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1、2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 章匀变速直线运动的研究章匀变速直线运动的研究 课标解读 1.1.知道实验目的及实验中各器材的作用，能正知道实验目的及实验中各器材的作用，能正 确选用器材进行确选用器材进行实验操作；实验操作； 2.2.巩固打点计时器的使用、纸带的处理和测量巩固打点计时器的使用、纸带的处理和测量 瞬时速度的方法；瞬时速度的方法； 3.3.了解拟合的概念，掌握线性拟合的方法，并了解拟合的概念，掌握线性拟合的方法，并 根据图象分析小车运动速度随时间变化规律根据图象分析小车运动速度随时间变化规律 情景切入 在生活中， 列车开动、飞机着陆(如图)； 在自然界里，物体下落、鸽子飞翔
2、、猎豹 捕食、蜗牛爬行、蚂蚁搬家这些运动 中速度都有变化吗？ 物体的速度变化存在规律吗？怎样探索复 杂运动蕴涵的规律？ 实验：探究小车速度随时间变化的规律 视 频 演 示 实验目的 实验器材 实验步骤注 意事项 数据处理 实验结论 实验原理 实验流程 实验目的：1.进一步练习打点计时器的使用、纸带数据的处理和测 量瞬时速度的方法。 2.探究小车在重物牵引下的运动，研究小车速度随时间变化的规律 。 探究原理：利用打点计时器打出的纸带上记录的数据，做出速度 时间图象，寻找小车速度随时间变化的规律。 一、实验目的和探究原理 提出问题提出问题 1.小车在重物牵引下运动，如何确定小车的速度随时间变化的规
3、律 ？ 2.结合上一章所学请想一想，中学阶段在实验室中可通过怎样的工 具和方法测定和分析速度变化规律？ 一、实验目的和探究原理 二、测小车的速度所需实验器材及实验步骤 1.实验器材 一端有滑轮的长木板、小车、钩码若干、带小钩的细绳、打点计 时器、交流电源、纸带、刻度尺、导线若干、坐标纸。 二、测小车的速度所需实验器材及实验步骤 2.实验步骤 （1）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）用一条细绳拴住小车使细绳跨过滑轮，下边挂上适量的钩码，让纸带穿过 打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。实验装置如图所示。 （3）
4、把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后释放小车，让小车拖着纸带运 动，打点计时器就在纸带上打下一行小点。换上新的纸带，重复实验三次。 （4）在三条纸带中选择一条最清晰的，舍弃开头一些过于密集的点，找一个合 适的点作为计时起点，选择相隔0.1 s的若干 个点作为计数点，计算出各计数点的瞬时速度， 填入设计的表格中。 （5）增减所挂钩码的个数，再做两次实验。 二、测小车的速度所需实验器材及实验步骤 3.数据处理 提出问题 （1）怎样选取纸带和分析纸带上的点？ 二、测小车的速度所需实验器材及实验步骤 3.数据处理 提出问题 （2）如何求出各计数点的瞬时速度？请设计表格处理数据。 钩码 质量计数点 编
5、号0123456 时间 t/s00.10.20.30.40.50.6 二、测小车的速度所需实验器材及实验步骤 3.数据处理 提出问题 （3）求出各点速度后，怎样分析和利用这些数据，找到小车速度的变化 规律？ 解决方案 有了原始数据，确定运动规律的最好方法是作速度时间图象，这样就把物体的运 动规律形象而直观地显现出来，这种方法就是图象法。作图象时要标明横纵坐标轴 代表的物理意义，选择合适的标度，以各点瞬时速度为纵轴，时间t为横轴，根据所 得数据描点：观察和思考点的分布规律。从点的分布看如果这些点大致在一条直线 上，就用直线拟合，让尽可能多的点处在直线上，不在直线上的点应对称地分布在 直线两侧。
6、0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 t/s v/(m.s- 1) 分析讨论 图线的特点？ 小车的运动规律？ 如何求加速度？ t v 为什么这些点不能全部 落在拟合的直线上，只 能大致在一条直线上？ 位置0123456 时间t/s00.10.20.30.40.50.6 V/（ms-1）0.450.600.740.891.031.19 实验测得一组数据如下： 二、测小车的速度所需实验器材及实验步骤 3.数据处理 提出问题 （4）从图上可以看出小车的速度随时间怎样变化？ 二、测小车的速度所需实验器材及实验步骤 1木板的粗糙程度不同，摩擦
7、不均匀 2根据纸带测量的位移有误差，从而计 算出的瞬时速度有误差 3作vt图象时单位选择不合适或人为 作图不准确带来误差 三、误差分析 四、实验的注意事项 实验结论实验结论 1、图线为直线 2、从图线上可以可以求出每一时刻的速度 3、从图线上求出加速度，斜率k=v/t=a; a不变的直线运动叫做匀加速直线运动 总结本课 本节课我们主要运用探究式学习的方式用 打点计时器来测量小车的速度随时间变化 的规律。重点是对重物牵引下小车的运动 进行探究，在探究过程中，涉及到了实验 的设计、操作以及作图像的方法、原则， 很好地提高了大家各个方面的能力，同时 又为后面学习这种匀变速运动打下了基础 。 【例题1
8、】在 “ 探究小车速度随时间变化规律 ” 的实验中，按 照实验进行的先后顺序，将步骤的代号填在横线上_ 。 A把穿过打点计时器的纸带固定在小车的后面 B把打点计时器固定在长木板的没有滑轮的一端，并连好电 路 C换上新的纸带，再重复做两次 D把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面 E使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让 小车运动 F把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，另一端吊着合 适的钩码 G断开电源，取出纸带 【解析】正确的实验步骤是：把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的一端， 并连好电路；把穿过打点计时器的纸带固定在小车的后面 ，把一条细绳
9、拴在小车上，细绳跨过定滑轮，另一端吊着 合适的钩码；使小车停在靠近打点计时器处，先接通电源 ，再放开小车，让小车运动；打完一条纸带，断开电源取 下纸带，换上新的纸带；再重复做两次 【答案】DBAFEGC 【针对训练】在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中： (1)从下列器材中，选出实验所需的器材 _；为达到实验目的，还缺少_ 。 打点计时器；天平；低压直流电源；细绳 ；纸带；小车；钩码；秒表；一端有滑轮的长木板 。 (2)下列操作中正确的有_。(填选项代号) A通过调节，使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在 一条直线上 B坐标轴单位长度越小越好 C开始前要先接通电源后松开纸带，打完点要先 断开
10、电源后取纸带 D钩码的质量越大越好 【答案】（1） 交流电源；（2）AC 【解析】（1）打点计时器是一种计时仪器，所用电源 为交流电，因此不用选，但实验还缺少低压交流电源 ，钩码的质量在实验中不用测量，因此不用选。 （2）实验中要调节滑轮的高度使小车、纸带、细 绳和定滑轮上边缘在一条直线上，可以减小摩擦，所 以A对；要适当地选取坐标轴的单位长度使图象尽量 分布在较大的坐标平面内，所以B错；开始前要先接 通电源后松开纸带，打完点要先断开电源后取纸带， 这样可以使实验效果更好，所以C对；钩码的质量要 适中，不要太大也不要太小，以100g左右为宜，所以 D错。 【例题2】在“探究小车速度随时间变化的
11、规律”实 验中，如图所示为记录小车运动情况的一条纸带，图中A 、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间 隔T0.1 s. (1)计算D、C、B各点的瞬时速度，vD_m/s， vC_m/s，vB_m/s. (2)在如图所示坐标系中作出小车的vt图象，并根据图 象求出a_. 【答案】 (1)3.90 2.64 1.38；(2)图见解析 12.6 m/s2 【名师点睛】(1)处理纸带时，一定要分清计时点 和计数点，搞清计数点之间的时间间隔T. (2)利用极限思想将平均值过渡到瞬时值是物理学 中常用的方法纸带上某点的瞬时速度等于以此为 中心的前、后相邻两点间的平均速度 (3)标度的选择要结合数据及其分布特点制定，以 使图象在坐标系中合理分布，大小适中 【针对训练】在“探究小车速度随时间变化的规律 ”的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz，记录小车运动的一段纸带如图所示，在纸带上选 择A、B、C、D、E、F六个计数点，相邻两计数点之 间还有4个点未画出 (1)由纸带提供的数据求出打下点C、E时小车的速 度，填入下表： 【答案】 (1)0.35 0.55 (2)见解析图 (3)1.0
