金版學(xué)案13-14物理(人教版)必修1課件：2.1實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律

1、第一課時(shí)實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律第一課時(shí)實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 物體的運(yùn)動(dòng)通常是比較復(fù)雜的放眼所見：在生活中，人們跳遠(yuǎn)助跑、水中嬉戲、駕車行駛、高山滑雪；在自然界里，雨點(diǎn)下落、鴿子飛翔、獵豹捕食、蝸牛爬行、螞蟻搬家這些運(yùn)動(dòng)中都有速度的變化物體的速度變化存在規(guī)律嗎？怎樣探索復(fù)雜運(yùn)動(dòng)蘊(yùn)含的規(guī)律呢？1通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解勻變速直線運(yùn)動(dòng)中速度隨時(shí)間變化的規(guī)律2掌握瞬時(shí)速度、加速度的求法知識(shí)清單知識(shí)清單實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟1把一端附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上_的一端，連接好電路2把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過(guò)滑輪，下邊掛上合

2、適的鉤碼，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，然后_，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打完一條立即關(guān)閉_3換上新紙帶，重復(fù)操作三次4在三條紙帶上選擇一條最清晰的，舍掉_的點(diǎn)，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)2.放開小車電源開頭一些過(guò)于密集遠(yuǎn)離滑輪綜合拓展綜合拓展實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)1開始釋放小車時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器2先接通電源，計(jì)時(shí)器工作后，再放開小車，當(dāng)小車停止運(yùn)動(dòng)時(shí)及時(shí)斷開電源3要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，當(dāng)小車到達(dá)滑輪前及時(shí)用手按住它4牽引小車的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng)，以免加速度過(guò)大而使紙帶上的點(diǎn)太少，或者加速度太小，而使各段位移無(wú)多大差別，從而使誤差增大，加速度的大小以能在50 cm長(zhǎng)的紙帶上清楚地取得六、七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜5要區(qū)別

3、計(jì)時(shí)器找出的點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，一般在紙帶上每隔五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，即時(shí)間間隔為T0.025 s0.1 s.特別提示：先通電，后放小車，先止住小車，再斷電注意區(qū)分計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔的計(jì)算嘗試應(yīng)用嘗試應(yīng)用1下列關(guān)于使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說(shuō)法，其中正確的是( )A不要在未放紙帶時(shí)通電打點(diǎn)，每次打點(diǎn)完畢，應(yīng)及時(shí)切斷電源，切忌長(zhǎng)時(shí)間通電使用B每打完一條紙帶，要將復(fù)寫紙調(diào)整一下，確保下一次打點(diǎn)清晰C若發(fā)現(xiàn)振片振幅不穩(wěn)定，應(yīng)調(diào)節(jié)振片螺母，以使振動(dòng)穩(wěn)定D若打出的點(diǎn)帶尾巴或雙點(diǎn)，則是由于打點(diǎn)針太長(zhǎng)所造成的，應(yīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)打點(diǎn)針的長(zhǎng)度E若打的點(diǎn)不清楚或有漏點(diǎn)，則檢查復(fù)寫紙是否已損壞或是否打點(diǎn)針太短ABCE2在探究小車速度

4、隨時(shí)間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，按照實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的先后順序，將下述步驟地代號(hào)填在橫線上_A把穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶固定在小車后面B把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板的沒(méi)有滑輪的一端，并連好電路C換上新的紙帶，再重做兩次D把長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面E使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源，放開小車，讓小車運(yùn)動(dòng)F把一條細(xì)線拴在小車上，細(xì)線跨過(guò)定滑輪，下邊吊著合適的鉤碼G斷開電源，取出紙帶DBFAEGC知識(shí)清單知識(shí)清單實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1在三條紙帶中選擇一條最清晰的，為了便于測(cè)量，舍掉開頭一些_的點(diǎn)跡，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)(0點(diǎn))每5個(gè)點(diǎn)(相隔T_)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量(如下圖所示，相鄰兩點(diǎn)中還有4

5、個(gè)點(diǎn))2計(jì)算各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度如上圖中打點(diǎn)6時(shí)的速度_1過(guò)于密集0.1 s3把各數(shù)據(jù)填入自己設(shè)計(jì)的表格4作小車運(yùn)動(dòng)的vt圖象以速度v為縱軸、時(shí)間t為橫軸建立坐標(biāo)系，根據(jù)表中v、t數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，觀察點(diǎn)的分布規(guī)律，然后用_“擬合”這些點(diǎn)作出小車運(yùn)動(dòng)的vt圖象5分析小車速度隨時(shí)間的變化規(guī)律4.一條曲線(包括直線)綜合拓展綜合拓展1在打出點(diǎn)跡清晰的紙帶后，要“舍掉開頭一些過(guò)于密集的點(diǎn)跡，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)做計(jì)時(shí)起點(diǎn)”這樣做的目的是，可以減小因點(diǎn)跡過(guò)于密集而在測(cè)量位移時(shí)帶來(lái)較大的偶然誤差2量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)左右兩計(jì)時(shí)點(diǎn)(注意計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)時(shí)點(diǎn)的區(qū)別)間的距離x1、x2，計(jì)算出平均速度，用此平均速度代替相關(guān)計(jì)數(shù)點(diǎn)

6、的瞬時(shí)速度，3我們?cè)谧鲌D時(shí)，用一條曲線(包括直線)去“擬合”數(shù)據(jù)點(diǎn)，即所畫曲線要盡可能貼近數(shù)據(jù)點(diǎn)，并使兩側(cè)點(diǎn)數(shù)大致相同，從而使每個(gè)有意義的數(shù)據(jù)點(diǎn)都發(fā)揮了作用，取數(shù)群的平均位置減少了測(cè)量的偶然誤差這就畫出了小車運(yùn)動(dòng)的速度圖象圖象能比較形象直觀地反映物理量間的函數(shù)關(guān)系，從圖象上還能求得相應(yīng)的物理量因而，運(yùn)用圖象探究物理規(guī)律，這是物理學(xué)常用的一種研究方法特別提示：1.坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度的選取要合適，使圖象分布在坐標(biāo)平面的中央面積上2作圖時(shí)，應(yīng)讓曲線連接盡可能多的點(diǎn)，不能連接的點(diǎn)應(yīng)分布在圖象兩側(cè)且點(diǎn)數(shù)大致相同，以減小偶然誤差嘗試應(yīng)用嘗試應(yīng)用 1在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列

7、關(guān)于vt圖象的說(shuō)法中，正確的是() A實(shí)驗(yàn)只需測(cè)出兩組數(shù)據(jù)，確定出vt圖象中的兩點(diǎn)，就可以得到小車運(yùn)動(dòng)的vt圖象 B作vt圖象時(shí)，所取的點(diǎn)越多，圖線就越接近真實(shí)情況 C作出的vt圖線應(yīng)通過(guò)所有取定的點(diǎn) D偏離圖線較遠(yuǎn)的點(diǎn)，誤差大，應(yīng)舍去BD 2在實(shí)驗(yàn)中，利用紙帶上的數(shù)據(jù)和第一章的方法得出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度后，以速度v為縱軸，以時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系某次實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)描出的點(diǎn)如右圖所示在直角坐標(biāo)系上一共描出了10個(gè)點(diǎn)下列思考有道理的是() 這10個(gè)點(diǎn)無(wú)論如何也不在一條直線上，因此小車運(yùn)動(dòng)的vt圖象不可能為一條直線，而應(yīng)為一條光滑的曲線 這10個(gè)點(diǎn)中有8個(gè)點(diǎn)雖然不在一條直線上，但它們緊挨在一條直

8、線附近，只有F和B兩點(diǎn)離這條直線太遠(yuǎn)答案：B在8個(gè)點(diǎn)當(dāng)中只有4個(gè)點(diǎn)能畫在一條直線上(A、D、G、J)，有六個(gè)點(diǎn)不在該直線上，這條直線肯定不能表示小車運(yùn)動(dòng)的規(guī)律與直線偏差較小的點(diǎn)(C、E、H、J)可能是實(shí)驗(yàn)誤差造成的，而與直線偏離較大的點(diǎn)(B、F)則可能是實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)錯(cuò)誤造成的ABCD實(shí)驗(yàn)操作及注意事項(xiàng) 關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是()A打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)固定在長(zhǎng)木板上，且靠近滑輪一端B開始實(shí)驗(yàn)時(shí)小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端C應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車D牽引小車的鉤碼個(gè)數(shù)越多越好解析：解析：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與滑輪間的距離盡可能要大，小車盡可能靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，都是為了

9、使小車運(yùn)動(dòng)的距離較大，盡可能打出較多的點(diǎn)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；若先釋放小車再接通電源，只能在紙帶的后面部分打點(diǎn)，選項(xiàng)C正確；鉤碼個(gè)數(shù)應(yīng)適當(dāng)鉤碼個(gè)數(shù)少，打的點(diǎn)很密；鉤碼個(gè)數(shù)多，打的點(diǎn)少，都會(huì)帶來(lái)實(shí)驗(yàn)誤差，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：答案：BC名師點(diǎn)睛：名師點(diǎn)睛：熟練實(shí)驗(yàn)操作的步驟及操作中的注意事項(xiàng)是能否成功完成本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵變式應(yīng)用變式應(yīng)用1下面是在實(shí)驗(yàn)“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”中的實(shí)驗(yàn)步驟：把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置把附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，將細(xì)繩穿過(guò)滑輪，下面掛上適當(dāng)?shù)你^碼，小車在鉤碼牽引下可以運(yùn)動(dòng)啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板上待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打

10、下一行小點(diǎn)，隨后關(guān)閉電源把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車的后面換上新紙帶，重復(fù)操作三次在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，正確的步驟按序號(hào)排應(yīng)該是()A BC DB實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 某同學(xué)在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車拖動(dòng)的紙帶的運(yùn)動(dòng)情況，在紙帶上確定出A、B、C、D，E、F、G共七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，其相鄰點(diǎn)間的距離如下圖所示，每?jī)蓚€(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.10 s.(1)試根據(jù)紙帶上各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，計(jì)算出打下B、C、D、E、F五個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度，并將各個(gè)速度值填入下式(要求保留三位有效數(shù)字)vB_m/s，vC_m/s，vD_m/s，vE_m/s，vF_m/s.(2)將B、C

11、、D、E、F各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度標(biāo)在上圖所示的坐標(biāo)紙上，并畫出小車的瞬時(shí)速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線(3)根據(jù)第(2)問(wèn)中畫出的vt圖線，求出小車運(yùn)動(dòng)的加速度為_m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)(2)利用描點(diǎn)法，先描出不同時(shí)刻各點(diǎn)的速度，再畫出速度時(shí)間圖線，并讓盡可能多的點(diǎn)位于這條直線上，如右圖所示(3)由加速度的公式 a 或者根據(jù)圖線的斜率都可確定出小車運(yùn)動(dòng)的加速度，數(shù)值應(yīng)在0.780.82 m/s2之間答案：(1)0.4000.4790.5600.6400.721(2)如上圖所示(3)0.80 名師點(diǎn)睛：作圖時(shí)應(yīng)該先判斷圖象的大體走勢(shì)，然后將各點(diǎn)連接起來(lái)，要使盡量多的點(diǎn)分布在直線(或曲線)上，其余的點(diǎn)平均分布在直線或者曲線的兩側(cè)vv0t 變式應(yīng)用變式應(yīng)用 2在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，所用電源頻率為50 Hz，取下一段紙帶研究，如圖所示，設(shè)0點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)的起點(diǎn)，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)與起始點(diǎn)間的距離x1_cm，計(jì)算此紙帶的加速度大小a_m/s2；物體經(jīng)過(guò)第3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度為v3_m/s.答案：答案：3 3 1.05水平測(cè)試水平測(cè)試1“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，使用電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(所用交流電的頻率為50 Hz)，得到如圖所示的紙帶圖中的點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出來(lái)，下列表述正確的是()A實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先放開紙帶再接