课题一 实验：探究小车速度随时间的变化规律导学案

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1、课题一 实验：探究小车速度随时间的变化规律河北省鸡泽县第一中学057350 吴社英学前感知学习目标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 vt 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课前准备阅读教材，查阅相关资料，完成下列问题：一、自主学习：1、电火花打点计时器使用的电压是？2、在使用电火花打点计时器时，要用几条纸带？ 3、开启电源和拉动纸带的先后顺序？4、用打点计时器打出的纸带中能直接得到的数据有哪些？通过测量或计算还能得到哪些信息？ 5、打点计时器是如何记录小车运动的时间？6、小车运

2、动的位移可以通过测量什么获得？在长度测量中，我们需要注意哪些问题？7、你如何根据纸带判断小车的运动情况？8、我们是如何来计算纸带上各点的瞬时速度的？ 二、合作探究任务：阅读课本P34“进行实验”标题下的两段文字后同组同学进行讨论实验具体方案。1、实验室中如何获得较简单的变速运动？2、如何测量小车的速度及与之对应时刻？（如何设计实验？）3、实验中需要用到的器材有哪些？4、实验步骤应该如何安排？（语言说明）5、如何选择一条合适的纸带？6、如何选择测量点（计数点）？7、如何来计算各测量点的瞬时速度？8、实验中有哪些地方需要注意的？1）固定打点计时器时，应注意2）开始实验:开始释放小车时，应使小车靠近

3、3）实验中：接通电源和释放小车。两步应先，后。4）纸带:分析小车运动，是不是只需打一条纸带？5）打点结束后立即关闭电源。2、把一条细绳拴在小重点知识与方法归纳知识点一：实验操作1、如图 2-1-1 所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，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。电源插头车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车上。3、把小车停在靠近打点计时器处，启动电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动， 打完一条后立即关闭电源。4、换上新纸带，重复操作两次。5、增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验。【注意事项】1

4、开始释放小车时。应使小车靠近打点计时器。2先通电源，待打点稳定后，再释放小车。 3打点完毕，立刻断开电源。4 选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点密集部分，适当选取计数点，弄清所选的时 间间隔是多少。5 要防止钩码落地，避免小车和滑轮相碰，当小车到达滑轮前，要及时按住。 6要区分开打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，一般每隔4 个点取一个计 数点，即时间间隔为0.1 秒。强化练习 1在实验过程中，对减小实验误差来说，下列方法中有益的是A. 选取计数点，把每打5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、点与点间隔适当的那一部分进行

5、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强化练习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，下边吊着合适的钩码G. 断开电源，取出纸带知识点二：实验数据的处理1、表格法a. 从几条纸带中选取一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点

6、，在后面便于 测量的地方找一个起始点，作为计数起点，以后每5 个点取一个计数点，并标识0、1、2、3、4，测量各计数点到0点的距离X。并记录填入表中。b. 分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距离 X、 x2、 x3c. 利用一段时间内的平均速度等于这一段时间中点的瞬时速度求得各计数点的瞬时速 度填入上表。d根据表格数据，分析速度随时间怎么变化。2、图象法a. 在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据 在坐标系中描点。b. 画一条直线，让这条线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀的分布在线两侧，偏c. 观察所得的直线，分析速度虽时间的变化规律。【注意事项】在坐标

7、纸上做 v-t 图象时，要注意坐标轴单位长度的选取，应使图象分布在较大的坐标 平面内。强化练习3.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，得到如图所示的纸带，其 中A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻两计数点间的时间间隔为T，x. x2、x3、x4、 X5、x6分别为AB、BC、CD、DE、EF、FG间的位移，下列可用来计算打D点时小车速度 的表达式的是CX2 + X3 + X4 + X5C4TD占D 2TA.X3X4TB.X3X42T强化练习 4某同学在探究小车速度随时间变化的规律实验中，把得到的各时刻的速度 描绘在 vt 坐标系内的点如图所示。Vk(1) 试用一条直线“拟合”这些点

8、；(2) 根据图象分析小车速度随时间变化的情况。强化练习答案：l. ACD2.答案：DBFAEGC3. BC4答案： (1)(2)小车速度随时间均匀增大。达标测评一、选择题 1在利用打点计时器探究小车的速度随时间变化规律的实验中，关于计数点间的时间 间隔，下列说法中正确的是(打点周期为0.02 s)( )A. 每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10 sB. 每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08 sC. 每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10 sD. 每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08 s2.关于纸带上打点间隔的分析，下列说法正确

9、的是 ()A. 沿着点迹运动的方向看去，点间距离越来越小，说明纸带在做加速运动B. 沿着点迹运动的方向看去，点间距离越来越小，说明纸带在做减速运动C. 纸带上点间间隔相等，表示纸带是匀速运动的D. 纸带上点间间隔相等，表示纸带是变速运动的3.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法正确的是()A. 长木板一定要水平摆放，不能一端高一端低B. 使小车速度的变化尽可能快一些C. 使用刻度尺测量长度时，要读到最小刻度的下一位D. 作v-t图时，所描曲线必须经过每一个点4. 在“探究小车速度随时间变化的规律”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

10、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、点间隔适当的那部分进行测量、计算D. 选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验 二、填空题5. 在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，从下列所给的器材中，选出本实验所需的有，为达到实验目的，还缺少。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6. 如图是物体做匀变速直线运动得到的一条纸带，从0点开始每5个点取一个计数点， 依照打点的先后顺序依次编号为1、2、3、4、5、6,测得X = 5.18 cm, x2=4.40 cm, x3 = 3.62

11、 cm，x4=2.78 cm，X5 = 2.00 cm,叫二1.22 cm。6543210V 咄只“血儿 x 儿 yy B乙(1) 相邻两计数点间的时间间隔为s；(2) 打点计时器打计数点3时，物体的速度大小v3=m/s,方向(填“由AB”或“由 BA”)。7. (2011 河南开封高一期末，11)在探究实验中，某同学有以下实验步骤：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

12、尾部，并穿过打点计时器的限位孔（1）以上步骤中有错误的，请指出并纠正。（2）遗漏的步骤是 G：。（3）该实验步骤较合理的排列顺序是。8. 打点计时器原来使用的交流电的频率为50 Hz,在测定匀变速直线运动的加速度时，交流电的频率为60 Hz而未被发现，这样计算出的加速度值与真实值相上。（填“偏大”“偏小”或“不变”）9. 用电火花计时器（或电磁打点计时器）研究小车速度随时间变化的规律实验中，某同学打出了一条纸带。已知计时器打点的时间间隔为0.02 s,他按打点先后顺序每5个点取一 个计数点，得到了 O、A、B、C、D等几个计数点，如图所示，则相邻两个计数点之间的时 间间隔是s。用刻度尺量得OA

13、=1.50 cm, AB = 1.90 cm, BC=2.30 cm, CD = 2.70cm,由此可知，纸带做运动（选填“加速”或“减速”），打C点时纸带的速度大小为m/s。0 A BCD 丿10. （2011江苏东台高三检测，12）小球在桌面上从静止开始做加速运动，现用高速摄 影机在同一底片上多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置编号。如图所示， 1位置恰为小球刚开始运动的瞬间，作为零时刻。摄影机连续两次曝光的时间间隔均为0.5 s， 小球从 1 位置到 6 位置的运动过程中经过各位置的速度分别为 v1=0， v2=0.06 m/s， v3= m/s, v4=0.18 m/s,

14、 v5=m/s。在坐标图中作出小球的速一时间图象（保留描 点痕迹）。123 456OP C CCC|1 T1Tl 1 1 | II IT111111 1 1 11 1 1 1 1 | II 1 1 1 1 ITI |010203040cm达标测评答案1 ACAv2. BC 纸带上点间间隔相等，由v =不知纸带运动是匀速的，若沿点迹运动的方向看 去，点间距离越来越小，即Ax变小而时间At不变，说明纸带在做减速运动。3. BC4. ACD5答案： 低压交流电源6答案：(1)0.10 (2)0.32 由 AB7答案：(1)A中应先接通电源，然后释放纸带，D中取下纸带之前应先断开电源(2) 换上新纸带

15、，再重复实验两次(3) BCEFADG8答案：偏小解析：原电源频率为50 Hz，周期为0.2 s。实际频率是60 Hz，周期会小于0.02 s, 而 在求加速度时仍按0.02 s计算将使所求速度偏小，使加速度与真实值相比偏小。9. 答案：0.10 加速 0.2510. 答案：0.12 0.24x x0.12解析：如题图所示，x2 + x3 = 0.12 m，则 v3 = 2T = 205 m/s = 0.12 m/sx x0.24又 x4 + x5 = 0.24 m，则 x5 =岂丁 5 = 2沟 5 m/s = 0.24 m/s。其 vt 图象如图所示。O 0.51.01.52.02.5 3/s,e/(m s_I)o.o.o.o.o.o.o.