32匀变速直线运动的实验探究学案4（鲁科版必修1）

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1、3.2匀变速直线运动的实验探究学案4【学习目标】1.会正确使用打点计时器打出的匀变速直线运动的纸带。2.会用描点法作岀v-t图象。3.能从v~t图象分析出匀变速直线运动的速度随时间的变化规律。［要点导学］1.探究日的：利用打点计时器或电火花计吋器探究小车在重物牵引下的运动特点，根据纸带记录的点研究小车速度的变化规律。2.探究过程：（1）“探究小车速度随时间变化规律”的实验原理如图2-1-1所示。（2）根据原理图，安装好实验装置，将小车停在靠近打点计时器处，接通—电源后，再释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时

2、器就在纸带上打下一列小点，换上新的纸带，重复实验三次。（3）从三条纸带中选择一条点迹清晰且所有点都在同一直线上的纸带，舍掉开头一些比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个开始点标上0,为了测量方便和减小误差，在选好的开始点后面每打五次点取一个点，这个点叫做计数点，并标明1、2、3……（如图2-1-2所示），两个相邻计数点的时间间隔就是7^5X0.028=0.1so距离分别是小兀2、尢3……<0I23<玄「图2・1・2心（4）增减所挂的钩码数，重复实验步骤（2）〜（3）,再做两次实验.3.数据处理（1）利用纸带

3、计数点间距离Q、疋、兀3……和相对应的时间，根据第一章用打点计时器测量瞬时速度的方法,得出各计数点的瞬时速度，申二&"）/2八v2=te+%3）/2Tt……其中T=0.1s；求出各计数点的瞬吋速度后，由加速度的定义：tz=Av/At计算11!小车做直线运动的加速度。。（2）将得到的瞬时速度值分别填入下表：小车在几个时刻的瞬时速度位置编号012345吋间r/s00.10.20.30.40.5vi/(m*s,)V2/(m*sI)va/Xm^s'1)（3）作出速度一时间图彖运用“拟合”描点法画）"图象：在科学上，为

4、了描述实验屮测量量Z间的关系,先将其在坐标系中描点，然后用一条曲线（包括直线）“拟合”这些点，使画出的曲线两侧的点数大致相同，这种描点方法叫拟合描点法。每次实验，描出的几个点都大致在一条直线上，由于实验误差是不可避免的，所以有些点会落在直线的左边，有些点落在了直线的右边，如果是没有误差的理想情况，这些点才能全部落在直线上。需要注意的是，如果在拟合这些点时，发现某一个点离散得较多，远远偏离了拟合曲线，则说明此点反映的实验数据存在问题，应重做这一步实验或舍去此点。（4）作出Z图象，图线的斜率就是小车运动的加速度。

5、1.注意事项⑴如使用打点计时器，那么它必须接在6—8V的低压交流电源上，如使用电火花计时器，则须接在220V的交流电源上。注意计时器不宜长时间通电，每次都要及时关闭电源开关。⑵实验吋，先启动打点计吋器，待工作稳定后再让纸带运动。另外，复写纸的油面要向下，纸带从复写纸的下面穿过，这样纸带上才能够打出点來。复写纸转轴可前后移动，用以改变振针打在复写纸的不同位置上，以保证打出的点清晰，同时也可以充分利用复写纸。如使用电火花计时器，使用时，首先检查墨粉纸盘是否己经正确地套在纸盘轴上，检查两条纸带是否已经正确地穿好，墨

6、粉纸盘是否已经夹在两条纸带之间。⑶使用打点计时器，如发现点迹太轻或有拖痕，应检查打点针是否太短或太长，并予以调整。若使用电火花计时器时发现点迹不清，则需要更换墨粉纸盘。⑷安装研究匀变速直线运动的实验装置时，初始时要把小车的位置摆正，使纸带与拉绳的方向一致，且不与计时器的限位槽边相擦。⑸由于打点周期比较小，点间距离较小，通常每隔4个实际点取一个计数点，则计数点间的吋间I'可隔为T=0.02sX5=0.1so［范例精析］例1：一同学在做“探究小车速度随时间变化规律”的实验时，发现纸带上打出的不是圆点，而是如图2-

7、1-3所示的一些短线，可能是因为（）A.打点计时器错接在直流电源上B.电源电压不稳定C.电源的频率不稳定D.打点针压得过紧ABCDE图2-1-3A403.5-6.45——>—巴F19.65单位:cm2-1-4解析：如果打点计时器错接在直流电源上，其振动片不可能被磁化，也就不可能引起振针的上下运动而打点，所以A错；如果电源电压不稳定会彫响点迹的清晰度，而电源频率不稳定会引起打点周期的不稳定，所以B、C均不正确。当打点计时器的振针压得过紧,每一个打点周期内就会有较长时间接触并挤压在复写纸上，这样打岀的点就变为一段

8、一段的小线段，即打岀的点有拖尾现象，所以D答案正确。如果打点计时器的振针过松（即振针与复写纸之间的距离过大），可能出现时有时无的点迹，也可能完全没有点痕，即漏点。因此在使用打点计吋器前要检查振针到复写纸间的距离是否适中，否则要作适当调整。拓展：(1)了解实验仪器的结构、工作原理和工作条件是保证实验成功的前提，通过对实验仪器的观察，掌握新仪器的使用方法，也是一种重要的实验能力。(2)使用电火花计吋器来