1、1“湖南省隆回县万和实验学校高中物理必修一学案：2-1 实验 探究小车速度随时间的变化规律 “【学习目标】 1会正确使用打点计时器打出的匀变速直线运动的纸带。 2会用描点法作出 v-t 图象。3能从 v-t 图象分析出匀变速直线运动的速度随时间的变化规律。 4培养学生的探索发现精神。【学习重点】1图象法研究速度随时间变化的规律 2对运动的速度随时间变化规律的探究【学习难点】1各点瞬时速度的计算 2对实验数据的处理、规律的探究【自主学习】阅读课本 34 页 实验：探究小车速度随时间变化的规律一节，思考和讨论下列问题：1、 问题一： 用打点计时器测小车的速度所需哪些实验器材、实验步骤？2、问题二：
2、 本实验特别要注意哪些事项？3、问题三：怎样分析和选取纸带上的点？4、问题四：如何计算出所取点的速度？5、问题五：如何处理计算出来的数据？6、问题六：如何根据速度-时间图象来求加速度和初速度？【知识梳理】一实验目的 探究小车速度随 变化的规律。 二实验原理 利用 打出的纸带上记录的数据，以寻找小车速度随时间变化的规律。 三实验器材 打点计时器、 电源、纸带、带滑轮的长木板、小车、 、细线、复写纸片、 。 四实验步骤 1如课本 34 页图所示，把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，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把一条细线拴在小车上，使细线跨过滑轮，下边挂
3、上合适的 。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处，接通 后，放开 ，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一行小点，随后立即关闭电源。换上新纸带，重复实验三次。 4从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头比较密集2的点迹，在后边便于 测量的地方找一个点做计 时起点。为了测量方便和减少误差，通常不用每打一次点的时间作为时间的单位，而用每打 的时间作为时间的单位，就是 T=0.02s5=0.1s 。在选好的计时起点下面表明 0，在第 点下面表明 1，在第 点下面表明 2,，点 1、2、3叫做计数点，两个相邻计数点间的距离分别是 x1、 x2、
4、x3 5利用第一章方法 v1= = (第一空 填公式,第二空填测量和计算结果)得出各计数点的瞬时速度填入下表：位置0 1 2 3 4 5 6时间（s） 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6v(m/s)6以速度 v 为 轴，时间 t 为 轴建立直角坐标系，根据表中的数据，在直角坐标系中描点。 7通过观察思考，找出这些点的分布规律。五注意事 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，计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时 断开电源。 3、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。 4、牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大而使
5、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，从而使误差增大。加速度的大小以能在 60cm 长的纸带上清楚地取得六七个计数点为宜。 5要区别计时器打出的点和人为选取的计数点。一般在纸带上每 5 个点取一个 计数点，间隔为 0.1 s 。【典型例题】例 1、在研究小车速度随时间变化规律的实验中，按照实验进行的先后顺序，将下列步骤的代号填在横线上 。A. 把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面。B. 把打点计时器固定在木 板没有滑轮的一端，并连好电路。C. 换上新的纸带，再重做两次。D. 把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面。E. 使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运
6、动。F. 把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码。G. 断开电源，取出纸带。例 2、在探究小车速度随时间变化规律的实验中，得到一条如图 213 所示的纸带，按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6 都为共 7 个记数点。0 到 6 每相邻两记数点间各有四个打印点未画出，测得相邻40 1 2 3 5x1 x2x3 x4 x5vt30.4m/sV0.10 0.30.2 0.50.10.20.30.40.5计数点的距离依次为 S11.40cm，S 21.90cm，S 32.38cm，S 42.88cm，S 53.39cm，S 63.87cm。(1)在计时器打出点 1、2、3、4、5
7、时，小车的速度分别为： V1 m/s， V 2 m/s, V 3 m/s， V 4 m/s， V 5 m /s.(2) 在图 214 中作出速度-时间图像，并由图像求出小车的加速度 a m/s2.图 213 【巩固拓展训练】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并填在横线上（填序号） 。 打点计时器 天平 低压交流电源 低压直流电源 细线和纸带 钩码和小车 秒表 一端有滑轮的长 木板 刻度尺 图 214 选出的器材是 2某同学在“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如表格中所示： 计数点序号1 2 3 4 5 6计数点对应
8、时刻（s） 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6通过计数点的速度（m/s）44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 138.0请作出小车的 v-t 图象，并分析运动特点。3两做直线运动的质点 A、B 的 v-t 图象如图所示，试分析它们的运动情况。4一个人沿平直的 街道匀速步行到邮局去发信，又以原速率步行返回原处，设出发时的 方向为正，在下列四个图中近似描述他的运动的是（ ）vv1v20 t2t1 tBA第 3 题图vt45甲、Atv0Btv0Ctv0Dtv0乙两物体在同一直线上运动，它们的 v-t 图象如图，可知（ ）A在 t1时刻，甲和乙的速度相同 B在 t1时刻，甲
9、和乙的速度大小相等，方向相反C在 t2时刻，甲和乙的速度方向相同，加速度方 向也相同 D在 t2时刻，甲和乙的速度 相同，加速度也相同 6在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图给出了从 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：s 1=1.40 cm，s 2=1.90 cm，s 3=2.38 cm， s 4= 2.88 cm，s 5=3.39 cm，s 6=3.87 cm。那么：s6s5s4s3s2s10 1 2 3 4 5 6（1）在计时器打出点 1、2、3、4、5 时，小车的速度分别为：v 1= cm/s ，v 2= cm/s
10、 ，v 3= cm/s ，v 4= cm/s ，v 5= 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。7、为了计算加速度，最合理的方法是( )A. 根据任意两计数点 的速度用公式 a=v/t 算出加速度B根据实验数据画出 v-t 图，量出其倾角 ，由公式 atana 求出加速度C根据实验数据画出 v-t 图，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间，用公式 a=v/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8、汽 车沿平直的公路行驶，小明坐在汽车驾驶员旁，注视着速度计，并记下间隔相等的各时刻的速度值，如下表所示第 5 题图甲t1 t0 t2乙vvt5从表中数据得到汽车在各段时间内的运动特点：在 o15 s 内，汽车的速度在变化，每 5s 速度增大_kmh；在 1530 s 内汽车速度不变，速度大小为_kmh；在 3545s 内汽车速度在变化，每 5 s 速度减小_kmh
