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

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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)