实验：探究小车速度随时间变化的规律 导学案-高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

§2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律（导学案）
预习目标：
1、巩固打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。

2、设计表格填入实验数据，并能在坐标纸上画出v-t 图象。

3、利用图象分析速度随时间的变化规律。

预习内容：
1、电火花计时器使用 电源，当电源频率为50Hz 时，每隔 打一次点，打点时间间隔由 决定（选填“电压大小”或“电源频率”）。

2、下图为打点计时器打出的纸带的一部份，点间时间隔为T ，尽可能精确测B 点的瞬时速度的表达式是V B =
3、本实验用到的实验器材有
提出疑惑： 课内探究学案：
学习目标：
1、巩固打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。

2、设计表格填入实验数据，并能在坐标纸上画出v-t 图象。

3、利用图象分析速度随时间的变化规律。

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
电火花打点计时器、带有定滑轮的长木板、小车、带有小钩的细线、钩码若干、打点计时器、纸带、坐标纸，刻度尺、学生电源、导线若干、夹子。

四．实验步骤
四、实验过程:
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。

A B C D O E x 5 x 4 x 1 x 2 x 3
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，重复实验二次。

4、从3条纸带中选择 的一条纸带，舍去
找一个适当的点作为计时起点。

为了方便，减小误差，通常不用0.02s 为时间单位，而是用每打 的时间 s 为时间单位，在纸带上选好的计时点下面标0，在第 点下面标1，在第 点下面标2……，标明的点叫计数点（如下图所示），两相邻点间的距离分别、x …………
5、测出x 1、x 2、x 3…………的长度,并将测量结果直接标在纸带上. 据v 1= = (第一空填公式,第二空填测量和计算结果) 据v 2= = (同上); 据v 3= = (同上); 据v 4= = (同上);
可算出各点的瞬时速度,将结果填入下面的表格中.
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。

根据表中的数据，在坐标纸上画出v ――t 图象（自己确定合理的标度）
得到的图像应该是
7、思考：（1）该图像过坐标原点吗？为什么？
（2）根据小车的v-t 图象，探究小车速度随时间变化满足什么规律？
五．注意事项1.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。

计数点序号 1 2 3 4 5
计数点对应的时刻（s ） 0.10 0.40
各计数点间的距离 通过各计数点的速度（cm ／
s ） 4 0
● ●
● ● ● ● ● ● ● ● ●
● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 1 2 3 5 x 1 x 2 x 3 x 4
x 5 v
t
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 。

六、拓展思考：
利用手中纸带，从便于测量的位置找一个点当做起点，在每隔相等时间间隔（例如0.1S）
的位置剪开。

试用粘贴的方法得到一个直方图，从中看出纸带的速度是怎样变化的。

课堂巩固练习
1、实验中有哪些地方需要注意的？
（1）开始实验:开始释放小车时,应使小车靠近_______
（2）实验中：接通电源和释放小车。

两步应先_____,后____。

（3）纸带:分析小车运动,是不是只需打1条纸带？
（4）打点结束后立即_____。

2．根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是（）
A．时间间隔 B．位移 C．加速度 D．平均速度。

3、在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如下图给出了从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x1=1.40cm，x2=1.90cm，
x3=2.38cm，x4=2.88cm，x5=3.39cm，x6=3.38cm。

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v-t 图象
（3）分析小车运动速度随时间的变化规律
课后作业：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2．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
3．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 计数点对应时刻（s ）
0.1
0.2
0.3 0.4 0.5 0.6 通过计数点的速度度（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。

4．两做直线运动的质点A 、B 的 v- t 图象如图所示，试分析它们的运动情况。

v v 1 v 2
t
t t
B
A
第 4 题图。