高中物理《探究小車速度隨時間變化的規(guī)律》 學(xué)案2

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111 2.1 實(shí)驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律（學(xué)案） 張成進(jìn) 江蘇徐州睢寧魏集中學(xué) 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1. 進(jìn)一步熟練打點(diǎn)計時器的使用。 2. 加深學(xué)習(xí)利用紙帶求某時刻瞬時速度的方法。 3. 進(jìn)一步提高用描點(diǎn)法作圖的能力。 二、課前預(yù)習(xí) 1. 本節(jié)實(shí)驗的實(shí)驗器材有： 。 2. 正確的實(shí)驗過程是： a) 把一端附有滑輪的長木板平放在實(shí)驗桌上，并使 ，把打點(diǎn)計時器固定在 ，連接好電路。 b) 把 拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下面掛上合適的 ，放手后看 ，然后把 穿過打點(diǎn)計時器，并把 的另一端固定在小車后面。 c) 把小車停在 處，先 ，然后 ，讓小車拖著紙帶運(yùn)動，打點(diǎn)計時器就在紙帶上打下一列小點(diǎn)，換上紙帶，重復(fù)實(shí)驗3次。 d) 增減所掛的鉤碼，或在小車上放置重物，再做兩次實(shí)驗，每次實(shí)驗打3條紙帶。 e) 為了儀器的安全，實(shí)驗時要防止鉤碼落地和小車與滑輪碰撞，當(dāng)小車到達(dá)滑輪前及時用手按住。 3. 紙帶的選取原則是： 。 4. 如何每5個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)，則每相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)是的時間間隔是 ； 如何測量出紙帶上各計數(shù)點(diǎn)間的距離，寫出操作方法 。 5. 作速度—時間圖象 a) 。 b) 嚴(yán)格按實(shí)驗數(shù)據(jù)描點(diǎn)，根據(jù)點(diǎn)的分布定分析速度的變化特點(diǎn)。 c) 用一條 來 坐標(biāo)系中描出的點(diǎn)。 三、經(jīng)典例題 例1、在研究小車速度隨時間變化規(guī)律的實(shí)驗中，按照實(shí)驗進(jìn)行的先后順序，將下列步驟的代號填在橫線上 。 A. 把穿過打點(diǎn)計時器的紙帶固定在小車后面。 B. 把打點(diǎn)計時器固定在木板沒有滑輪的一端，并連好電路。 C. 換上新的紙帶，再重做兩次。 D. 把長木板平放在實(shí)驗桌上，并使滑輪伸出桌面。 E. 使小車停在靠近打點(diǎn)計時器處，接通電源，放開小車，讓小車運(yùn)動。 F. 把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下邊吊著合適的鉤碼。 G. 斷開電源，取出紙帶。 例2、在實(shí)驗中，算出小車經(jīng)過各計數(shù)點(diǎn)的瞬時速度如下表。 計數(shù)點(diǎn)序號 1 2 3 4 5 6 計數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的時刻（s） 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 通過計數(shù)點(diǎn)的速度（cm/s） 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0 為了計算加速度，合理的方法是（ ） A. 根據(jù)任意兩點(diǎn)的速度用公式算出加速度。 B. 根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)畫出速度—時間圖象，量出其傾角，同公式求出加速度 C. 根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)畫出速度—時間圖象，由圖象上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)所對應(yīng)的速度、時間用公式算出加速度。 依次算出通過連續(xù)兩計數(shù)點(diǎn)間的加速度，算出平均值作為小車的加速度。 四、鞏固練習(xí) 1. 火車沿長直坡路向下行駛。開始時速度表上的讀數(shù)是54km/h，以后每5秒讀取一次數(shù)據(jù)，見下表 時間t(m/s) 0 5 10 15 20 25 30 速度v(km/h) 54 59 65 70 76 81 86 速度v(m/s) （1）在表中填寫以米為單位表示的速度。 （2）建立v—t坐標(biāo)系（v單位用米每秒），描出與表中各對應(yīng)時刻速度對應(yīng)的點(diǎn)。 （3）作出表示列車速度與時間關(guān)系的曲線。這是一條什么曲線？ 2. 為了研究實(shí)驗小車沿斜面向下運(yùn)動的規(guī)律，把打點(diǎn)計時器紙帶的一端固定在小車上，小車拖動紙帶運(yùn)動，紙帶上打出的點(diǎn)如下圖所示。 （1）某同學(xué)用以下方法繪制小車的速度—時間圖象。先把紙帶每隔0.1秒剪斷，得到若干短紙條。再把這些紙條并排貼在一張紙上，使這些紙箱下端對齊，作為時間坐標(biāo)軸，標(biāo)出時間。最后將紙條上端中心連起來，于是得到v—t圖象。請你按以上辦法（用一張薄紙壓在圖上，復(fù)制得到紙帶）繪制這個圖象。 （2）這樣做有道理嗎？說說你的看法。 答案 該學(xué)案可以結(jié)合與之配套的教案（一種非常適合學(xué)生自學(xué)的詳細(xì)教案，模擬真實(shí)的課堂教學(xué)情境，無坡度引入）使用，例題答案見教案。 1. （1） 時間t(m/s) 0 5 10 15 20 25 30 速度v(km/h) 54 59 65 70 76 81 86 速度v(m/s) 15 16.4 18.1 19.4 21.1 22.5 23.9 （2）圖象略 （3）可以認(rèn)為是一條直線。 2. （1）略 （2）每段紙帶表示0.1s內(nèi)物體位移大小，可以近似認(rèn)為 ，紙條長度近似可以表示速度大小。 111