物理1 实验：探究小车速度随时间变化的规律学案设计

这是一份物理1 实验：探究小车速度随时间变化的规律学案设计，共6页。学案主要包含了七个计数点为宜.等内容，欢迎下载使用。

班级___________簇号__________姓名________________ 学号______________
学习要求
自主学习
理解升华
1.对通过实验数据得v－t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=0.02×5 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）.
①打点计时器 ②天平 ③低压交流电源 ④低压直流电源 ⑤细绳和纸带 ⑥钩码和小车 ⑦秒表 ⑧一端有滑轮的长木板 ⑨刻度尺
选出器材是____________.
拓展练习1－1：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____________.
①电磁打点计时器 ②天平 ③低压直流电源 ④细绳 ⑤纸带 ⑥小车 ⑦钩码 ⑧秒表 ⑨一端有滑轮的长木板
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2－1：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2－1－1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2－1－1
（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2－1－2所示的坐标系中画出小车的v－t图象.
图2－1－2 图2－1－3
（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：
①准确性（标度要合适）.
②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.
③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 s
B.隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08 s
C.隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08 s
D.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 s
D.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、…、n×0.02 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2－1－6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2－1－6
（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1－1：①④⑤⑥⑦⑨ 低压交流电源和刻度尺
拓展练习2－1：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=0.02×5 s=0.1 s，各点的速度分别为：
v1= cm/s=16.50 cm/s
v2= cm/s=21.40 cm/s
v3= cm/s=26.30 cm/s
v4= cm/s=31.35 cm/s
v5= cm/s=36.30 cm/s.
（2）利用描点法作出v－t图象，如图所示.
（3）小车运动的v－t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1－1： （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1－1：5 m/s拓展练习2－1：300 m
拓展练习3－1：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=10t－t2，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1－1：10m/s拓展练习2－1：20m/s
拓展练习3－1：9m
演练广场
1．（1）①物体加速最大，②物体加速度最小．
（2）⑤物体的加速度为负值．
（3）③④两物体的加速度相同
（4）速度图像的交点表示此时刻两物体有相同的速度．
（5）①⑤两物体初速相同，①物体做加速运动，⑤物体做减速运动．
（6）③④两物体以相同的加速度运动．
2．（1）31.25m（2）10s（3）1.25m
3．＝20m／s，a＝－2m／
4．11m／s、11m5．BD 6、17.5m
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v－t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v－t图象
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Δt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v－t图象？
2.如何由实验得出的v－t图象进一步得出小车运动速度随时间变化的规律？