高一物理第二章学案(含答案)

第二章 匀变速直线运动的研究学案 1.实验：探究小车速度随时间变化的规律

一、知识点探究 1.实验研究 (1)实验目的

利用打点纸带研究小车的运动情况，分析小车的速度随时间变化的规律． (2)实验原理

利用纸带上的数据和第一章的方法求出通过各计数点的速度(学完本章第3节后可根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，即v n ＝

T

x x n n 21

++，求出打第n 个计数点时纸带的瞬时速度)，再作出v －t 图象，分析v 与t 的关系． (3)实验器材

打点计时器、纸带、 、导线、 、小车、钩码 (4)实验过程

①(如图所示)把一端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远离滑轮的一端，连接好电路．

②把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，放手后，看小车能否在木板上平稳地滑行，然后把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定在小车的后面．

③把小车停靠在打点计时器处，先 ，后 ，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的小点，换上新纸带，重复实验三次．

讨论点一：在本实验中，如果长木板不是平放在实验桌上，而是与水平面有一定的夹角，那么对探究小车的运动规律是否有影响？

2.实验数据处理 (1)表格法

①从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点，作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明0、1、2、3、4…，测量各计数点到0点的距离x ，并记录填入表中.

②分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距离Δx1、Δx2、Δx3….

③利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度，填入上面的表格中．

④根据表格的数据，分析速度随时间怎么变化．

(2)图象法

①在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点．

②画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

舍去，

．．．如图所示．

③观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律.

3.误差分析

(1)木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀．

(2)根据纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬时速度有误差．

(3)作v－t图象时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差.

4.实验注意事项

(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50cm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与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个点取一个计数点，即时间间隔为T＝0.02×5s＝0.1s.

(6)描点时最好用坐标纸，在纵、横轴上选取合适的单位，用细铅笔认真描点．

二、题型设计

1.对实验过程的掌握

例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

变式题：在探究小车速度随时间变化的规律实验中，某同学操作中有以下实验步骤，其中有错误或遗漏的步骤．(遗漏步骤可编上序号G、H、…)

A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处先放开纸带，再接通电源；

B．将打点计时器固定在平板上，并接好电路；

C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码；

D．取下纸带；

E．将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上平稳地滑行；

F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔．

将以上步骤完善并按合理顺序填写在横线上：

2.根据纸带数据判断物体的速度随时间变化的规律

例2：(2009·潍坊统考)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，记录小车运动的一段纸带如图所示，在纸带上选择A、B、C、D、E、F六个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出．

(1)由纸带提供的数据求出打下C、E点时的小车的速度，填入下表：

(2)根据上表中的数据，在图中作出小车运动的v－t图线；

(3)根据作出的v－t图线可得小车运动的加速度为________m/s2.

三、课后作业

基础夯实

1．关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法错误

．．的是( ) A．长木板不能侧向倾斜，但可以一端高一端低．

B．在释放小车前，小车应紧靠在打点计时器上

C．应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车

D．要在小车到达定滑轮前使小车停止运动

2．在实验过程中，对于减小实验误差来说，下列方法中有益的是( )

A．选取记数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位

B．使小车运动的加速度尽量小些

C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算

D．选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验

3．一辆农用“小四轮”漏油，假如每隔1s漏下一滴，车在平直公路上行驶，一位同学根据漏在路面上的油滴分布，分析“小四轮”的运动情况(已知车的运动方向)．下列说法中正确的是A．当沿运动方向油滴始终均匀分布时，车的速度可能不变

B．当沿运动方向油滴间距逐渐增大时，车的加速度一定在增大

C．当沿运动方向油滴间距逐渐增大时，车的加速度可能在减小

D．当沿运动方向油滴间距逐渐增大时，车的加速度可能在增大

4．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，记

录小车做匀变速运动的纸带如下图所示，在纸带上选择点迹清晰的点并标注为0～5的六个计数点，相邻