实验：探究小车速度随时间变化的规律导学案

1、实验：探究小车速度随时间变化的规律【学习目标】1. 进一步练习使用打点计时器并会利用平均速度求瞬时速度2. 会利用vt图象处理实验数据3. 尝试用vt图象表示运动规律.【课前预习案】1 实验原理：由纸带还可以间接测量瞬时速度，方法是以某点为中间时刻取一小段位移，用这段位移的 表示这点的瞬时速度.2 .实验器材：打点计时器、 、纸带、一端附有滑轮的长木板、小车、细绳、坐标纸.3 .用vt图象表示小车的运动情况：以速度 v为纵轴、时间t为建立直角坐标系，把小车不同时刻的速度进行 ，然后用（包括直线）连接这些点.【课堂探究案】、实验步骤1.如图211所示，把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑

2、轮伸出桌面, 打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端，连接好电路.纸带图2112 把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下面挂上适当的钩码，把纸带穿过打 点计时器，并把纸带的另一端固定在小车的后面.3 把小车停在打点计时器处，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，随后立即关闭电源.4 换上新纸带，重复实验三次.二、数据处理1 .表格法(1)从几条纸带选择一条点迹最清晰的.舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点当作计时起点(0点)，每5个点(相隔0.1 s)取一个计数点进行测量，如图212所示(相 邻两点间还有四个点未画出).标明0、1、2、3、4，

3、测量各计数点到0点的距离x, 并记录填入表中. 01 23 J 5 百7 图 212位置编号012J345/s才/ m s 1)(2)分别计算出相邻的两计数点之间的距离X1、X2、X3.Xn+Xn+12T(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，即Vn =X4+ X5例如，图中计数点4的速度V4 = 2厂.并将求得的各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度 填入上面的表格中.(4)根据表格的数据，分析速度随时间怎么变化.2 .图象法(1)在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数 据在坐标系中描点(2)画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上

4、的点均匀分布在直线的两观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律.Av(4)根据画出的vt图象求出小车运动的加速度a =、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打点完毕，立即断开电源.4 选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点迹密集部分，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少.5 要逐次测量各段距离，应尽可能地一次测量完毕.6.在坐标纸上画vt图象时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图象尽量分布在坐 标平面中央.【例1 在“探究小车的速度随时间变化的规律”的实验中，某同学操作过程中有以 下实验步骤：A

5、 .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长木板上，并连接好电路；C .把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着适当重的钩码，放手后看小 车能否在木板上做平稳的加速运动；D .取下纸带；E. 把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使附有定滑轮的一端伸出桌面；F. 将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔；G .换上新纸带，重复操作两次.(1) 其中有错误的步骤是 ；应改正为.(2) 将改正后的步骤按合理的顺序写在横线上：步骤顺序为.【例2 （20132014江苏高一期中）在探究小车的速度随时间变化的规律的实验 中，利用打点计时器打

6、出了如图 214所示的一条纸带，其中1、2、3、4、5、6均为记 数点，且相邻的两个计数点之间都还有 4个点没有画出来，已知电源的频率为 50 Hz.现测得：S1 = 1.40 cm，S2= 1.90 cm，S3= 2.40 cm，S4 = 2.90 cm，S5 = 3.40 cm，S6 = 3.90 cm.图214（1）在打点计时器打出点2、3、4、5、6时，小车的速度分别为：V2 =cm/s，v3=cm/s， v4 =cm/s，v5 =cm/s.（2）在图215的坐标纸上作出速度一时间图象（从1开始计时）.图215根据作出的速度一时间图象，求出小车的加速度为 m/s2（取二位有效数【当堂检

7、测】1.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列方法有助于减少实验误差 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 舍去纸带上开始时密集的点，只利用点迹清晰、间隔适当的那一部分进行测量、 计算D 适当减少挂在细绳下钩码的个数2 .在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时 速度，为了计算加速度，合理的方法是（）A 根据任意两计数点的速度，用公式a =Av/At算出加速度B 根据实验数据画出vt图象，量出其倾角，由公式a= tan a求出加速度C根据实验数据画出vt图象，由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间

8、的值 用公式a =Av/ At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3如图216所示，是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，其中xi = 7.05 cm、x2 = 7.68 cm、x3 = 8.33cm、x4 = 8.95 cm、x5= 9.61 cm、x6 = 10.27 cm.图216下表列出了打点计时器打下 B、D、F时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时 器打下C、E两点时小车的瞬时速度（保留三位有效数字）.位置C1）速度（m s_1）0* 7370. 8640. 994以A点为计时起点，

9、在坐标图217中画出小车的速度一时间关系图线.图217根据你画出的小车的速度一时间的关系图线计算出的小车的加速度a =m/s2.（保留两位有效数字）【课后训练】1.在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验时，根据打点计时器打出的纸带, 我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是 （）A 时间间隔 B 瞬时速度C 加速度 D 某段时间内的位移2.关于用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，下列说法中正确 的是（）A 打点计时器应固定在长木板上，且靠近滑轮一端B 开始实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3 .在“探究小

10、车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法不正确的是（）A .纸带上可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点B .使用刻度尺测量长度时，要进行估读C .作vt图象时，所描曲线必须经过每一个点D .在数据处理时，常用公式法和图象法p) 12345甲f 0 12345 j. * 图2184.如图218所示为同一打点计时器打出的两条纸带，由纸带可知 （）A.在打下计数点0”至5”的过程中，纸带甲的平均速度比乙的大B .在打下计数点0”至5”的过程中，纸带甲的平均速度比乙的小C .纸带甲的加速度比乙的大D .纸带甲的加速度比乙的小5在探究小车速度随时间变化的规律实验中，更换不同砝码重复三次实验，经数据处理

11、做作三条vt图象，如图219所示，贝U下列选项正确的是()A .三次实验中加速度最大的是图中直线cB .三次实验中加速度最大的是图中直线aC .图象为倾斜的直线表示小车的速度恒定D .图象为倾斜的直线表示小车的加速度恒定6. (1)在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，给你以下器材：电磁打 点计时器，电池组，纸带，复写纸，小车，钩码，细绳，一端附有定滑轮的长木板，其 中不需要的器材是还需要增添的器材有.(2)关于“探究小车速度随时间变化的规律”这一实验，下列说法正确的是 .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

12、计时器打点稳定后再释放小车D .打点计时器应接在低压直流电源上E. 小车运动时要保持纸带与打点计时器平面、木板平行F. 必须选择点迹清晰的纸带，且应以打点计时器打下的第一个点为第一个计数点G .画vt图象时，应先描点后连线，并且要把描出的所有点都连接起来.7 在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点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（）、Av、A .根据任意两计数点的速度用公式a 算出加速度tB .根据

13、实验数据画出 v-1图，量出其倾角，由公式 A = tg 求出加速度C .根据实验数据画出 v-1图，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间，用公式a= 算At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乙8 .一小球在桌面上从静止开始做加速直线运动，现用 高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球每次曝光的 位置，并将小球的位置编号.如图 2110甲所示，1位置恰 为小球刚开始运动的瞬间，作为零时刻.摄影机连续两次曝 光的时间间隔均相同，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 V1= 0，v2 = 0.06 m/s，V3 =m/s，V4 = 0.18 m/s，V5 =m/s.在图乙所示的坐标纸上作出小球的速度一时间图象（保留描点痕迹）；根据图象可求出加速度a二m/s2.（保留三位有效数字)12345611 |?II II|III?1III IIHII Jlftll010203040cm9.实验小组在用打点计时器测定匀变速直线运动加速度的实验中，得到一条纸带如图2112所示，A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻计数点