2024_2025学年新教材高中物理第二章匀变速直线运动的研究1实验：探究小车速度随时间变化的规律学案新人教版必修第一册.docx
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试验：探究小车速度随时间变更的规律
核心素养
物理观念
(1)娴熟运用打点计时器，并求瞬时速度．
(2)描绘并利用v-t图像处理试验数据并通过对拟合成的图线视察、思索，找出物体速度变更的规律．
科学思维
(1)学会利用图像处理试验数据的科学方法．
(2)经验探究规律的过程，体会探讨直线运动的一般思路．
科学探究
(1)运用打点计时器测物体的运动速度．
(2)通过试验，提升试验设计、处理信息、做出说明等科学探究方面的实力．
(3)学习借助计算机数表软件绘制v-t图像，并选择适当的函数拟合数据，得到物体速度随时间变更的规律．
科学看法与责任
通过试验探究培育实事求是的科学看法．
试验必备·自主学习——突出基础性素养夯基
一、试验思路
1．试验目的
(1)进一步练习运用打点计时器．
(2)会利用平均速度求瞬时速度．
(3)会利用v-t图像处理试验数据，并由图像计算小车的加速度和推断小车的运动状况．
2．试验器材
电磁打点计时器(或电火花计时器)、复写纸、导线、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、槽码、________、沟通电源．
3．试验思路
如图所示，把一端带有________的长木板平放在试验桌上，木板上放一个可以左右移动的________，小车一端连接穿过打点计时器的________，另一端连接绕过滑轮系有________的细绳．小车在槽码的牵引下运动，通过探讨纸带上的信息，就可以知道小车运动的速度随时间变更状况．
二、进行试验
1．安装试验器材：把附有滑轮的长木板放在试验台上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端，连接好电路，如图所示．
2．试验打算
把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下面挂上合适的槽码．放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行，然后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.打纸带
使小车停在打点计时器处，先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点，再按同样的方法(不变更槽码个数)打出两条纸带．从这三条纸带中选用一条最清楚的，记录为纸带Ⅰ.
4.增减槽码再打纸带
增加一个槽码，按上述方法打出纸带Ⅱ.在打纸带Ⅰ时的基础上削减一个槽码，仍按上述方法打出纸带Ⅲ.
三、数据记录及数据分析
1．数据测量
(1)选纸带、标计数点：从几条纸带中选择一条比较志向的纸带，舍掉起先一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个点，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…如图所示．
(2)测距离、填表格：依次测出01、02、03、04…的距离x1、x2、x3、x4…，填入表中．
位置
1
2
3
4
5
6
长度
x1
x2
x3
x4
x5
x6
各段长度
0～2
1～3
2～4
3～5
4～6
时间间隔
v/(m·s－1)
(3)求瞬时速度：1、2、3、4…各点的瞬时速度分别为：v1＝x22T、v2＝x3-x12T、v3＝
2．数据分析
(1)以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系．依据表中的v、t数据，在坐标系中描点作出v-t图像．
(2)视察所得到的直线，分析小车的速度随时间的变更规律．
3．试验结论
小车的速度随时间匀称增加．
[试验原理](1)利用打点计时器打出的纸带上记录的信息，可计算出各时刻的瞬时速度．(2)利用描点法作出小车的v-t图像，依据图像推断小车速度随时间的变更规律．
[留意事项](1)试验前：①固定长木板时定滑轮要伸出桌面，打点计时器要固定于没有定滑轮的一端；②应让小车停在靠近打点计时器的位置，这样可以最大限度地利用纸带；③细绳应与长木板平行，保证小车的加速度不变．
(2)试验时，①必需先启动计时器，再释放小车；②试验后必需先断开电源，再取下纸带．
(3)牵引小车的槽码个数要适当，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差别不大，导致误差增大．
减小长度测量的误差
纸带上开头有一些过于密集的点迹，因此通常会舍去这些点；假如逐一测量计数点之间的间隔xn，就会引起较大的误差，因此运用“0刻度一次对齐法”以减小长度测量时的误差．
处理试验数据时的留意点
(1)单位；
(2)相邻计数点间的时间间隔T；
(3)结果依据题目要求保留几位有效数字或者保留几位小数；
(4)若题目中没有明确说明，一般依据题目中所给的数据形式进行保留．
作小车运动的v-t图像的方法
(1)坐标轴标度的选取要合理，图像分布应符合要求．
(2)描点：描点时要用平行于两坐标轴的虚线交点标明这个点的位置坐标(所描点在图上用“×”或“·”标明)．
(3)连线：画出一条直线，让尽可能多的点落在直线上，不能落在直线上的点应匀称分布在直线两侧，离直线较远的