高一物理第1节《实验：探究小车速度随时间变化的规律》学案

111高一物理必修1 高一年级上学期使用第二章 匀变速直线运动的研究 班级_簇号_姓名_ 学号_学习要求基本要求1.知道实验目的，说出实验中各器材的作用，正确布置器材进行实验操作.2.会选择点迹清晰的纸带，标出合理的测量点（计数点），测量各测量点（计数点）间的距离.3.会近似计算各测量点的瞬时速度.4.能建立标度合适的vt坐标系，并正确地描点，能用一条曲线（包括直线）连接图象中的点.发展要求1.能根据图象说出小车速度随时间变化的规律.2.能根据小车速度变化的情况预测图象的基本特点.说明不要求用计算机绘制vt图象自主学习知识梳理自主探究1.实验步骤（1）一端附有_的长木板放在实验桌上，打点计时器固定在长木板的_.（2）纸带穿过打点计时器的_，固定于小车的后面，细绳的一端拴在小车的前端，跨过定滑轮，另一端挂上适当的_.（3）将小车停在_的位置，先_后释放纸带.（4）打完一次纸带后立即_，换上纸带，重复操作三次.2.数据处理（1）在三条纸带中选取一条_的纸带.为了便于测量，舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作为_.（2）可以选择相隔t的点为_进行测量，记入自己设计的表格，得出各计数点的瞬时速度.3.作出速度时间图象（1）在_图象中进行描点，通过观察思考，找出这些点的分布规律.（2）根据描点作出速度时间图象.1.怎样由实验数据得vt图象？2.如何由实验得出的vt图象进一步得出小车运动速度随时间变化的规律？理解升华1.对通过实验数据得vt图象的理解我们通过严谨的实验打出纸带，用毫米刻度尺准确测量出相邻两计数点间的间距，计算出各计数点对应的瞬时速度填入设计好的表格中，根据表格中的v、t数据，在直角坐标系中描点，仔细观察这些点的分布情况，我们发现这些点都大致落在一条直线上.我们可以大胆猜测，如果没有实验误差，这些点应该落在一条直线上.这样我们做一条直线，且使尽可能多的点落在这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧，这就画出了小车运动的速度时间图象，是一条倾斜的直线.2.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，等打点稳定后，再释放小车.（3）取下纸带前，先断开电源.（4）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.（5）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，从而使测量误差增大，加速度的大小以能在50 cm长的纸带上清楚地取得六、七个计数点为宜.（6）要区别计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每五个点取一个计数点，即时间间隔为T=0.025 s=0.1 s.例题剖析应用点一：实验器材的选择 例1：在下列给出的器材中，选出“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中所需的器材填在横线上（填编号）.打点计时器 天平 低压交流电源 低压直流电源 细绳和纸带 钩码和小车 秒表 一端有滑轮的长木板 刻度尺选出器材是_.拓展练习11：在下列所给器材中，本实验所需的器材有_；为达到实验目的，还应增添_.电磁打点计时器 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应用点二：熟悉实验操作步骤 例2：在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学操作中有以下实验步骤，其中有错误或遗漏的步骤有（遗漏步骤可编上序号G、H）_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匀速运动F.将纸带固定在小车后部，并穿过打点计时器的限位孔将以上步骤完善并按合理的顺序写在横线上_.拓展练习21：关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法错误的是（ ）A.长木板不能侧向倾斜B.在释放小车前，小车应紧靠在打点计时器上C.应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车D.要在小车到达定滑轮前使小车停止运动应用点三：根据纸带判断物体速度随时间变化的规律例3：在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图211所示，是一条记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，每相邻的两个计数点之间还有4个点没有画出，交流电的频率为50 Hz.图中数据:7.50、27.60、60.30、105.60图211（1）在打点计时器打B、C、D点时，小车的速度分别为：vB=_m/s；vC=_m/s；vD=_m/s.（2）在如图212所示的坐标系中画出小车的vt图象.图212 图213（3）将图线延长与纵轴相交，交点的速度是_，此速度的物理含义是_.点评：描点法是作图的一种最基本的方法，最重要的有三点：准确性（标度要合适）.要用平滑曲线连接，且让尽可能多的点分布在线上，不在线上的点要大致均匀地分布在两侧，离线较远的点可删去.要使图象分布在坐标纸中央.演练广场1.根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是A.时间间隔B.位移C.加速度D.平均速度2.在“测量匀变速直线运动的加速度”实验中，对于减小实验误差来说，下列方法中有益的是（ ）A.选取记数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位B.使小车运动的加速度尽量小些C.舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算D.选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验3.在实验中，下列关于计数点间时间间隔的说法中，正确的是（ ）A.隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10 sB.隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08 sC.隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08 sD.隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10 s*4.在实验“探究小车速度随时间变化的规律”中，换上纸带，重复操作三次，选择了一条打点最清晰的纸带，在选择计数点时，我们采用的正确方法是（ ）A.舍掉开头过于密集的点，找一个适当的点当作计时起点B.选取纸带上第一个点作计时起点，为了实验精确不能漏掉一个点C.每两个相邻计数点的时间间隔只能取0.1 sD.每两个相邻计数点的时间间隔可视打点密度而定，可以选0.02 s、0.04 s、n0.02 s均可*5.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图216给出了从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0，1，2，3，4，5，6都为计数点.测得：x1=1.40 cm，x2=1.90 cm，x3=2.38 cm，x4=2.88 cm，x5=3.39 cm；x6=3.87 cm，那么：图216（1）在计时器打出点1，2，3，4，5时，小车的速度分别为：v1=_ cm/s，v2=_ cm/s，v3=_ cm/s，v4=_ cm/s，v5=_ cm/s.（2）在平面直角坐标系中作出速度时间图象.（3）分析小车运动速度随时间变化的规律.【课后作业】1、认真阅读课本；2、完成课堂练习；3、完成课后作业【学习后记】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拓展练习11： 低压交流电源和刻度尺拓展练习21：B演练广场1.AB 2. ACD 3.A 4.AD 5.解析：（1）两相邻的计数点之间的时间间隔为T=0.025 s=0.1 s，各点的速度分别为：v1= cm/s=16.50 cm/sv2= cm/s=21.40 cm/sv3= cm/s=26.30 cm/sv4= cm/s=31.35 cm/sv5= cm/s=36.30 cm/s.（2）利用描点法作出vt图象，如图所示.（3）小车运动的vt图象是一条倾斜向上的直线，说明速度随时间均匀增加，它们成“线性关系”.第2节 匀变速直线运动的速度与时间的关系拓展练习11： （1）12 m/s （2）0.6 m/s2 方向和运动方向相反演练广场1.ABC 2.BD 3.BC 4.C 5.BC 6.BC 7.AD 8.解析：飞机在跑道上运动过程中，当有最大初速度、最大加速度时，起飞所需时间最短，由v=v0+at得：t= s=4.0 s.第3节 匀变速直线运动的位移与时间的关系拓展练习11：5 m/s拓展练习21：300 m拓展练习31：C演练广场1.C 2.B 3.B 4.D 5.BC 6.B 7.C 8.解析：（1）汽车刹车后做匀减速直线运动，由a=可求得a=2 m/s2，再由s=v0t+at2，可求得s=16 m，也可由直接求得s=16 m.（2）由s=v0t+at2可得9=10tt2，解得，t1=1 s，t2=9 s，将t2=9 s代入v=v0+at得v=8 m/s，即汽车刹车后又反向运动到位移是9 m处，这是不可能的.所以刹车后前进9 m所用时间为1 s.（3）设汽车刹车所用的最长时间为t，则经时间t汽车速度变为零.由v=v0+at可得t=5 s，可见汽车刹车仅用了5 s，在8 s的时间内，汽车有3 s静止未动，因此，s1=v0t+at2=25 m，或s1=t=25 m.答案：（1）16 m 2 m/s2 （2）1 s （3）25 m第4节 匀变速直线运动的位移与速度的关系拓展练习11：10m/s拓展练习21：20m/s拓展练习31：9m演练广场 1（1）物体加速最大，物体加速度最小（2）物体的加速度为负值（3）两物体的加速度相同（4）速度图像的交点表示此时刻两物体有相同的速度（5）两物体初速相同，物体做加速运动，物体做减速运动（6）两物体以相同的加速度运动2（1）31.25m（2）10s（3）1.25m320ms，a2m411ms、11m5BD 6、17.5m111