【精選】人教版高中物理必修一1試驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律學案-物理知識點總結(jié)

1、高中數(shù)學、數(shù)學課件、高中數(shù)學教案、數(shù)學試卷試題、數(shù)學知識點總結(jié)第二章 勻變速直線運動的研究THE SECOND CHAPTER 1實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律目標定位1.進一步練習使用打點計時器并會利用平均速度求瞬時速度.2.會利用vt圖象處理實驗數(shù)據(jù).3.嘗試用vt圖象表示運動規(guī)律.h預習導學 f楂理識記+點撥1 .實驗原理：由紙帶還可以間接測量瞬時速度，方法是以某點為中間時刻取 一小段位移，用這段位移的平均速度表示這點的瞬時速度.2 .實驗器材：打點計時器、交流電源、紙帶、一端附有滑輪的長木板、小 車、細繩、劍曲刻度尺、坐標紙.3 .用vt圖象表示小車的運動情況：以速度 v為縱軸、時

2、間t為橫軸建立直角 坐標系，把小車不同時刻的速度進行描點，然后用平滑的曲線 （包括直線）連接這些 點.想一想：若在描點作速度時間圖象時，有個別點偏離大致位置較遠，該怎么處理這些 點？答案 在描點作圖時，讓圖線通過盡可能多的點，不在圖線上的點均勻分布在 圖線的兩側(cè)，偏差較大的點舍去. 課堂講義打理解，深化+探究、實驗步驟1 .如圖211所示，把一端附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，打點計時器固定在長木板沒有滑輪的一端，連接好電路.打點計時器小車螂一口鉤碼1圖2112 .把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪，下面掛上適當?shù)你^碼，把紙帶 穿過打點計時器，并把紙帶的另一端固定在小車的后

3、面.3 .把小車停在打點計時器處，先接通電源，后釋放小車，讓小車拖著紙帶運 動，打點計時器就在紙帶上打下一系列小點，隨后立即關(guān)閉電源.4 .換上新紙帶，重復實驗三次.二、數(shù)據(jù)處理1 .表格法高中數(shù)學、數(shù)學課件、高中數(shù)學教案、數(shù)學試卷試題、數(shù)學知識點總結(jié)高中數(shù)學、數(shù)學課件、高中數(shù)學教案、數(shù)學試卷試題、數(shù)學知識點總結(jié)(1)從幾條紙帶選擇一條點跡最清晰的.舍掉開頭一些過于密集的點跡，找一 個適的點當作計時起點(0點)，每5個點(相隔0.1 s)取一個計數(shù)點進行測量，如 圖212所示(相鄰兩點間還有四個點未畫出).標明0、1、2、3、4，測量各計數(shù) 點到0點的距離x,并記錄填入表中.圖212位置編號0

4、1934z/s才/mz?/(m , s 1 )(2)分別計算出相鄰的兩計數(shù)點之間的距離 X1、X2、X3 .(3)利用一段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度，即vn二空.例如，圖中計數(shù)點4的速度丫4=歲2手.并將求得的各計數(shù)點1、2、3、4、 5的瞬時速度，填入上面的表格中.(4)根據(jù)表格的數(shù)據(jù)，分析速度隨時間怎么變化.2 .圖象法(1)在坐標紙上建立直角坐標系，橫軸表示時間，縱軸表示速度，并根據(jù)表格 中的數(shù)據(jù)在坐標系中描點(2)畫一條直線，讓這條直線通過盡可能多的點，不在線上的點均勻分布在直 線的兩側(cè)，偏差比較大的點忽略不計，如圖213所示.(3)觀察所得到的直線，分析物體的速度

5、隨時間的變化規(guī)律.一，一 Av(4)根據(jù)回出的vt圖象求出小車運動的加速度 a=工；三、注意事項1 .開始釋放小車時，應使小車靠近打點計時器.2 .先接通電源，等打點穩(wěn)定后，再釋放小車.3 .打點完畢，立即斷開電源.4 .選取一條點跡清晰的紙帶，適當舍棄點跡密集部分，適當選取計數(shù)點(注意高中數(shù)學、數(shù)學課件、高中數(shù)學教案、數(shù)學試卷試題、數(shù)學知識點總結(jié)高中數(shù)學、數(shù)學課件、高中數(shù)學教案、數(shù)學試卷試題、數(shù)學知識點總結(jié)計數(shù)點與計時點的區(qū)別)，弄清楚所選的時間間隔T等于多少.5 .要逐次測量各段距離，應盡可能地一次測量完畢.6.在坐標紙上畫vt圖象時，注意坐標軸單位長度的選取，應使圖象盡量分布 在坐標平面

6、中央.【例1】在“探究小車的速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，某同學操作過程 中有以下實驗步驟：A.拉住紙帶，將小車移至靠近打點計時器處，先放開紙帶，再接通電源；B.將打點計時器固定在長木板上，并連接好電路；C .把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下邊吊著適當重的鉤碼，放手 后看小車能否在木板上做平穩(wěn)的加速運動；D.取下紙帶；E.把一端附有定滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使附有定滑輪的一端伸出 桌面；F,將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔；G.換上新紙帶，重復操作兩次.(1)其中有錯誤的步驟是 (2)將改正后的步驟按合理的順序?qū)懺跈M線上：步驟順序為解析(1)打點計時器在使用時，為

7、了使打點穩(wěn)定，同時為了提高紙帶的利用 率，使盡量多的點打在紙帶上，要應先接通電源，再放開紙帶，故 A錯誤.(2)本著先安裝器材，后進行實驗的思路，如在該實驗中，先固定長木板，安 裝打點計時器，準備完畢開始進行實驗，注意要先打點后釋放小車，做完一次實驗 要及時關(guān)閉電源，故正確的實驗步驟是 EBCFADG.答案 (1)A 應先接通電源，再放開紙帶(D 取下紙帶前應先斷開電源 )(2)EBCFADG【例2 (20132014江蘇高一期中)在探究小車的速度隨時間變化的規(guī)律 的實驗中，利用打點計時器打出了如圖 214所示的一條紙帶，其中1、2、3、4、 5、6均為記數(shù)點，且相鄰的兩個計數(shù)點之間都還有4個

8、點沒有畫出來，已知電源的頻率為 50 Hz.現(xiàn)測得：S1=1.40 cm, S2=1.90 cm, S3 = 2.40 cm, S4 = 2.90 cm, S5 = 3.40 cm, S6=3.90 cm.234567/ / J 詢 + + -4.與一十一%圖214(1)在打點計時器打出點2、3、4、5、6時，小車的速度分別為：v2=cm/s, V3 =cm/s, V4 =cm/s, V5 =cm/s.在圖215的坐標紙上作出速度 一時間圖象(從1開始計時).高中數(shù)學、數(shù)學課件、高中數(shù)學教案、數(shù)學試卷試題、數(shù)學知識點總結(jié)高中數(shù)學、數(shù)學課件、高中數(shù)學教案、數(shù)學試卷試題、數(shù)學知識點總結(jié)圖215（3

9、）根據(jù)作出的速度 一時間圖象，求出小車的加速度為 m/M（取二位有 效數(shù)字）.解析（1）打點計時器打出點 2、3、4、5、6時小車的速度可利用平均速度求出，分另U為 v2= S12| 16.50 cm/s, v3 = $22ts3 = 21.50 cm/s, v4 = S32ts26.50S4 S5cm/s, v5= 2t- = 31.50 cm/s.（2）如圖所示：(3)求出圖象的斜率可得a= k=管=31j0-焦50x 10 2 m/s2= 0.50 m/s2 d I 0.4 0.1答案 (1)16.50 21.50 26.50 31.50 (2)如解析圖所示(3)0.50 m/s2 誤差

10、i0.03h對點練習 金鞏固-應用+反饋1 .在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，下列方法有助于減少實 驗誤差的是（）A.選取計數(shù)點，把每打5個點的時間間隔作為一個時間單位B,使小車運動的加速度盡量小些C.舍去紙帶上開始時密集的點，只利用點跡清晰、間隔適當?shù)哪且徊糠诌M行 測量、計算D,適當減少掛在細繩下鉤碼的個數(shù)解析 實驗中應區(qū)別計時器打出的軌跡點與人為選取的計數(shù)點，通常每隔4個高中數(shù)學、數(shù)學課件、高中數(shù)學教案、數(shù)學試卷試題、數(shù)學知識點總結(jié)高中數(shù)學、數(shù)學課件、高中數(shù)學教案、數(shù)學試卷試題、數(shù)學知識點總結(jié)軌跡點選1個計數(shù)點，這樣計數(shù)點間的距離大些，測量時相對誤差較小，A正確；小車的加速度應

11、適當大一些，在紙帶上計數(shù)點間的距離大，測量的相對誤差較小， B錯誤；舍去紙帶上密集的點，只利用點跡清晰，點間隔適當?shù)哪且徊糠诌M行測 量，這樣測量的相對誤差減小，C正確；適當增加掛在細繩下鉤碼的個數(shù)，既可以 打出足夠多點，又可以讓位移盡量大，利于減小誤差.D錯誤.故選AC.答案 AC2 .在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，算出小車經(jīng)過各計數(shù)點 的瞬時速度，為了計算加速度，合理的方法是 （）A.根據(jù)任意兩計數(shù)點的速度，用公式 a=Av/At算出加速度B.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出vt圖象，量出其傾角，由公式a = tan a求出加速度C.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出vt圖象，由圖象上相距較遠的兩點所對應的速度

12、、時間 的信用公式a= Av/At算出加速度D,依次算出通過連續(xù)兩計數(shù)點間的加速度，算出平均值作為小車的加速度解析 方法A偶然誤差大，方法D實際上也僅由初、末兩個速度決定，偶然 誤差也較大，只有利用實驗數(shù)據(jù)畫出對應的vt圖象，才可充分利用各次測量數(shù)據(jù)，減小偶然誤差.由于在物理圖象中，兩坐標軸的分度往往是不相等的，根據(jù)同 一組數(shù)據(jù)，可以畫出傾角不同的許多圖線，方法 B是錯誤的，正確的方法是根據(jù) 圖象找出不同時刻所對應的速度值，然后利用公式a=Av/At算出加速度，即方法C正確.答案 C3. （20132014海南高一段考）如圖216所示，是某同學由打點計時器得到的 表示小車運動過程的一條清晰紙帶

13、，紙帶上兩相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出， 其中 X1=7.05 cm、X2=7.68 cm、X3=8.33 cm、X4 = 8.95 cm、xs = 9.61 cm、X6 = 10.27 cm./ AR C D E F G（*-4-4-4-4* ;X X 工 X, JTdJ,J ,.,-'圖 216（1）下表列出了打點計時器打下B、D、F時小車的瞬時速度，請在表中填入打點計時器打下C、E兩點時小車的瞬時速度（保留三位有效數(shù)字）.位置8CDE速度（m）0,7370. 8640. 994以A點為計時起點，在坐標圖217中畫出小車的速度一時間關(guān)系圖線.高中數(shù)學、數(shù)學課件、高中數(shù)學教案、數(shù)學

14、試卷試題、數(shù)學知識點總結(jié)高中數(shù)學、數(shù)學課件、高中數(shù)學教案、數(shù)學試卷試題、數(shù)學知識點總結(jié)= 0.928 m/s,根據(jù)速度一時間關(guān)系圖 0.61 0.66 m/S2.答案(1)0.8010.928（3）根據(jù)你畫出的小車的速度一時間的關(guān)系圖線計算出的小車的加速度a =m/V.（保留兩位有效數(shù)字）X2+X3X4+X5解析 vc=0.801 m/s, ve = ;tBD'tDF線可以得到圖象的斜率即加速度的大小的范圍為（3）0.61 0.66h題組訓練 解疑糾偏檢測（時間：60分鐘）1 .在做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗時，根據(jù)打點計時器打出的 紙帶，我們可以不利用公式計算就能直接得到的

15、物理量是（）A.時間問隔 B .瞬時速度C.加速度 D.某段時間內(nèi)的位移解析 打點計時器是每隔0.02 s打下一個點，所以數(shù)點就知道時間問隔，故 A 正確.瞬時速度的求解需要運用平均速度的公式，故B錯誤.加速度求解需要運用公式或利用圖象求斜率，故C錯誤.位移利用刻度尺直接測量兩點之間的距離.故D正確.故選A、D.答案 AD2 .關(guān)于用打點計時器“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗，下列說法 中正確的是（）A .打點計時器應固定在長木板上，且靠近滑輪一端B.開始實驗時小車應靠近打點計時器一端C.應先接通電源，待打點穩(wěn)定后再釋放小車高中數(shù)學、數(shù)學課件、高中數(shù)學教案、數(shù)學試卷試題、數(shù)學知識點總結(jié)高

16、中數(shù)學、數(shù)學課件、高中數(shù)學教案、數(shù)學試卷試題、數(shù)學知識點總結(jié)D.牽引小車的鉤碼個數(shù)越多越好解析打點計時器應固定在長木板上沒有滑輪的一端，A錯誤；小車開始時靠 近打點計時器是為了使小車的運動距離較大，B正確；若先釋放小車后接通電源只能在紙帶的后面部分打點，C正確；鉤碼個數(shù)太少，打點密集，鉤碼個數(shù)太多，打 點太少，都會帶來實驗誤差，D錯誤.答案 BC3 .在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，下列說法不正確的是（）A.紙帶上可以每隔任意相同數(shù)量的點選取一個計數(shù)點B,使用刻度尺測量長度時，要進行估讀C.作vt圖象時，所描曲線必須經(jīng)過每一個點D.在數(shù)據(jù)處理時，常用公式法和圖象法解析 實驗中可以每隔

17、任意相同數(shù)量的點選取一個計數(shù)點，但相隔四個點時取 計數(shù)點時間間隔為0.1 s,計算時更方便，A對；使用刻度尺測長度時，要進行估 讀，B對；作vt圖象時，應使盡量多的點落在線上，離線較遠的點大膽舍棄，C錯；數(shù)據(jù)處理可選擇公式法和圖象法中的其中一個，D對.答案 C圖2184 .如圖218所示為同一打點計時器打出白兩條紙帶，由紙帶可知 （）A.在打下計數(shù)點“陣”鈉過程中，紙帶甲的平均速度比乙的大B.在打下計數(shù)點”0至”的過程中，紙帶甲的平均速度比乙的小C.紙帶甲的加速度比乙的大D.紙帶甲的加速度比乙的小解析 在打下計數(shù)點0”至5”的過程中，兩紙帶所用時間相同，但甲紙帶位移 小于乙紙帶位移，故v甲v乙

18、，A錯，B對；相鄰計數(shù)點間所用時間相等，可知甲 的速度不變，所以a甲=0,乙的速度變大，a乙*0,故a甲a乙，C錯，D對.答案 BD5 .在探究小車速度隨時間變化的規(guī)律實驗中，更換不同整碼重復三次實 驗，經(jīng)數(shù)據(jù)處理做作三條vt圖象，如圖219所示，則下列選項正確的是（）A.三次實驗中加速度最大的是圖中直線 cB.三次實驗中加速度最大的是圖中直線 aC.圖象為傾斜的直線表示小車的速度恒定D.圖象為傾斜的直線表示小車的加速度恒定高中數(shù)學、數(shù)學課件、高中數(shù)學教案、數(shù)學試卷試題、數(shù)學知識點總結(jié)高中數(shù)學、數(shù)學課件、高中數(shù)學教案、數(shù)學試卷試題、數(shù)學知識點總結(jié)解析 根據(jù)圖象可知，a的斜率最大，因此加速度最大

19、，A錯誤，B正確；圖 象為傾斜直線斜率不變，則表示加速度不變，故 C錯誤，D正確.故選B、D.答案 BD6 . （1）在做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，給你以下器材：電 磁打點計時器，電池組，紙帶，復寫紙，小車，鉤碼，細純，一端附有定滑輪的長 木板，其中不需要的器材是 ,還需要增添的器材有 :（2）關(guān)于“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”這一實驗，下列說法正確的是A.長木板不能側(cè)向傾斜，也不能一端高一端低B.在釋放小車前，小車應緊靠在打點計時器處C.應先接通電源，待打點計時器打點穩(wěn)定后再釋放小車D.打點計時器應接在低壓直流電源上E .小車運動時要保持紙帶與打點計時器平面、木板平行F,必

20、須選擇點跡清晰的紙帶，且應以打點計時器打下的第一個點為第一個計 數(shù)點G.畫vt圖象時，應先描點后連線，并且要把描出的所有點都連接起來.解析（1）電磁打點計時器使用交流電源，所以不需要的器材是電池組.打點 計時器還需要交流電源，為了得到小車的運動規(guī)律，還需要刻度尺來測量計數(shù)點之 間的距離，用來計算速度和加速度.所以需要低壓交流電源、刻度尺.（2）長木板不能側(cè)向傾斜，但是可以一端高一端低，故A錯誤；在釋放小車前，小車應盡量靠近打點計時器，以能在紙帶上打出更多的點，有利于實驗數(shù)據(jù)的處理和誤差的減 小，故B正確.實驗中應先啟動打點計時器然后釋放小車，故C正確.打點計時器應接在低壓交流電源上，故 D錯誤

21、；小車運動時要保持紙帶與打點計時器平 面、木板平行，故 E正確；必須選擇點跡清晰的紙帶，不需要以打點計時器打下 的第一個點為第一個計數(shù)點，故 F錯誤；作vt圖時，讓盡量多的點均勻分布在圖 象的兩邊，描繪成平滑的曲線，不要求所有的點都在圖象上，故 G錯誤；故選 B、C、E.答案（1）電池組低壓交流電源、刻度尺 （2）BCE7 . 一小球在桌面上從靜止開始做加速直線運動，現(xiàn)用高速攝影機在同一底片 上多次曝光，記錄下小球每次曝光的位置，并將小球的位置編號.如圖 2110甲所 示，1位置恰為小球剛開始運動的瞬間，作為零時刻.攝影機連續(xù)兩次曝光的時間 間隔均相同，小球從1位置到6位置的運動過程中經(jīng)過各位

22、置的速度分別為V1 =0, V2=0.06 m/s,V3=m/s, V4=0.18 m/s, V5 =m/s.在圖乙所示的坐標紙上作 出小球的速度一時間圖象（保留描點痕跡）；根據(jù)圖象可求出加速度a = m/£（保留三位有效數(shù)字） 125456-ii|?iii|iiff|iiii|iiiiiii|riri|ii| 010203040cm甲高中數(shù)學、數(shù)學課件、高中數(shù)學教案、數(shù)學試卷試題、數(shù)學知識點總結(jié)高中數(shù)學、數(shù)學課件、高中數(shù)學教案、數(shù)學試卷試題、數(shù)學知識點總結(jié)S,解析圖 2110如題圖所示，x + x2=0.06 m,而 V2 = 3T m/s= 0.06 m/s,故 T=0.5&qu

23、ot;2Tx 2?；5m二=0.12 m/s,又 X4 + x5 = 0.24 m,貝ij V5 = X42TX5=20245m/s=0.24 m/s.其vt圖象如圖所示：力口速度：a=k=Av0.32A2.75m/s2 = 0.116 m/s.答案 0.12 0.24見解析圖 0.1168.汽車沿平直的公路行駛，小明坐在汽車駕駛員旁，注視著速度計，并記下 間隔相等的各時刻的速度值，如下表所示：/(5)0510152025303540m/s)20304050505035205(1)請你根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)，在圖 2111背景坐標紙中作出汽車運動的速度圖 象.高中數(shù)學、數(shù)學課件、高中數(shù)學教案、數(shù)學試卷試題、數(shù)學知識點總結(jié)高中數(shù)學、數(shù)學課件、高中數(shù)學教案、數(shù)學試卷試題、數(shù)學知識點總結(jié)(2)求出汽車停下的時刻(結(jié)果保留兩位小數(shù)). 解析(1)采用描點法作出速度圖象，如圖所示.(2)將圖象上勻減速