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

1、.實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)1. 探究目的：禾用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或電火花計(jì)時(shí)器探究小車在重物牽引下的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，根據(jù)紙帶記錄 的點(diǎn)研究小車速度的變化規(guī)律。2. 探究過程：(1) “探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)原理如圖2-1-1所示，請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)所需的器材:小車、紙承源整“打點(diǎn)辻時(shí)器圖 2-1-1(2) 根據(jù)原理圖，安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，將小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通 后，再釋放小車,讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一列小點(diǎn)，換上新的紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。(3) 從三條紙帶中選擇一條點(diǎn)跡清晰且所有點(diǎn)都在同一直線上的紙帶，舍掉開頭一些比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測(cè)量的地方找一個(gè)開始點(diǎn)

2、標(biāo)上0,為了測(cè)量方便和減小誤差，在選好的開始點(diǎn)后面每打五次點(diǎn)取一個(gè)點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)叫做計(jì)數(shù)點(diǎn)，并標(biāo)明1、2、3(如圖2-1-2所示)，兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔就是T=5X 0.02s=0.1s距離分別是X1、X2、X3<0 1 2L 活.-心恥圖2 -1 -2 心(4) 增減所掛的鉤碼數(shù)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟(2)(3)，再做兩次實(shí)驗(yàn).3. 數(shù)據(jù)處理(1)利用紙帶計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離X1、X2、X3和相對(duì)應(yīng)的時(shí)間，根據(jù)第一章用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量瞬時(shí)速 度的方法,得出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，V1 =(X1+X2)/ 2T、V2 =(X2+X3)/ 2Tt其中T = 0.1s；求出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的a。瞬時(shí)速度后，由加速度的定義

3、：a = v/At計(jì)算出小車做直線運(yùn)動(dòng)的加速度(2)將得到的瞬時(shí)速度值分別填入下表：小車在幾個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度位置編號(hào)012345時(shí)間t/s00.10.20.30.40.5-1V1/(m?>1)-1V2/(m?>1)V3/(m?-1)(3) 作出速度一時(shí)間圖象運(yùn)用“擬合”描點(diǎn)法畫v-t圖象：在科學(xué)上，為了描述實(shí)驗(yàn)中測(cè)量量之間的關(guān)系，先將其在坐標(biāo)系中描 點(diǎn)，然后用一條曲線(包括直線)“擬合”這些點(diǎn)，使畫出的曲線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相同，這種描點(diǎn)方法叫擬合 描點(diǎn)法。每次實(shí)驗(yàn)，描出的幾個(gè)點(diǎn)都大致在一條直線上，由于實(shí)驗(yàn)誤差是不可避免的，所以有些點(diǎn)會(huì)落在直線 的左邊,有些點(diǎn)落在了直線的右邊，如果是沒

4、有誤差的理想情況，這些點(diǎn)才能全部落在直線上。需要注意的是如果在擬合這些點(diǎn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)某一個(gè)點(diǎn)離散得較多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離了擬合曲線，則說明此點(diǎn)反映的實(shí)驗(yàn)數(shù) 據(jù)存在問題，應(yīng)重做這一步實(shí)驗(yàn)或舍去此點(diǎn)。(4) 作出v-t圖象，圖線的斜率就是小車運(yùn)動(dòng)的加速度。4.注意事項(xiàng)如使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，那么它必須接在 6- 8V的低壓交流電源上，如使用電火花計(jì)時(shí)器，貝U須接在 220V的交流電源上。注意計(jì)時(shí)器不宜長時(shí)間通電，每次都要及時(shí)關(guān)閉電源開關(guān)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，待工作穩(wěn)定后再讓紙帶運(yùn)動(dòng)。另外，復(fù)寫紙的油面要向下，紙帶從 復(fù)寫紙的下面穿過，這樣紙帶上才能夠打出點(diǎn)來。復(fù)寫紙轉(zhuǎn)軸可前后移動(dòng)，用以改變振針打在復(fù)寫紙的 不

5、同位置上，以保證打出的點(diǎn)清晰，同時(shí)也可以充分利用復(fù)寫紙。如使用電火花計(jì)時(shí)器，使用時(shí)，首先 檢查墨粉紙盤是否已經(jīng)正確地套在紙盤軸上，檢查兩條紙帶是否已經(jīng)正確地穿好，墨粉紙盤是否已經(jīng)夾 在兩條紙帶之間。使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，如發(fā)現(xiàn)點(diǎn)跡太輕或有拖痕，應(yīng)檢查打點(diǎn)針是否太短或太長，并予以調(diào)整。若使 用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)跡不清，則需要更換墨粉紙盤。安裝研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)， 初始時(shí)要把小車的位置擺正，使紙帶與拉繩的方向一致, 且不與計(jì)時(shí)器的限位槽邊相擦。隔為 T = 0.02SX 5= 0.1s。 范例精析例1:如圖2-1-3A.B.C.D.由于打點(diǎn)周期比較小，點(diǎn)間距離較小，通常每隔 4個(gè)實(shí)際點(diǎn)取一

6、個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間一同學(xué)在做“探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)紙帶上打出的不是圓點(diǎn)，而是 所示的一些短線，可能是因?yàn)椋ǎ┐螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器錯(cuò)接在直流電源上電源電壓不穩(wěn)定 電源的頻率不穩(wěn)定 打點(diǎn)針壓得過緊川啟 C Q E圖 2-1-319.55 =2-1-4拓展：（1）了解實(shí)驗(yàn)儀器的結(jié)構(gòu)、工作原理和工作條件是保證實(shí)驗(yàn)成功的前提，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器 的觀察，掌握新儀器的使用方法，也是一種重要的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。?）使用電火花計(jì)時(shí)器來分析物體運(yùn)動(dòng)情況的實(shí)驗(yàn)中： 在如下實(shí)驗(yàn)步驟中，正確合理的排列順序?yàn)?A .把電火花計(jì)時(shí)器固定在桌子上B .安好紙帶C.松開紙帶讓物體帶著紙帶運(yùn)動(dòng)D .接通220V交流

7、電源E.按下脈沖輸出開關(guān)，進(jìn)行打點(diǎn),還要檢查是否夾在兩 在安放紙帶時(shí)，要檢查墨粉紙盤是否已經(jīng)正確地套在條紙帶之間。例2:某課外興趣小組在探究小車的速度隨時(shí)間變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，得到如圖2-1-4所示的實(shí)驗(yàn)紙帶，實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器交流電的頻率為50Hz，紙帶前面的幾個(gè)點(diǎn)較模糊，因此從A點(diǎn)開始每打五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),其中B C D E點(diǎn)的對(duì)應(yīng)速度vb= /s, vc= /s, VD= /s, ve= /s,由此推得F點(diǎn)的速度vf=m/s。小車從B運(yùn)動(dòng)到C的加速度ai=m,從C運(yùn)動(dòng)到D的加速度m/s。a2=m/W，從D運(yùn)動(dòng)到E的加速度a3=m/§。能力訓(xùn)練1. 根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，我們可

8、以從紙帶上直接得到的物理量是A .時(shí)間間隔B .位移 C.加速度D .平均速度2. 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器振針打點(diǎn)的周期決定于()A .交流電壓的高低B.交流電的頻率C.永久磁鐵的磁性強(qiáng)弱D .振針與復(fù)寫紙間的距離3. 關(guān)于計(jì)數(shù)點(diǎn)的下列說法中正確的是()A .用計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量計(jì)算，既方便又可減小誤差B. 相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔應(yīng)是相等的C. 相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離應(yīng)是相等的D .計(jì)數(shù)點(diǎn)是從計(jì)時(shí)器打出的實(shí)際點(diǎn)中選出來的，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間點(diǎn)跡的個(gè)數(shù)相等4. 在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是()A .長木板一定要水平擺放，不能一端高一端低B .使小車速度的變化盡可能快一些C.使用刻度尺測(cè)量長

9、度時(shí)，要讀到最小刻度的下一位D .作v-t圖時(shí)，所描曲線必須經(jīng)過每一個(gè)點(diǎn)5. 如圖2-1-5所示為某次實(shí)驗(yàn)中打出的一條經(jīng)過處理后的紙帶，圖中O為小車運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)，A為所選取的第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，O點(diǎn)到A點(diǎn)之間有部分點(diǎn)不清晰，相鄰兩個(gè)記數(shù)點(diǎn)之間有 4個(gè)點(diǎn)未畫出，電源頻 率為50Hz,用毫米刻度尺測(cè)量后可直接算出()A .從0點(diǎn)到F點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間B .從A點(diǎn)到F點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的平均速度C. C點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度vCD . G點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度VG6.個(gè)滑塊沿斜面滑下如圖2-1-6所示，依次通過斜面上的A、B、C、D、E、F點(diǎn)，已知AB=6cm,BC=10cm, CD=14cm，DE=18cm，滑塊經(jīng)過相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間間

10、隔為 2s，求：(1) 滑塊在B、C、D三點(diǎn)的瞬時(shí)速度(2) 尋求圖中滑塊的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，推斷出 E、F兩點(diǎn)間的位移和E點(diǎn)的瞬時(shí)速度.7.在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，得到一條紙帶如圖2-1-7所示.A、B、C、D、E、F、G 為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔為0.10sxi=1.20cm, x 2=1.60cm,x 3=1.98cm, x 4=2.38cm, x5=2.79cm, x 6=3.18cm.(1)計(jì)算運(yùn)動(dòng)物體在B、C、D、E、F各點(diǎn)的瞬時(shí)速度.在2-19圖中作出v-t圖象，并由圖象求物體的加速度.2云 C b圖 2-1-7&在利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究小車運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)在打出的紙帶上每5點(diǎn)取一個(gè)記數(shù)點(diǎn)，測(cè)出每?jī)蓚€(gè)相鄰記數(shù)點(diǎn)間的距離分別為XI、X2、X6,然后他把紙帶上X1、X2、X6各段準(zhǔn)確地剪成6段，按如圖2-1-9那樣帖在坐標(biāo)紙上，彼此不留間隙也不重疊，紙帶下端都準(zhǔn)確地與橫軸重合，X1的左邊準(zhǔn)確地與縱軸重合，橫軸為時(shí)間軸，縱軸為速度軸，該同學(xué)在這個(gè)圖中作出了v-t圖象，并由圖象求a的。出了加速度a,請(qǐng)說明他是如何作出速度圖象并求出加速度9.某研究性學(xué)習(xí)小組在研究小車在水平薄布面上做減速運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，所打出的紙帶如圖2-13所