高一物理必修1 2.1《實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律》學案 （人教版）

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111 【預習目標】（閱讀完課本，要先看看目標呦！） 1. 鞏固打點計時器的使用、紙帶數(shù)據(jù)處理和測量瞬時速度的方法。 2. 通過實驗探究，體驗如何從實驗研究中獲取數(shù)據(jù)，學會利用圖像處理實驗數(shù)據(jù)的科學方法。 3. 知道小車在重物牽引下運動速度隨時間變化的規(guī)律。 【基礎知識體驗】（好好看書，相信你能完成的很好?。? 一．實驗目的 探究小車速度隨 變化的規(guī)律。 二．實驗原理 利用 打出的紙帶上記錄的數(shù)據(jù)，以尋找小車速度隨時間變化的規(guī)律。 三．實驗器材 打點計時器、低壓 電源、紙帶、帶滑輪的長木板、小車、 、細線、復寫紙片、 。 四．實驗步驟 1．如課本31頁圖所示，把附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路。 2．把一條細線拴在小車上，使細線跨過滑輪，下邊掛上合適的 。把紙帶穿過打點計時器，并把紙帶的一端固定在小車的后面。 3．把小車停在靠近打點計時器處，接通 后，放開 ，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一行小點，隨后立即關閉電源。換上新紙帶，重復實驗三次。（注意：為了儀器的安全，實驗時要防止鉤碼落地和小車與滑輪碰撞，當小車到達滑輪前及時用手按住。） 4．從三條紙帶中選擇一條比較理想的，舍掉開頭比較密集的點跡，在后邊便于測量的地方找一個點做計時起點。為了測量方便和減少誤差，通常不用每打一次點的時間作為時間的單位，而用每打五次點的時間作為時間的單位，就是T=0.02 s 5=0.1 s 。在選好的計時起點下面表明A，在第6點下面表明B，在第11點下面表明C……，點A、B、C……叫做計數(shù)點，兩個相鄰計數(shù)點間的距離分別是x1、x2、x3…… 5．利用第一章方法得出各計數(shù)點的瞬時速度填入下表： 位置 A B C D E F G 時間（s） 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 v(m/s) 6．以速度v為 軸，時間t為 軸建立直角坐標系，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在直角坐標系中描點。 7．通過觀察思考，找出這些點的分布規(guī)律。 五．注意事項 1． 開始釋放小車時，應使小車靠近打點計時器。 2． 先接通電源，計時器工作后，再放開小車，當小車停止運動時及時斷開電源。 3． 要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，當小車到達滑輪前及時用手按住它。 4． 牽引小車的鉤碼個數(shù)要適當，以免加速度過大而使紙帶上的點太少，或者加速度太小而使各段位移無多大差別，從而使誤差增大。加速度的大小以能在60cm長的紙帶上清楚地取得六七個計數(shù)點為宜。 5．要區(qū)別計時器打出的點和人為選取的計數(shù)點。一般在紙帶上每5個點取一個計數(shù)點，間隔為0.1 s 。 【重、難點知識探究】（要好好思考，認真討論，上課要你講解，這是對你的考驗呦?。? ☆關于實驗的步驟 ［例1］在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，某同學操作以下實驗步驟，其中錯誤或遺漏的步驟有（遺漏步驟可編上序號G、H ……） A．拉住紙帶，將小車移至靠近打點計時器處放開紙帶，再接通電源 B．將打點計時器固定在平板上，并接好電路 C．把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下面吊著適當重的鉤碼 D．取下紙帶 E．將平板一端抬高，輕推小車，使小車能在平板上做勻速運動 F．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔 將以上步驟完善后寫出合理的步驟順序。 ☆關于實驗數(shù)據(jù)的處理 ［例2］在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，算出小車經過各計數(shù)點瞬時速度如下 計數(shù)點序號 1 2 3 4 5 6 計數(shù)點對 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 通過計數(shù)點的速度（cm／s） 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0 為了計算加速度，合理的方法是（ ） A．根據(jù)任意兩計數(shù)點的速度用公式算出加速度 B．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v－t圖，量出其傾角，由公式a = tg求出加速度 C．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v－t圖，由圖線上相距較遠的兩點所對應的速度、時間，用 公式算出加速度 D．依次算出通過連續(xù)兩計數(shù)點間的加速度，算出平均值作為小車的加速度 ［例3］在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，如圖給出了從0點開始，每5個點取一個計數(shù)點的紙帶，其中0、1、2、3、4、5、6都為計數(shù)點。測得：s1=1.40 cm， （1）在計時器打出點1、2、3、4、5時，小車的速度分別為：v1= cm/s ， v2= cm/s ， v3= cm/s ，v4= cm/s ，v5= cm/s 。 （2）在平面直角坐標系中作出速度—時間圖象。 （3）分析（說明）小車運動速度隨時間變化的規(guī)律。 111