《河北省邢台市育才中学2017-2018学年高一物理新人教版必修一学案：2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律》由会员分享，可在线阅读，更多相关《河北省邢台市育才中学2017-2018学年高一物理新人教版必修一学案：2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 2-1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 【预习检测】1、电火花计时器使用 电源，当电源频率为50Hz时，每隔 打一次点，打点时间间隔由 决定（选填“电压大小”或“电源频率”）。ABCDOEx5x4x1x2x32、下图为打点计时器打出的纸带的一部份，点间时间隔为T，尽可能精确测B点的瞬时速度的表达式是VB = 3、本实验用到的实验器材有 【学习目标】1会正确使用打点计时器打出的匀变速直线运动的纸带。 2会用描点法作出 v-t 图象。 3能从 v-t 图象分析出匀变速直线运动的速度随时间的变化规律。 4培养学生的探索发现精神。 【学习重点】1图象法研究速度随时间变化的规律2对运动的速度随时间
2、变化规律的探究【学习难点】1各点瞬时速度的计算2对实验数据的处理、规律的探究 【问题引导下再学习】1. 实验操作问题例1 在测定匀变速直线运动加速度的实验中，某同学操作中有以下实验步骤：A拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先放开纸带，再接通电源；B将打点计时器固定在平板上，并接好电路；C把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码；D取下纸带；E将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做加速运动；F将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔；(1)其中错误或遗漏的步骤有(遗漏步骤可编上序号G、H、)_(2)将以上步骤完善并按合理顺序写在横线上： _ 2 利用纸带分析物体
3、运动情况例2 如图211是某同学用打点计时器研究物体运动规律时得到的一段纸带，根据图中的数据，计算物体在AB段、BC段、CD段和DE段的平均速度大小，判断物体运动的性质 图211拓展探究上例中，若该同学打出的点如图212所示，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10 s.图212(1)计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度(要求小数点后保留三位有效数字)：vB_ m/s，vC_ m/s，vD_ m/s，vE_ m/s，vF_ m/s. (2)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在图213所示的坐标
4、纸上，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线 (3)分析小车的运动特点1判断物体运动情况的方法是：(1)直接由纸带上打的点的疏密程度粗略判断(2)先算出各段的平均速度，再由平均速度的大小判断 图213(3)利用所画出的vt图线，直观地判断(4)若相邻相同时间间隔内的位移之差为一恒量，则为匀变速直线运动2通常通过求平均速度的方法求出某一点的瞬时速度. 题型3 加速度的求解方法选做 例3 某实验小组在用打点计时器研究匀变速直线运动规律的实验中，得到一条纸带如图214所示，A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻计数点间时间间隔为0.10 s，利用刻度尺已经测量得到x11.20 cm，x21.60
5、 cm，x31.98 cm，x42.38 cm，x52.79 cm，x63.18 cm.图214(1)根据给出的实验数据，判断该实验小组使用的刻度尺的最小刻度是什么？(2)计算运动物体在B、C、D、E、F各点的瞬时速度(3)在图215中作出vt图象，并由图象求物体的加速度图2151vt图象的截距表示物体运动的初速度2vt图象的斜率表示物体运动的加速度，可用a来求解加速度3研究物体运动速度随时间的变化规律，除使用打点计时器外，也可以采用频闪照相利用光电门测量瞬时速度，还可以用数字信息系统(DIS)来测量物体的瞬时速度，并测量运动的加速度，从而作出vt图象，找出速度随时间变化的规律. 2-1学案答
6、案例1在测定匀变速直线运动加速度的实验中，某同学操作中有以下实验步骤：A拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先放开纸带，再接通电源；B将打点计时器固定在平板上，并接好电路；C把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码；D取下纸带；E将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做加速运动；F将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔；(1)其中错误或遗漏的步骤有(遗漏步骤可编上序号G、H、)_(2)将以上步骤完善并按合理顺序写在横线上： _ 解析在用打点计时器测定匀变速直线运动的实验中，要先接通电源，再放纸带；在取下纸带前要先断开电源；为了减小实验误差，要重复实验三次即打三条
7、纸带，然后选择理想纸带进行处理答案(1)A中应先通电，再放纸带；D中取下纸带前应先断开电源；补充步骤G：换上新纸带，重复三次；(2)步骤顺序为：EBFCADG例2 如图211是某同学用打点计时器研究物体运动规律时得到的一段纸带，根据图中的数据，计算物体在AB段、BC段、CD段和DE段的平均速度大小，判断物体运动的性质图211答案见解析解析通过数相邻计数点间的间隔个数，找出每段对应的时间，然后利用平均速度的公式可得AB19 cm/s0.19 m/sBC60 cm/s0.60 m/sCD60 cm/s0.60 m/sDE59.5 cm/s0.595 m/s由以上计算数据可以判断出：在误差允许的范围
8、内，物体先加速运动，后匀速运动拓展探究上例中，若该同学打出的点如图212所示，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10 s.图212(1)计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度(要求小数点后保留三位有效数字)：vB_ m/s，vC_ m/s，vD_ m/s，vE_ m/s，vF_ m/s.(2)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在图213所示的坐标纸上，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线图213(3)分析小车的运动特点答案(1)0.4000.4790.5600.6400.721(2)如下图
9、所示(3)小车的速度随时间均匀增加成“线性关系”1判断物体运动情况的方法是：(1)直接由纸带上打的点的疏密程度粗略判断(2)先算出各段的平均速度，再由平均速度的大小判断(3)利用所画出的vt图线，直观地判断(4)若相邻相同时间间隔内的位移之差为一恒量，则为匀变速直线运动2通常通过求平均速度的方法求出某一点的瞬时速度. 例3 某实验小组在用打点计时器研究匀变速直线运动规律的实验中，得到一条纸带如图214所示，A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻计数点间时间间隔为0.10 s，利用刻度尺已经测量得到x11.20 cm，x21.60 cm，x31.98 cm，x42.38 cm，x52.79 c
10、m，x63.18 cm.图214(1)根据给出的实验数据，判断该实验小组使用的刻度尺的最小刻度是什么？(2)计算运动物体在B、C、D、E、F各点的瞬时速度(3)在图215中作出vt图象，并由图象求物体的加速度图215答案见解析解析(1)因为给出的测量长度的数据都是以厘米为单位，小数点后保留两位有效数字，即精确到了毫米，最后的一位是估读出来的，所以刻度尺的最小刻度是毫米(2)某一点的瞬时速度等于相邻两点间的平均速度，根据平均速度的定义可以求得：vB14 cm/s，vC17.9 cm/s，vD21.8 cm/s，vE25.85 cm/s，vF29.85 cm/s.(3)根据上一问计算出来的速度，在坐标系中可确定5个不同时刻的对应速度，描出5个点，用平滑曲线连接各点，作出图象如下图所示vt图象的斜率表示物体运动的加速度，在图上取相距较远的两个点的坐标代入加速度公式进行计算，可得a39.6 cm/s2.1vt图象的截距表示物体运动的初速度2vt图象的斜率表示物体运动的加速度，可用a来求解加速度3研究物体运动速度随时间的变化规律，除使用打点计时器外，也可以采用频闪照相利用光电门测量瞬时速度，还可以用数字信息系统(DIS)来测量物体的瞬时速度，并测量运动的加速度，从而作出vt图象，找出速度随时间变化的规律.
