高中物理必修一教案-2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律3-人教版

高三一轮复习实验：研究匀变速直线运动
教程分析：在《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理1”中涉及本节的内容有：⑴?经历匀变速直线运动的实验研究过程，理解位移、速度和加速度，了解匀变速直线运动的规律，体会实验在发现自然规律中的作用。⑵?用打点计时器、频闪照相或其他实验方法研究匀变速直线运动。这就要求学生会用打点计时器或频闪照相等方法研究匀变速直线运动，判断物体运动并计算加速度，强调让学生经历实验探究过程。
重点和难点：
重点：①．启发学生自主探究：提出问题，分析问题，解决问题；
②．如何由纸带判断物体的运动状态并计算加速度。
难点：引导学生在猜想的基础上进行实验设计，提出可行的实验方案、完成实验并得出实验结果。
教学方式：由于高一已经做过实验，且高三属于复习课，所以本节课采取观看实验录像并分析的方式尽快回忆之前的实验原理、步骤以及数据处理，在此基础上进行总结和提升。
实验目的：认识并会使用打点计时器，会用打出的纸带研究物体的运动。
实验器材：电磁打点计时器：输入的是 （直流电、交流电），工作电压为 ，振针在交变磁场的作用下上下振动而打点，其振动频率由
决定，大小为 Hz，
周期为 s。
一端附有滑轮的长木板、纸带、细绳、钩码、导线、 、 、复写纸。
实验步骤：【观看视频，完成填空】
1、长木板平放在桌上，并使滑轮伸出桌面，把 固定在长木板无滑轮的一端，用导线将它和电源串联接好；
2、小车一端栓细绳，细绳跨过滑轮并挂上合适的钩码，小车另一端系好 ，并让它穿过打点计时器（从复写纸的 端穿过）；
3、把小车停在靠近打点计时器处，先 再 ，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，取下纸带，换上新纸带重复三次。
数据处理：
如图，纸带上打出的点记录了小车的运动情况，记录了什么信息？
若打出的点比较密，为了减小读数误差，取每打5个点为一个计数点（或相邻两计数点间有四个点），则相邻计数点的时间间隔是 s。
根据纸带记录的信息，能否判断物体做什么运动？依据是什么？
匀速直线运动：
加速直线运动：
减速直线运动：
例题：判断下列纸带对应的运动（左边第一点为初始点）
如何根据纸带信息判断是否为匀变速直线运动？依据是什么？
例题：判断下列纸带是否为匀变速直线运动：
针对匀变速运动的纸带，可以求出什么物理量？依据是什么？
基础题：
例1．如图所示是物体做匀变速直线运动得到的一条纸带，从0点开始每5个计时点取一个计数点，依照打点的先后顺序依次编为1、2、3、4、5、6，测得x1＝5.18 cm，x2＝4.40 cm，x3＝3.62 cm，x4＝2.78 cm，x5＝2.00 cm，x6＝1.22 cm。
(1)相邻两计数点间的时间间隔为________s。
(2)物体的加速度大小为a＝________m/s2，方向________(填“A→B”或“B→A”)。
(3)打点计时器打计数点3时，物体的速度大小v3＝________m/s，方向________(填“A→B”或“B→A”)。
例2、在“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择6个计数点A、B、C、D、E、F，相邻两计数点之间还有四个点未画出，各点到A点的距离依次是2.0 cm、5.0 cm、9.0 cm、14.0 cm、20.0 cm。
(1)根据学过的知识可以求出小车在B点的速度为vB＝________m/s，CE间的平均速度为________m/s。
(2)以打B点时为计时起点，建立v－t坐标系，如图所示，请在图中作出小车运动的速度与时间的关系图线。
(3)根据图线可得小车运动的加速度为________m/s2。
变式题：
例3、如图所示，小球从竖直砖墙某位置静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中1、2、3、4、5…所示小球运动过程中每次曝光的位置,连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d。根据图中的信息，下列判断正确的是 （????）
小球做匀加速直线运动?
B．小球下落的加速度为
C．小球在位置“3”的速度为
D．位置“1”是小球释放的初始位置?
例4、在暗室中用如图所示装置做“测定重力加速度”的实验。
实验器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹、接水铝盒、一根荧光刻度的米尺、频闪仪。具体实验步骤如下：
①在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，水滴会以一定的频率一滴滴地落下。
②用频闪仪发出的闪光将水滴流照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴。
③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度。
④采集数据进行处理。
(1)实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率满足的条件是______________________________________。
(2)实验中观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30 Hz，某同学读出其中比较远的水滴到第一个水滴的距离如下图，根据数据测得当地重力加速度g＝________ m/s2；第8个水滴此时的速度v8＝________ m/s(结果都保留三位有效数字)。
(3)该实验存在的系统误差可能有(答出一条即可)：_______________________________________。