高一物理X2107实验探究小车速度随时间变化的规律

高一物理wL-12-02-007第二章第一节实验《探究小车速度随时间变化的规律》导学案编写人：徐文武审核人：肖林编写时间：2012-10班级：_____________组名：______________姓名：____________【学习目标】1、巩固打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。2、体验如何从实验研究中获取数据并学会利用图像处理实验数据的科学方法3、分析小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律。【学习重难点】1、纸带分析和数据处理。2、正确的作出速度——时间图像。【学法指导】对实验数据先列图表再作图像。【知识链接】打点计时器的使用、纸带数据的处理及平均速度和瞬时速度的计算方法【学习内容】（一）进行实验1、实验目的：。2、实验原理：小车在重物的牵引下做直线运动，同时拖动纸带运动，在纸带上打出系列点子，记录了的运动情况。再利用的思想求出纸带上各点的瞬时速度，建立图像用描点法描出各速度的坐标点进行分析。3、实验器材：、、、、、、。4、实验步骤：（1）把平放在实验桌上，把固定在长木板上远离的一端。（2）将细线拴在小车的一端绕过，下端挂上适当的放手后看小车能否平稳加速的下滑。（3）把穿过打点计时器的，并把的另一端固定在小车的后面。（4）把小车停在打点计时器处，先，后，让小车拖着纸带运动，打点计时器就能在纸带上打出一系列小点。（5）按上述操作重复试验三次，并从中选择一条比较理想的纸带分析。小结：实验过程中应注意的事项：1、打点计时器纸带限位孔要与长木板纵轴线对齐再固定在长木板上，使、、和在一条直线上。2、牵引小车的钩码以100g以内为宜。若用到150g以上，则纸带上打出的点数不能满足以0.1s为计数点取6组数值的要求。3、在小车后面安装纸带的方法如图所示，小车运动时要保持、平行。同时，要注意调整滑轮的高度，使拉车的与平行，以减小拉力的变化。4、实验时应先，再，同时用一只手在定滑轮一端准备接住。打完一条纸带后，应先后再。（二）处理数据问题一：在三条纸带中选择一条最清晰的纸带进行分析时为什么要舍弃开头一些过于密集的点迹？问题二：如何测量各计数点的瞬时速度？问题三：选择理想的纸带粘贴在“导学案”的题头上方，测量后将相关数据填入下表。计数点编号012345时间t/s包含计数点的位移△X/m该位移所需时间△t/s各点的瞬时速度v/m.S-1小结：1、以上方法是常见的数据处理方法，叫。2、测量长度时不要用短刻度尺分别测量相邻两个计数点间的长度，最好用长刻度尺对齐各计数点(不移动)读出各计数点间的，这样可以避免测量的积累。（三）作出v-t图像1、建立平面直角坐标系，根据上表的数据在坐标系中描点。作图象时要标明横纵坐标轴代表的物理意义，选择合适的标度，以各点瞬时速度为纵轴，时间t为横轴，根据所得数据，描点：观察和思考点的分布规律。从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上，用直线拟合，让尽可能多的点处在直线上，不在直线上的点应对称地分布在直线两侧。2、通过观察，归纳这些点的分布规律，简单描述小车运动的速度随时间变化的规律。从函数关系：v=kt+bv与t线性关系。小车的速度随时间均匀增加（变化）小车做匀变速(a不变)的直线运动3﹑如何根据速度—时间图象（v—t图象）求小车的加速度和初速度？①取任意两组数据求出Δv和Δt，然后代入Δv／Δt求解。②在v—t图象上取一段时间Δt（尽量取大一些），找出两个时刻对应的坐标值求出Δv，代入Δv／Δt求解。哪一种方法更好？画图时让不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小误差的一种手段，也就是说应该用图象上的点，而不是用实验所得到的数据练习：请完成课后练习p33第一题。小结：1坐标轴的选取要合适，使图像分布在坐标平面的中央面积上。2、根据实验描出的点大致落在。如果没有实验误差，代表小车速度与时间关系的点能够全部落在。3、图像在纵轴上的截距的物理含义是：。在横轴上的截距的物理含义是：。4、直线的斜率反映小车的。【巩固练习】１（A级）关于用打点计时器研究小车在重物牵引下运动的实验操作，下列说法中正确的是（）Ａ．长木板不能侧向倾斜，也不能一端高一端低Ｂ．在释放小车前，小车应紧靠在打点计时器处Ｃ．应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放小车Ｄ．要在小车到达定滑轮前使小车停止运动，再断开电源２（B级）在用打点计时器研究小车在重物牵引下运动的实验中，某同学有如下操作步骤，其中错误的步骤是，遗漏的步骤是。Ａ．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，松开纸带后再接通电源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悬挂适当的钩码Ｄ．取下纸带Ｅ．放手，使小车在平板上做加速运动Ｆ．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔0.200.10.30.412340.5将以上步骤完善后按合理序号排列。3(C级)课后问题练习第二题。4（D级）在探究小车速度随时间变化规律的实验中，得到一条记录小车运动情况的纸带，如图所示，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔为T=0.1s。（１）根据纸带上的数据，计算B、C、D各点的速度，填入表中。（２）在坐标纸上作出小车的v-t图象。【当堂检测】汽车沿平直公路行驶，小明坐在驾驶员旁边注视速度计，并记下间隔相等的各时刻的速度值，如下表所示：t/s05101520253035404550v/(km·h-1)20304050505050352050问：⑴从表中数据得到汽车在各段时间内的特点：⑵请根据表格中的数据，画出对应的v－t图像。⑶如果认为在0~15s内速度变化是均匀的，你能在图像中找出汽车在7.5s时的速度值吗？【课堂小结】位置编号ABCDE时间t/s00.10.20.30.4瞬时速度v/(ms-1)ABCDE7.527.660.3105.6cm