2.1實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律導(dǎo)學案

1、.實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律要點導(dǎo)學1. 探究目的：禾用打點計時器或電火花計時器探究小車在重物牽引下的運動特點，根據(jù)紙帶記錄 的點研究小車速度的變化規(guī)律。2. 探究過程：(1) “探究小車速度隨時間變化規(guī)律”的實驗原理如圖2-1-1所示，請寫出實驗所需的器材:小車、紙承源整“打點辻時器圖 2-1-1(2) 根據(jù)原理圖，安裝好實驗裝置，將小車停在靠近打點計時器處，接通 后，再釋放小車,讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一列小點，換上新的紙帶，重復(fù)實驗三次。(3) 從三條紙帶中選擇一條點跡清晰且所有點都在同一直線上的紙帶，舍掉開頭一些比較密集的點，在后邊便于測量的地方找一個開始點

2、標上0,為了測量方便和減小誤差，在選好的開始點后面每打五次點取一個點，這個點叫做計數(shù)點，并標明1、2、3(如圖2-1-2所示)，兩個相鄰計數(shù)點的時間間隔就是T=5X 0.02s=0.1s距離分別是X1、X2、X3<0 1 2L 活.-心恥圖2 -1 -2 心(4) 增減所掛的鉤碼數(shù)，重復(fù)實驗步驟(2)(3)，再做兩次實驗.3. 數(shù)據(jù)處理(1)利用紙帶計數(shù)點間距離X1、X2、X3和相對應(yīng)的時間，根據(jù)第一章用打點計時器測量瞬時速 度的方法,得出各計數(shù)點的瞬時速度，V1 =(X1+X2)/ 2T、V2 =(X2+X3)/ 2Tt其中T = 0.1s；求出各計數(shù)點的a。瞬時速度后，由加速度的定義

3、：a = v/At計算出小車做直線運動的加速度(2)將得到的瞬時速度值分別填入下表：小車在幾個時刻的瞬時速度位置編號012345時間t/s00.10.20.30.40.5-1V1/(m?>1)-1V2/(m?>1)V3/(m?-1)(3) 作出速度一時間圖象運用“擬合”描點法畫v-t圖象：在科學上，為了描述實驗中測量量之間的關(guān)系，先將其在坐標系中描 點，然后用一條曲線(包括直線)“擬合”這些點，使畫出的曲線兩側(cè)的點數(shù)大致相同，這種描點方法叫擬合 描點法。每次實驗，描出的幾個點都大致在一條直線上，由于實驗誤差是不可避免的，所以有些點會落在直線 的左邊,有些點落在了直線的右邊，如果是沒

4、有誤差的理想情況，這些點才能全部落在直線上。需要注意的是如果在擬合這些點時，發(fā)現(xiàn)某一個點離散得較多，遠遠偏離了擬合曲線，則說明此點反映的實驗數(shù) 據(jù)存在問題，應(yīng)重做這一步實驗或舍去此點。(4) 作出v-t圖象，圖線的斜率就是小車運動的加速度。4.注意事項如使用打點計時器，那么它必須接在 6- 8V的低壓交流電源上，如使用電火花計時器，貝U須接在 220V的交流電源上。注意計時器不宜長時間通電，每次都要及時關(guān)閉電源開關(guān)。實驗時，先啟動打點計時器，待工作穩(wěn)定后再讓紙帶運動。另外，復(fù)寫紙的油面要向下，紙帶從 復(fù)寫紙的下面穿過，這樣紙帶上才能夠打出點來。復(fù)寫紙轉(zhuǎn)軸可前后移動，用以改變振針打在復(fù)寫紙的 不

5、同位置上，以保證打出的點清晰，同時也可以充分利用復(fù)寫紙。如使用電火花計時器，使用時，首先 檢查墨粉紙盤是否已經(jīng)正確地套在紙盤軸上，檢查兩條紙帶是否已經(jīng)正確地穿好，墨粉紙盤是否已經(jīng)夾 在兩條紙帶之間。使用打點計時器，如發(fā)現(xiàn)點跡太輕或有拖痕，應(yīng)檢查打點針是否太短或太長，并予以調(diào)整。若使 用電火花計時器時發(fā)現(xiàn)點跡不清，則需要更換墨粉紙盤。安裝研究勻變速直線運動的實驗裝置時， 初始時要把小車的位置擺正，使紙帶與拉繩的方向一致, 且不與計時器的限位槽邊相擦。隔為 T = 0.02SX 5= 0.1s。 范例精析例1:如圖2-1-3A.B.C.D.由于打點周期比較小，點間距離較小，通常每隔 4個實際點取一

6、個計數(shù)點，則計數(shù)點間的時間間一同學在做“探究小車速度隨時間變化規(guī)律”的實驗時，發(fā)現(xiàn)紙帶上打出的不是圓點，而是 所示的一些短線，可能是因為（）打點計時器錯接在直流電源上電源電壓不穩(wěn)定 電源的頻率不穩(wěn)定 打點針壓得過緊川啟 C Q E圖 2-1-319.55 =2-1-4拓展：（1）了解實驗儀器的結(jié)構(gòu)、工作原理和工作條件是保證實驗成功的前提，通過對實驗儀器 的觀察，掌握新儀器的使用方法，也是一種重要的實驗?zāi)芰?。?）使用電火花計時器來分析物體運動情況的實驗中： 在如下實驗步驟中，正確合理的排列順序為 A .把電火花計時器固定在桌子上B .安好紙帶C.松開紙帶讓物體帶著紙帶運動D .接通220V交流

7、電源E.按下脈沖輸出開關(guān)，進行打點,還要檢查是否夾在兩 在安放紙帶時，要檢查墨粉紙盤是否已經(jīng)正確地套在條紙帶之間。例2:某課外興趣小組在探究小車的速度隨時間變化規(guī)律的實驗中，得到如圖2-1-4所示的實驗紙帶，實驗中打點計時器交流電的頻率為50Hz，紙帶前面的幾個點較模糊，因此從A點開始每打五個點取一個計數(shù)點,其中B C D E點的對應(yīng)速度vb= /s, vc= /s, VD= /s, ve= /s,由此推得F點的速度vf=m/s。小車從B運動到C的加速度ai=m,從C運動到D的加速度m/s。a2=m/W，從D運動到E的加速度a3=m/§。能力訓練1. 根據(jù)打點計時器打出的紙帶，我們可

8、以從紙帶上直接得到的物理量是A .時間間隔B .位移 C.加速度D .平均速度2. 打點計時器振針打點的周期決定于()A .交流電壓的高低B.交流電的頻率C.永久磁鐵的磁性強弱D .振針與復(fù)寫紙間的距離3. 關(guān)于計數(shù)點的下列說法中正確的是()A .用計數(shù)點進行測量計算，既方便又可減小誤差B. 相鄰計數(shù)點間的時間間隔應(yīng)是相等的C. 相鄰計數(shù)點間的距離應(yīng)是相等的D .計數(shù)點是從計時器打出的實際點中選出來的，相鄰計數(shù)點間點跡的個數(shù)相等4. 在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，下列說法正確的是()A .長木板一定要水平擺放，不能一端高一端低B .使小車速度的變化盡可能快一些C.使用刻度尺測量長

9、度時，要讀到最小刻度的下一位D .作v-t圖時，所描曲線必須經(jīng)過每一個點5. 如圖2-1-5所示為某次實驗中打出的一條經(jīng)過處理后的紙帶，圖中O為小車運動的起始點，A為所選取的第一個計數(shù)點，O點到A點之間有部分點不清晰，相鄰兩個記數(shù)點之間有 4個點未畫出，電源頻 率為50Hz,用毫米刻度尺測量后可直接算出()A .從0點到F點運動的時間B .從A點到F點運動的平均速度C. C點時的瞬時速度vCD . G點時的瞬時速度VG6.個滑塊沿斜面滑下如圖2-1-6所示，依次通過斜面上的A、B、C、D、E、F點，已知AB=6cm,BC=10cm, CD=14cm，DE=18cm，滑塊經(jīng)過相鄰兩點之間的時間間

10、隔為 2s，求：(1) 滑塊在B、C、D三點的瞬時速度(2) 尋求圖中滑塊的運動規(guī)律，推斷出 E、F兩點間的位移和E點的瞬時速度.7.在用打點計時器研究小車速度隨時間變化規(guī)律的實驗中，得到一條紙帶如圖2-1-7所示.A、B、C、D、E、F、G 為計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間時間間隔為0.10sxi=1.20cm, x 2=1.60cm,x 3=1.98cm, x 4=2.38cm, x5=2.79cm, x 6=3.18cm.(1)計算運動物體在B、C、D、E、F各點的瞬時速度.在2-19圖中作出v-t圖象，并由圖象求物體的加速度.2云 C b圖 2-1-7&在利用打點計時器探究小車運動規(guī)律的實驗中，某同學在打出的紙帶上每5點取一個記數(shù)點，測出每兩個相鄰記數(shù)點間的距離分別為XI、X2、X6,然后他把紙帶上X1、X2、X6各段準確地剪成6段，按如圖2-1-9那樣帖在坐標紙上，彼此不留間隙也不重疊，紙帶下端都準確地與橫軸重合，X1的左邊準確地與縱軸重合，橫軸為時間軸，縱軸為速度軸，該同學在這個圖中作出了v-t圖象，并由圖象求a的。出了加速度a,請說明他是如何作出速度圖象并求出加速度9.某研究性學習小組在研究小車在水平薄布面上做減速運動的實驗中，所打出的紙帶如圖2-13所