高一物理必修1第二章导学案

2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律【学习目标】1．知道打点计时器的工作原理。

2．会正确使用打点计时器打出的匀变速直线运动的纸带。

3．会用描点法作出v-t 图象。

4．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。

【重点、难点】重点：实验中应该注重的事项及小车速度的计算。

难点：极限思想计算瞬时速度的理解。

【使用说明及学法指导】1.通读课本内容，自主预习，设计实验操作步骤，在完成教材助读设置的问题，在掌握打点计时器的使用、纸带数据处理、测瞬时速度以及速度—时间图象的基础上，运用这些知识和技能探究小车速度随时间变化的规律。

2、限时20分钟。

一、预习导引（看我怎么学）1.了解打点计时器的结构、工作原理、使用方法及使用注意事项。

2.如何利用纸带上的点确定瞬时速度？3.速度图像描述的是。

从速度图象中可以获得那些信息？二、实验目的熟悉打点计时器的使用方法，并学会利用纸带处理数据、测量瞬时速度的方法，会通过纸带研究速度变化的规律三、实验原理将穿过打点计时器的纸带与小车连接在一起，小车用跨过定滑轮的钩码牵引，随着小车的运动，在纸带上打下一系列的点，这些点不仅记录了小车运动的时间，也相应的记录了小车在不同时刻的位置，利用点迹信息可以计算小车在不同时刻的瞬时速度，然后作出小车运动的速度—时间图象，通过速度—时间图象可以分析小车速度随时间的变化规律。

四、实验器材打点计时器、低压电源、纸带、带滑轮的长木板、小车、、细线、复写纸片、。

五、实验步骤1．如课本31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，而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是T=0.02 s ×5=0.1 s 。

在选好的计时起点下面表明A，在第6点下面表明B，在第11点下面表明C……，点A、B、C……叫做计数点，两个相邻计数点间的距离分别是x1、x2、x3……5．利用第一章方法得出各计数点的瞬时速度填入下表：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。

六、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 。

七、实验改进你能自己设计出更好的试验方法吗，请简单叙述：（结合预习中的问题开始下面的探究学习，认真思考讨论哟！）探究点一：实验操作和数据处理问题1：实验器材安装完毕后，小车为什么要靠近打点计时器的位置？有的同学先释放小车再通电，有的刚好相反，哪种方法好？为什么？问题2：怎样选择纸带？如何测量数据？如何记录和处理数据？【针对训练】1．在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，按照实验进行的先后顺序，将下述步骤地代号填在横线上。

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的没有滑轮的一端，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，让小车运动F．把一条细线拴在小车上，细线跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码G．断开电源，取出纸带探究点二：作速度——时间图象问题1：建立v—t图象时应注意什么问题？为什么v——t作图象是研究运动规律最好的办法？问题2：处理数据是要进行描点、连线，若出现个别明显偏离绝大部分点所在直线的点，该如何处理？【针对训练】2. 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：s1=1.40cm，s2=1.90cm，s3=2.38 cm，s4= 2.88 cm，s5=3.39 cm，s6=3.87 cm。

那么：（1）在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：v1= cm/s，v2= cm/s，v3= cm/s ，v4= cm/s ，v5= cm/s 。

（2）在平面直角坐标系中作出速度—时间图象。

2题图（3）分析小车运动速度随时间变化的规律。

【当堂训练】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）。

①打点计时器 ②天平 ③低压交流电源 ④低压直流电源 ⑤细线和纸带 ⑥钩码和小车 ⑦秒表 ⑧一端有滑轮的长木板 ⑨刻度尺 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：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。

1．电磁打点计时器和电火花计时器都是使用 电源的仪器，电磁打点计时器的工作电压是 ，电火花计时器的工作电压是 V ，其中 实验误差较小。

当电源频率是50 Hz 时，它每隔 s 打一次点。

2．关于接通电源和释放纸带（物体）的次序，下列说法正确的是（ ） A ．先接通电源，后释放纸带 B ．先释放纸带，后接通电源C ．释放纸带同时接通电源D ．先接通电源或先释放纸带都可以3．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或直接测量得到的物理量是（ ） A ．时间间隔 B ．位移 C ．平均速度 D ．瞬时速度4．当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕，下列说法正确的是（ ） A ．点痕记录了物体运动的时间B ．点痕记录了物体在不同时刻的位置或某段时间内的位移C ．点在纸带上的分布情况，反映了物体的形状D ．点在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况 5．〖★〗甲、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t 1时刻，甲和乙的速度相同B ．在t 1时刻，甲和乙的速度大小相等，方向相反C ．在t 2时刻，甲和乙的速度方向相同，加速度方向也相同D ．在t 2时刻，甲和乙的速度相同，加速度也相同6．〖★★〗如图所示，打点计时器所用电源的频率为50Hz ，某次实验中得到的一条纸带，及毫米刻度尺测量情况如图所示，纸带在A 、C 间的平均速度_________m/s ，在A 、D 间的平均速度为_________m/s ，B 点的瞬时速度更接近于______________m/s7．〖★★〗如图所示，是某同学抽动纸带打点的一部分纸带，纸带上点迹清晰，所用的电源频率是 50 Hz ． 试回答：(1) A 、B 、C 、D 是选用的计数点，每两个相邻计数点间的时间间隔是多少．(2) 测量数据标在图中，试估算出打点B 时的抽动纸的速度大小．8、〖（L ）★★〗如图示是某次实验打出的纸带，在纸带上找出连续的6个点，分别标上0、1、2、3、4、5，用直尺测量出两个相邻点间距离x 1、x 2、x 3、x 4、x 5，并把它们填入表格中．根据这些数据：(所用打点计时器的打点周期为0.02s)(1)运用你所学过的知识判断纸带的这段运动情况； (2)求各点的瞬时速度，并画出速度-时间图象。

v 1v 221图8单位：cm2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系【学习目标】1．知道匀变速直线运动的v—t图象特点，理解图象的物理意义．2．掌握匀变速直线运动的概念，知道匀变速直线运动v—t图象的特点．3．理解匀变速直线运动v—t图象的物理意义，会根据图象分析解决问题，4．掌握匀变速直线运动的速度与时间关系的公式，能进行有关的计算．【重点、难点】重点：1．理解匀变速直线运动v—t图象的物理意义2．掌握匀变速直线运动中速度与时间的关系公式及应用．难点：1．匀变速直线运动v—t图象的理解及应用．2．匀变速直线运动的速度一时间公式的理解及计算．【使用说明及学法指导】1.通读复习已学过的1.4及1.5的内容，进一步理解加速度、速度与时间的关系。

自主预习，要努力提升自学能力；2.完成“教材助读”设置的问题，在理解本节内容的基础上迅速完成预习自测题；3.将预习中不能解决的问题标出来，并写在后面“我的疑惑”处。

4. 限时20分钟。

一、预习导引（温故而知新）回忆以前学习过的与本节相关的知识，做好充分的课前预习。

1、匀速直线运动的图像你了解吗？2.在以上V-t图像中，你能写出速度的变化量吗？速度的变化与时间间隔的关系呢？3、在上一节实验的基础上，分析V-t图像是一条倾斜直线的意义？4、斜率的大小代表什么意思？正负又代表什么意思？二、教材助读阅读教材34页，思考下列问题。

1.匀变速直线运动（1）定义：沿着一条直线。

且恒定不变的运动。

（2）分类（3）直线运动的v-t图象①匀速直线运动的v-t图象是一条平行于的直线，如图所示。

②匀变速直线运动的v-t图象是一条的直线，如图所示，a 表示运动，b表示运动。

③v-t图线的倾斜程度，即图线斜率的数值等于物体的的大小，斜率正负表示的方向。

④v-t图线与纵轴的交点坐标，即纵截距等于物体的。

2、速度与时间的关系（1）速度公式v = 。

（2）对公式的理解：做匀变速直线运动的物体，在t时刻的速度v，就等于物体在开始时刻的，再加上整个过程中速度的。

三、预习自测1、关于直线运动的位移、速度图象，下列说法正确的是（）A、匀速直线运动的速度-时间图象是一条与时间轴平行的直线B、匀速直线运动的位移-时间图象是一条与时间轴平行的直线C、匀变速直线运动的速度-时间图象是一条与时间轴平行的直线D、非匀变速直线运动的速度-时间图象是一条倾斜的直线2．对于公式vt=v+at,下列说法正确的是A.适用于任何变速运动B.只适用于匀加速运动C.适用于任何运动D.适用于任何匀变速直线运动3、某汽车在某路面紧急刹车时，加速度的大小是6 m／s2，如果必须在2s内停下来，汽车的行驶速度最高不能超过多少?四、我的疑惑请将你在预习中发现的问题记录下来，在课堂上与老师和同学们交流。