實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律+導(dǎo)學(xué)案 高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊

第二章--2.1實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律導(dǎo)學(xué)案班級姓名小組.【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1)進(jìn)一步練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；(2)會利用平均速度求瞬時(shí)速度；(3)會利用v－t圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并據(jù)此判斷物體的運(yùn)動性質(zhì)；(4)能根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求加速度．【實(shí)驗(yàn)器材】打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、復(fù)寫紙片（墨粉紙盤）、細(xì)繩、鉤碼、、導(dǎo)線、。【實(shí)驗(yàn)步驟】(1)如圖所示，把附有滑輪的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路；(2)把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上鉤碼，把穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的一端固定在小車的后面。(3)把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源后，釋放小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一列小點(diǎn)。(4)換上新的紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次。(5)增減所掛鉤碼，按以上步驟再做兩次實(shí)驗(yàn)。【注意事項(xiàng)】1.開始釋放小車時(shí)，應(yīng)使小車（填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。2.先，計(jì)時(shí)器工作后，再，當(dāng)小車停止運(yùn)動時(shí)及時(shí)。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)，以免加速度過大而使紙帶上的點(diǎn)太少，或者加速度太小，從而使誤差增大，加速度的大小以能在50cm長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)別計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，一般在紙帶上取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，即時(shí)間間隔為T＝0.02s×5＝0.1s。6.不要分段測量各段位移，應(yīng)盡可能地一次測量完畢(可先統(tǒng)一量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)數(shù)起點(diǎn)O之間的距離)。讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到毫米的下一位。7.描點(diǎn)時(shí)最好用坐標(biāo)紙，在縱、橫軸上選取合適的單位，用細(xì)鉛筆認(rèn)真描點(diǎn)。（擬合法）【數(shù)據(jù)分析與處理】分析小車的運(yùn)動情況1.紙帶的選?。簭娜龡l紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭一些過于密集的點(diǎn)，選點(diǎn)跡清晰的點(diǎn)，在后面便于測量的地方找一個(gè)開始點(diǎn)來確定計(jì)數(shù)點(diǎn)．（思考：這個(gè)開始點(diǎn)是否具有初速度？）2.采集數(shù)據(jù)的方法：如圖所示，一般不是直接測量相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，而是先測量出各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)數(shù)零點(diǎn)的距離x1、x2、x3、x4、x5，再計(jì)算出相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離．Δx1＝x1，Δx2＝x2－x1，Δx3＝x3－x2，Δx4＝x4－x3，Δx5＝x5－x4.3.速度的計(jì)算方法：各計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的瞬時(shí)速度用平均速度來代替，即v1＝eq\f(Δx1＋Δx2,2T)，v2＝eq\f(Δx2＋Δx3,2T)，…(T為相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔)4.加速度的計(jì)算方法①平均值法：各相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間加速度，，…，，算出的5個(gè)加速度的平均值為所求的加速度，即.從結(jié)果上看，真正參與運(yùn)算的只有和，中間各點(diǎn)的瞬時(shí)速度在運(yùn)算中都未起作用。②逐差法：，，，則加速度的平均值。這樣使各點(diǎn)的瞬時(shí)速度都參與運(yùn)算，可減小誤差，計(jì)算更為準(zhǔn)確。③v-t圖像法：由多組數(shù)據(jù)描繪出v-t圖像，利用v-t圖像的斜率等于加速度可得出小車的加速度。④等效替代法：鑒于紙帶的寬度相同，可以采用選擇一條清晰的紙帶，標(biāo)上計(jì)數(shù)點(diǎn)，然后將紙帶從相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)剪下，連續(xù)剪4~5段，然后底邊對齊并列貼在有格子的紙上，如右圖所示，紙帶的排列呈階梯狀，反映了物體運(yùn)動的規(guī)律，因?yàn)槊慷蔚拈L度對應(yīng)物體相等時(shí)間的位移，所以紙帶長度正比于運(yùn)動速度，而紙帶的寬度等效為時(shí)間，紙帶長度均勻增加，由此這個(gè)圖像可以等效為v-t圖像。從圖中可以看出物體運(yùn)動速度均勻增加?！菊`差分析】1.木板的粗糙程度不同，摩擦不均勻．2.電源頻率不穩(wěn)定導(dǎo)致的計(jì)時(shí)誤差。3.根據(jù)紙帶測量的位移有誤差，從而計(jì)算出的瞬時(shí)速度有誤差．4.作v－t圖象時(shí)單位選擇不合適或人為作圖不準(zhǔn)確帶來誤差．【數(shù)據(jù)分析】應(yīng)用：（1）通過下圖紙帶可得，兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T。則：物體加速度a1=______________，3位置的瞬時(shí)速度為_____________.(字母表示)(2)通過第二條紙帶可得，兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T。則：物體加速度a2=_____________，D位置的瞬時(shí)速度為_____________.(字母表示)【創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)】1.為測定氣墊導(dǎo)軌上滑塊的加速度,滑塊上安裝了寬度為的遮光板.滑塊先后通過兩個(gè)光電門,先后通過兩個(gè)光電門的時(shí)間分別是和,遮光板從開始遮住第一個(gè)光電門到開始遮住第二個(gè)光電門的時(shí)間為,求滑塊的加速度.(保留一位有效數(shù)字)思考：為減小實(shí)驗(yàn)誤差，可采取的方法是（______）

A．增大兩擋光片寬度

B．減小兩擋光片寬度

C．增大兩擋光片間距

D．減小兩擋光片間距

2.右圖是小球向下做勻加速直線運(yùn)動的頻閃照片示意圖，頻閃儀每隔0.04s閃光一次，思考：如何測量該物體運(yùn)動的加速度？有幾種方法？（照片中的數(shù)字是小球落下的距離，單位是厘米）練習(xí)1:在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在50Hz的低壓交變電源上，某同學(xué)在打出的紙帶上每5點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，共取了A、B、C、D、E、F六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)（每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的四個(gè)點(diǎn)未畫出），如圖所示，從每一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)處將紙帶剪開分成五段（分別為a、b、c、d、e段），將這五段紙帶由短到長緊靠但不重疊地粘在xOy坐標(biāo)系中，如下圖所示。(1)請你在xOy坐標(biāo)系中用最簡潔的方法作出能表示v-t關(guān)系的圖線，并指出哪個(gè)軸相當(dāng)于v軸？(2)從第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，為了求出t=0.15s時(shí)刻的瞬時(shí)速度，需要測出哪一段紙帶的長度？（填“a”“b”“c”“d”或“e”）(3)若測得a段紙帶的長度為2.0cm，e段紙帶的長度為10.0cm，則可求出加速度的大小為.練習(xí)2:一小車拖著穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶從斜面上沿直線均加速滑下。由于粗心，不小心把紙帶弄成了三段，并把中間一段丟失了，圖乙是打出的完整紙帶中剩下的兩端。這兩段紙帶是小車運(yùn)動的最初和最后兩段時(shí)間分別打出的紙帶，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz，即圖乙與兩個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s。請根據(jù)圖乙給出的數(shù)據(jù)回答下列問題：