2019版物理新教材人教必修一同步学案：2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 Word版含答案

1．实验：探究小车速度随时间变化的规律 知识纲要导引 核心素养目标 物理观念 经历直线运动的实验过程 科学思维 体会图像法在研究物理问题中的重要性 科学探究 探究小车速度随时间变化的规律 科学态度 与责任 初步了解近代实验科学产生的背景，认识实验对物理学发展的推动作用 基 础 导 学 一、实验思路(自学教材第38页“实验思路”部分) 1．实验目的： 研究小车速度随时间变化的规律，测量小车在不同时刻的瞬时速度． 2．实验器材 打点计时器、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源． 3．实验思路： 如图所示，把一端带有滑轮的长铝板平放在实验桌上，铝板上放一个可以左右移动的小车，小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过滑轮系有槽码的细绳. 小车在槽码的牵引下运动，通过研究纸带上的信息，就可以知道小车运动的速度是怎样随时间变化的． 二、进行实验(自学教材第38、39页“进行实验”部分) 1．按照图固定好实验器材，并连接好电路． 2．把小车停在靠近打点计时器的位置． 3．启动计时器，然后放开小车，让它拖着纸带运动．打点计时器在纸带上打下一行小点． 4．关闭电源，取下纸带 5．增减所挂的槽码(或在小车上放置重物)，更换纸带，再做两次实验. 三、数据记录及数据分析 (自学教材第39页“数据记录及数据分析”部分) 1．数据测量 (1)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)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 (3)1、2、3、4、…各点的瞬时速度分别为：v1＝、v2＝、v3＝、v4＝、….将计算得出的各点的速度填入表中. 位置编号 0 1 2 3 4 5 6 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 v/(m·s－1) 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. 根据表中的v、t数据，在坐标系中描点作出v - t图像． (2)观察所得到的直线，分析小车的速度随时间的变化规律． 3．实验结论： 小车速度随时间均匀增加. 课 堂 探 究 主题一　实验操作与注意事项 控制实验条件的原因 ①细线、纸带保持水平状态：保证小车运动的加速度不变． ②小车要靠近打点计时器：保证纸带上打出足够多的点． ③槽码个数适当：便于分析实验数据和作图． ④先打点后释放小车：保证纸带上有足够多的点． 1.实验步骤可简化为 放置→固定→连接→先接后放. 开始实验→重复实验→数据分析． 2．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，等打点稳定后，再释放小车． (3)打点完毕，应立即断开电源． (4)要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，在小车到达滑轮前及时用手按住． (5)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，而使各段位移差别不大，误差增大． (6)要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个计时点取一个计数点，即时间间隔t＝0.1 s. (7)在坐标纸上画v - t图像时，注意坐标轴单位长度的选取， 应使图像尽量分布在较大的坐标平面内． 【典例示范】 例1　在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，某同学进行了以下实验操作步骤，试找出其中的错误和遗漏的步骤(遗漏步骤可编上序号G、H、……)． A．将打点计时器固定在长木板无滑轮一端，并接好电路 B．拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器的一端后，放开纸带，再接通电源 C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当的钩码 D．取下纸带，再断开电源 E．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔 F．从所打的纸带中选取理想的纸带进行测量分 ... ...