高中物理 2.1实验 探究小车速度随时间变化的规律导学案 新人教版必修1

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1、第二章匀变速直线运动的研究第1节实验：探究小车速度随时间变化的规律【学习目标】1、根据相关实验器材，设计实验并熟练操作。2、会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度。3、会用表格法处理数据，并合理猜想。4、巧用v-t图象处理数据，观察规律。5、掌握画图象的一般方法，并能用简洁语言进行阐述。【重点、难点】重点：1．打点计时器的使用。2．画物体的速度—时间图象。难点：1．对纸带数据的处理。2．画物体的速度—时间图象。预习案【自主学习】一、实验目的1.会运用已学知识处理纸带，求各点的瞬时速度．2.巧用v－t图象处理数据，观察规律．3.掌握画图象的一般方法，并能用简洁的语言进行阐

2、述．二、实验器材小车，细绳，钩码，一端附有定滑轮的长木板，打点计时器，低压交流电源，导线两根，纸带，米尺等．三、实验原理计算打各计数点时小车的速度，应在计数点附近取一个很短的时间Δt，把Δt时间内的平均速度当作打该点时小车的瞬时速度．四、实验步骤1.按图所示，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.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过定滑轮，下边挂上合适的钩码．将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，接通电源后放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就会在纸带

3、上打下一列点．取下纸带后，将所用钩码质量标注在纸带上，并给纸带编号．换上新纸带，改变钩码质量，重复实验2次．74.从3条纸带中选择一条比较理想的纸带．为了便于测量，舍掉开头一些过于密集的小点，在后面便于测量的地方，找一个适当的小点当作起始点．5.为了测量方便．我们选择每隔5个时间间隔(即每打5次点)的时间T，这一时间间隔为0.1s．在选好的起始点下面标上0，在第6点下面标上1，在第11点下面标上2，在第16点下面标上3，…以此类推，点0、1、2、3、4、…叫测量点，两个相邻测量点间的位移分别是Δx1，Δx2，Δx3…6.根据纸带的长度和测量点的多少选择若干个测量点，一般

4、取7个测量点为宜，并测出6段位移：Δx1，Δx2，Δx3，Δx4，Δx5，Δx6，把测量结果填入表中．7.利用实验原理中提示的方法，计算出各测量点的瞬时速度，把计算结果记录在表格中．五、实验注意事项1.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器；2.应该是先接通电源，再释放小车；3.断开电源，取下纸带；4.如打出的点较轻或是短线时，应调整振针距复写纸的高度；5.选择一条理想的纸带，“理想”是指纸带上的点迹清晰，舍弃点密集的部分，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选时间间隔T等于多少秒；6.每打好一条纸带，将定位轴上的复写纸换个位置，以保证打点清晰；7.不要

5、分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕(可先统一量出各计数点到计数起点O之间的距离)．读数时应估读到毫米的下一位．六、误差分析1.小车拉着纸带所做的加速运动中加速度不恒定，这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度．2.纸带上计数点间距离测量带来偶然误差．3.用作图法．作出的v－t图线并非是一条直线．4.计数点间距离测量应从所标出的0、1、2、3、…中0点开始，分别测出0～1,0～2,0～3，…之间距离，然后计算0～1,1～2,2～3，…间距离分别表示为x1，x2，x3，…这样可以减小因测量带来的偶然误差．七、数据处理1.纸带的选取和处理(1)多条纸带中选取一条点

6、迹清晰且点迹排成直线的纸带进行处理．(2)舍掉开头一段过于密集的点，找一个适当的点做计时起点，为了减少测量误差和便于计算，每隔4个“计时点”选取一个“计数点”进行测量时，相邻计数点的时间间隔为0.1s.7(3)测量距离是从选取的计时起点到各个计数点的距离．2.数据处理：用描点法做速度—时间图象．(1)把各点的瞬时速度填入下表：位置编号012345时间t/s速度v/(m·s－1)(2)做v－t图象：①建立坐标系，纵坐标轴为速度v，横坐标轴为时间t.②对坐标轴进行适当分度，使测量结果差不多布满坐标系．③描出测量点，应尽可能清晰．④用一条光滑的曲线(直线)连接坐标系中的点，明

7、显偏离曲线(直线)的点视为无效点，连线时应使连线两侧的点分布大致相同．⑤从最终结果看出小车的v－t图象是一条倾斜的直线．【学始于疑】探究案【合作探究一】自己设计好实验，并口头阐述相关实验器材及步骤。【合作探究二】熟练地摆好器材，进行合理、准确地操作，得到一条点迹清晰的纸带。【合作探究三】选择纸带，并选好计数点，计算各计数点的瞬时速度填入表格。【合作探究四】由上述数据表格猜想出小车运动速度随时间的变化规律。【合作探究五】掌握绘制图象的一般方法：描点法。根据实验数据绘制v-t图象。【合作探究六】根据所作图线来描述小车运动速度随时间的规律。【课