课时实验：探究小车速度随时间变化的规律

第二章匀变速直线运动的研究第一课时实验：探究小车速度随时间变化的规律长春治疗癫痫病医院|长春癫痫病医院|长春癫痫病专科医院|情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接物体的运动通常是比较复杂的．放眼所见：在生活中，人们跳远助跑、水中嬉戏、驾车行驶、高山滑雪；在自然界里，雨点下落、鸽子飞翔、猎豹捕食、蜗牛爬行、蚂蚁搬家……这些运动中都有速度的变化．物体的速度变化存在规律吗？怎样探索复杂运动蕴含的规律呢？情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接1.通过实验了解匀变速直线运动中速度随时间变化的规律.2.掌握瞬时速度、加速度的求法.情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接要点1实验步骤1．把一端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________的一端，连接好电路．2．把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，启动计时器，然后________，让小车拖着纸带运动，打完一条立即关闭________．3．换上新纸带，重复操作三次．4．在三条纸带上选择一条最清晰的，舍掉________________的点，找一个适当的点当作计时起点．远离滑轮放开小车电源开头一些过于密集知识清单情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接实验中的实验装置操作，哪些方面可能影响到小车的运动呢？应用思考情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接实验中的注意事项．1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器．2．先接通电源，计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源．3．要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它．综合拓展情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接4．牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上的点太少，或者加速度太小，而使各段位移无多大差别，从而使误差增大，加速度的大小以能在50cm长的纸带上清楚地取得六、七个计数点为宜．5．要区别计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔五个点取一个计数点，即时间间隔为T＝0.02×5s＝0.1s.特别提示：先通电，后放小车，先止住小车，再断电．注意区分计数点间时间间隔的计算．综合拓展情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接1．(多选)下列关于使用打点计时器的说法，其中正确的是()A．不要在未放纸带时通电打点，每次打点完毕，应及时切断电源，切忌长时间通电使用B．每打完一条纸带，要将复写纸调整一下，确保下一次打点清晰C．若发现振片振幅不稳定，应调节振片螺母，以使振动稳定D．若打出的点带尾巴或双点，则是由于打点针太长所造成的，应适当调节打点针的长度尝试应用答案：ABC情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接2．在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，按照实验进行的先后顺序，将下述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后面B．把打点计时器固定在木板的没有滑轮的一端，并连好电路C．换上新的纸带，再重做两次D．把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面尝试应用情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接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．把一条细线拴在小车上，细线跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码G．断开电源，取出纸带尝试应用答案：DBFAEGC情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接要点2实验数据处理1．在三条纸带中选择一条最清晰的，为了便于测量，舍掉开头一些________的点迹，找一个适当的点当作计时起点(0点)．每5个点(相隔T＝________)取1个计数点进行测量(如右上图所示，相邻两点中还有4个点)．过于密集0.1s知识清单情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接2．计算各计数点的瞬时速度．如上图中打点6时的速度________．3．把各数据填入自己设计的表格．4．作小车运动的vt图象．以速度v为纵轴、时间t为横轴建立坐标系，根据表中v、t数据在坐标系中描点，观察点的分布规律，然后用___________________“拟合”这些点作出小车运动的vt图象．5．分析小车速度随时间的变化规律．一条曲线(包括直线)知识清单v6＝x572T情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接有了原始数据，怎样确定小车的运动规律呢？应用思考情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接1．在打出点迹清晰的纸带后，要“舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点做计时起点”．这样做的目的是，可以减小因点迹过于密集而在测量位移时带来较大的偶然误差．2．量出各计数点左右两计时点(注意计数点与计时点的区别)间的距离x1、x2，计算出平均速度，用此平均速度代替相关计数点的瞬时速度，v＝v－＝x1＋x22T.综合拓展情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接3．我们在作图时，用一条曲线(包括直线)去“拟合”数据点，即所画曲线要尽可能贴近数据点，并使两侧点数大致相同，从而使每个有意义的数据点都发挥了作用，取数群的平均位置减少了测量的偶然误差．这就画出了小车运动的速度图象．图象能比较形象直观地反映物理量间的函数关系，从图象上还能求得相应的物理量．因而，运用图象探究物理规律，这是物理学常用的一种研究方法．综合拓展情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接特别提示：1.坐标轴单位长度的选取要合适，使图象分布在坐标平面的中央面积上．2．作图时，应让曲线连接尽可能多的点，不能连接的点应分布在图象两侧且点数大致相同，以减小偶然误差．综合拓展情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接1．(双选)在用打点计时器做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时，下列关于vt图象的说法中，正确的是()A．实验只需测出两组数据，确定出vt图象中的两点，就可以得到小车运动的vt图象B．作vt图象时，所取的点越多，图线就越接近真实情况C．作出的vt图线应通过所有取定的点D．偏离图线较远的点，误差大，应舍去尝试应用BD情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接2．(双选)在实验中，利用纸带上的数据和第一章的方法得出各计数点的瞬时速度后，以速度v为纵轴，以时间t为横轴建立直角坐标系．某次实验中某同学描出的点如右图所示．在直角坐标系上一共描出了10个点．下列思考有道理的是()尝试应用情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接A．这10个点无论如何也不在一条直线上，因此小车运动的vt图象不可能为一条直线，而应为一条光滑的曲线B．这10个点中有8个点虽然不在一条直线上，但它们紧挨在一条直线附近，只有F和B两点离这条直线太远C．在8个点当中只有4个点能画在一条直线上(A、D、G、J)，有六个点不在该直线上，这条直线肯定不能表示小车运动的规律尝试应用情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接D．与直线偏差较小的点(C、E、H、J)可能是实验误差造成的，而与直线偏离较大的点(B、F)则可能是实验中出现错误造成的尝试应用答案：BD情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接题型1实验操作及注意事项例1在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，利用打点计时器在纸带上打的点记录小车的运动情况．某同学做此实验时步骤如下：A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，放开纸带，再接通电源．B．将打点计时器固定在长木板上，并接好电路．C．把一条绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面挂上适当的钩码．情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接D．小车停止运动后，直接取下纸带．E．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔．F．换上新纸带，重复操作三次，然后从所有纸带中选取一条点迹清晰的进行数据处理．其中有错误或遗漏的步骤有：(1)______________________________________；(2)______________________________________．情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接将以上步骤完善后按合理的顺序填写在下面横线上：________________________________________________________________________________________.情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接解析：实验过程中应先接通电源，再放开纸带，取纸带前应先断开电源，所以错误操作是步骤A、D.错误操作：(1)A选项中应先接通电源，再释放纸带；(2)D选项中取纸带前应先断开电源．合理顺序：BECADF.答案：见解析名师点睛：熟练实验操作的步骤及操作中的注意事项是能否成功完成本实验的关键．情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接1.下面是在实验“探究小车速度随时间变化的规律”中的实验步骤中，下列操作合理的顺序为.A.把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面B.换纸带反复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析C.把小车停靠在打点计时器处，接通电源，放开小车D.把打点计时器固定在木板无滑轮的一端，接好电源E.断开电源，取下纸带变式应用情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接解析：探究过程是多样的，不能死搬教条，关键是要抓住探究的过程中目的是什么，想要做什么，只要方法和步骤合理、能达到目的就行，对照上面的实验步骤不难得出正确的操作步骤．答案：DACEB变式应用情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接题型2实验数据处理例2某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，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下图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10s.情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接(1)试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D、E、F5个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下式．(要求保留三位有效数字)vB＝________m/s，vC＝________m/s，vD＝________m/s，vE＝________m/s，vF＝________m/s.情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接(2)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在上图所示的坐标纸上，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线．(3)根据第(2)问中画出的vt图线，求出小车运动的加速度为______m/s2.(保留两位有效数字)情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接解析：(1)vB＝xAB＋xBC0.2s＝3.62＋4.38×10－20.2m/s＝0.400m/s.vC＝xBC＋xCD0.2s＝4.38＋5.20×10－20.2m/s＝0.479m/s.vD＝xCD＋xDE0.2s＝5.20＋5.99×10－20.2m/s＝0.560m/s.vE＝xDE＋xEF0.2s＝5.99＋6.80×10－20.2m/s＝0.640m/s.vF＝xEF＋xFG0.2s＝6.80＋7.62×10－20.2m/s＝0.721m/s.情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接(2)利用描点法，先描出不同时刻各点的速度，再画出速度时间图线，并让尽可能多的点位于这条直线上，如右图所示．(3)由加速度的公式a＝v－v0t或者根据图线的斜率都可确定出小车运动的加速度，数值应在0.78～0.82m/s2之间．情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接答案：(1)0.4000.4790.5600.6400.721(2)如上图所示(3)0.80名师点睛：作图时应该先判断图象的大体走势，然后将各点连接起来，要使尽量多的点分布在直线(或曲线)上，其余的点平均分布在直线或者曲线的两侧．情景导入课标点击课前导读知识解惑栏目链接2．在做“用打点计时器测速度”的实验时，某同学得到了如下图所示的一条纸带．图中所示