【人教版】高中物理实验教学资源-探究小车速度随时间变化规律学案.docx

其次章 运动的描述2.1试验：探究小车速度随时间的变化规律（学案） 班级 学号 姓名 一、考点自学一、试验目的用打点计时器争辩小车在重物牵引下的运动，探究小车速度随时间的变化规律二、试验原理1打点计时器打出的纸带能记录运动物体在不同时刻的位置2求纸带上某点的瞬时速度一般用一小段时间内的平均速度代替3用描点法画出小车的vt图象，图线的倾斜程度表示加速度的大小，假如vt图象是一条倾斜的直线，说明物体的速度是均匀变化的三、试验器材打点计时器，一端附有滑轮的长木板，小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、沟通电源四、试验步骤1如图所示，把附有滑轮的长木板放在试验桌上，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，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行，然后把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面3把小车停在靠近打点计时器的位置，先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列小点4更换纸带，重复操作两次5增减钩码个数，再做两次试验五、数据处理1表格法(1)从几条纸带中选择一条比较抱负的纸带，舍掉开头一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个开头点，作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明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.位置编号012345时间t/sx/mv/(ms1)(2)分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距离x1、x2、x3.(3)利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度，填入表格中六、误差分析产生缘由减小方法偶然误差依据纸带测量的位移有误差，从而使依据位移计算的瞬时速度有误差测量各计数点到起始点的距离而不是直接测量相邻计数点间距离系统误差木板的粗糙程度不完全相同尽量选用各处粗糙程度均匀的木板七、留意事项1开头释放小车时，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，当小车到达滑轮前准时用手按住它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要区分打点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T0.025 s0.1 s要舍掉开头过于密集的点，这样误差小7在坐标纸上画vt图象时，留意坐标轴单位长度的选取要适当，应使图线尽量分布在较大的坐标平面内二、典例分析：题型一、试验操作例题1、 在试验过程中，对于减小试验误差来说，下列说法中有益的是( )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，只利用点迹清楚、点间间隔适当的一部分进行测量、计算D选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做试验变式1、关于“探究小车速度随时间变化的规律”的试验操作，下列说法中不正确的是( )A长木板不能侧向倾斜，但可一端高一端低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，待打点计时器开头打点后再释放小车D要在小车到达定滑轮前使小车停止运动题型二、数据处理例题2、在“探究小车速度随时间变化的规律”的试验中，如图212给出了从0点开头，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x11.40 cm，x21.90 cm，x32.38 cm，x42.88 cm，x53.39 cm，x63.87 cm.那么(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vt图象(3)分析小车运动速度随时间变化的规律三、课堂练习： 1关于用打点计时器做小车速度随时间变化规律的试验，下列说法中正确的是( )A通过调整，应使小车、纸带、拉线和定滑轮上边缘在一条直线上B开头试验时小车应靠近打点计时器一端C应先接通电源，待打点稳定后再释放小车D牵引小车的钩码个数越多越好2“争辩匀变速直线运动”的试验中，使用电磁式打点计时器(所用沟通电的频率为50 Hz)，得到如图所示的纸带图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是( )A试验时应先放开纸带再接通电源B(s6s1)等于(s2s1)的6倍C从纸带可求出计数点B对应的速率D相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s3如图是小车在斜面上运动时，通过打点计时器所得的一条纸带各段长度为OA6.05 cm，OB13.18 cm，OC21.40 cm，OD30.70 cm，OE41.10 cm，OF52.58 cm，依据这些数据求出B、C、D、E各点的速度，(取A点为计时零点，打点计时器每隔0.02 s打一次点，BC、CD、DE、EF间均有四个点未打出)，并求出小车的加速度四、课后练习1在“探究小车速度随时间变化的规律”的试验中，对于减小试验误差来说，下列方法中有益的是( )A选取计数点，把每打一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利用公式xaT2，多取计数点求出a1、a2、a3各加速度，再求出它们的平均值D先求出各计数点的瞬时速度v1、v2vn，作出vt图象，求图线的斜率得出加速度2在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的试验中，下列关于作vt图象的说法中，正确的是( )A只要确定了vt图象中的两点，就可以得到小车运动的vt图象，因此，试验只需要测出两组数据B作vt图象时，所取的点越多，图线就越精确C作出的vt图线应当通过全部的点，图线曲折也可以D对于偏离直线较远的点，说明误差太大，应舍去3在“探究小车速度随时间变化的规律”的试验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如下：计数点序号123456计数点对应的时刻(s)0.100.200.300.400.500.60通过计数点的速度(cm/s)44.062.081.0100.0110.0168.0为了计算加速度，合理的方法是( )A依据任意两计数点的速度用公式av/t算出加速度B依据试验数据画出vt图象，量出其倾角，由公式atan 求出加速度C依据试验数据画出vt图象，由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式av/t算出加速度D依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度4如图(a)所示，小车放在斜面上，车前端拴有不行伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连起初小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离启动打点计时器，释放重物，小车在重物牵引下，由静止开头沿斜面对上运动，重物落地后，小车会连续向上运动一段距离打点计时器使用的沟通电频率为50 Hz.图(b)中a、b、c是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如箭头所示(a)(b)(1)依据所供应纸带上的数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为_m/s2.(结果保留两位有效数字)(2)打a段纸带时，小车的加速度是2.5 m/s2.请依据加速度的状况，推断小车运动的最大速度可能毁灭在b段纸带中的_5一小球在桌面上从静止开头做加速运动，现用高速摄影机在同一底片多次曝光，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位置恰为小球刚开头运动的瞬间，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v10，v20.06 m/s，v3_ m/s，v40.18 m/s，v5_ m/s.在坐标图中作出小球的速度时间图象(保留描点痕迹)（a） （b）答案二、典型例题例题1、ACD变式1、B例题2、(1)16.5021.4026.3031.3536.30 （2） （3）小车速度随时间均匀增加三、课堂练习1、ABC 2、C 3、0.77 m/s0.88 m/s0.99 m/s1.09 m/s1.10 m/s2四、课后练习1、CD 2、BD 3、C 4、(1)5.0(2)D4D5区间内5、0.120.24v-t图象如图所示