速度來代替,即v1,v2,T為相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔,若交流電源頻率為50 Hz,每5個點取一個計數(shù)點(中間隔4個點),則T0.1 s.設計表格并記錄相關數(shù)據(jù)位置編號123456時刻t/s0.10.20.30.40.50.6 v/(ms1)(3) 作出小車運動的vt圖象定標度:坐標軸的標度選取要合理,應使圖象大致布滿坐標紙.描點:在坐標紙上描出各個坐標點的位置.連線:用一條平滑的曲線或直線“擬合”這些點.(4)
4、 分析數(shù)據(jù)并求出加速度如果畫出的vt圖象是一條傾斜的直線,說明小車做速度均勻變化的直線運動._表示開始計時時小車的速度初速度.在vt圖象上任意取兩個間隔較遠的點(這兩個點不一定是我們表格中已測得的點),找出它們的坐標值,然后把它們的坐標值代入公式a中求出加速度,即用圖線的_求加速度.五、注意事項(1)開始釋放小車時,應使小車_(填“靠近”或“遠離”)打點計時器.(2)先_,等打點穩(wěn)定后,再_(填“接通電源”或“釋放小車”).(3)選取一條點跡清晰的紙帶,舍掉開頭點跡密集部分,選取適當?shù)挠嫈?shù)點(注意計數(shù)點與計時點的區(qū)別),弄清楚所選的時間間隔T等于多少.(4)在坐標紙上畫vt圖象時,注意坐標軸單
5、位長度的選取,應使圖象大致布滿坐標紙.探究思考一、實驗器材和操作二、實驗數(shù)據(jù)處理【典例二】2、在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中,如圖所示為次記錄小車運動情況的紙帶,圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數(shù)點(A點為第一個點),相鄰計數(shù)點間的時間間隔T0.1 s.(1)根據(jù)_計算各點的瞬時速度,則vD_m/s,vC_m/s,vB_m/s.(2)在如圖所示坐標系中畫出小車的vt圖線,并根據(jù)圖線求出a_.(3) 將圖線延長與縱軸相交,交點的速度的物理意_。解題思路:(1)根據(jù)一段時間的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度。打D點時小車的瞬時速度:;打C點時小車的瞬時速度:;打B點時小車的瞬時速
6、度:(2)有上述數(shù)據(jù)作出小車的v-t圖像如圖所示:由圖像斜率可得小車的加速度為:(3)將圖像延長與縱軸相交,交點意義是零時刻小車經(jīng)過A點的速度。答案:(1)平均速度,3.9;2.64;1.38;(2) 如上圖所示,12.8m/s;(3) 零時刻小車經(jīng)過A點的速度。隨堂訓練1、關于“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗操作,下列說法正確的是( )A長木板不能傾斜,也不能一端高一端低B在釋放小車前,小車應緊靠近打點計時器C應先接通電源,待打點計時器開始打點后再釋放小車D要在小車到達定滑輪前使小車停止運動2、在“測定勻變速直線運動的加速度”實驗中,使用電磁打點計時器 (所用交流電的頻率為50Hz)得
7、到如圖所示的紙帶。 圖中的點為計數(shù)點,相鄰兩計數(shù)點間還有四個點未畫出來,下列表述正確的是()A.實驗時應先放開紙帶再接通電源B.相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為0.1sC.可表示出最接近計數(shù)點B對應的速率D.相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為0.02s3、在“測定勻變速直線運動的加速度”的實驗中,打點計時器使用的交流電的頻率為50 Hz,記錄小車做勻變速運動的紙帶如圖所示,在紙帶上選擇0、1、2、3、4、5六個計數(shù)點,相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點未畫出,紙帶旁并排放著帶有最小分度為毫米的刻度尺,刻度尺的零點跟“0”計數(shù)點對齊,由圖讀出三個計數(shù)點1、3、5到0點的距離d1、d2、d3,填入下列表格中距離d1
8、d2d3測量值/cm計算小車通過計數(shù)點“2”的瞬時速度為v2_ m/s;小車的加速度是a_ m/s2(保留兩位有效數(shù)字)4、在用打點計時器“測定勻變速直線運動的加速度”實驗中:1.所用實驗器材除電磁打點計時器(含紙帶、復寫紙)、小車、一端帶有滑輪的長木板、繩、鉤碼、導線及開關外,在下面的器材中,必須使用的還有_(填選項代號)A.電壓合適的交流電源B.電壓合適的直流電源C.刻度尺D.停表E.天平2.某同學將打點計時器接到頻率為50Hz的交流電源上,實驗時得到一條紙帶,紙帶上為計數(shù)點,每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出.由紙帶可知,打C點時小車的速度_m/s(結果保留三位有效數(shù)字).3.若實驗時
9、,電源頻率略低于50Hz,但該同學仍按50Hz計算小車的速度,則測量得到的小車速度與真實速度相比將_(填“偏大”“偏小”或“不變”).5、某同學在用小車做“測定勻變速直線運動的加速度”實驗時,從打出的若干紙帶中選出了如圖所示的一條(每兩點間還有四個點沒有畫出來),上部的數(shù)字為相鄰兩個計數(shù)點間的距離。打點計時器的電源頻率為50 Hz。(1)計算出打下B點時小車的瞬時速度:vB=_m/s (2)在研究勻變速直線運動的實驗中,算出小車經(jīng)過各計數(shù)點的瞬時速度,為了計算加速度, 最合理的方法是( ) A、根據(jù)任意兩計數(shù)點的速度用公式a=v/t算出加速度 B、根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v-t圖象,量取其傾角,由公式
10、a=tan求出加速度 C、根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v-t圖象,由圖象上相距較遠的兩點所對應的速度、時間用公式 a=v/t算出加速度 D、依次算出通過連續(xù)兩計數(shù)點間的加速度,算出平均值作為小車的加速度 (3)除了上面那種方法,我們還可以用逐差法計算小車的加速度,那么小車運動的加速度的計算表達式為_ ,加速度的大小為_ m/s2 。 (結果保留兩位有效數(shù)字)6、某同學用如下圖甲所示的實驗裝置探究物體的速度與時間的關系:(1)實驗時,使小車靠近打點計時器,先_再_(填“接通電源”或“放開小車”)(2)若所接電源的頻率是50Hz,則每隔_秒打一個點(3)圖乙是繪出的小車速度時間關系圖線,根據(jù)圖線求出小車的加速度為a_m/s2.(保留三位有效數(shù)字)