人教版高中物理必修一第3讲：探究速度随时间变化的规律及速度时间关系（教师版）

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1、探究速度随时间变化的规律及速度时间关系弘大脑体操)心作业完成情况),0教学目标)1・理解探究速度随时间变化规律的实验原理及实验过程。2.理解匀变速直线运动速度与时间的关系，并会运用$趣味引入)知识梳理)一、探究速度随时间变化的规律实验原理：用平均速度近似代替瞬时速度实验器材：打点计时器、学生电源、复写纸、纸带、导线、一端带有滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、坐标纸。实验过程：(1)把附有滑伦的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。(2)把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车

2、的后面。(3)把小车停在靠近打点计时器处，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系列小点。关闭电流。(4)换上新的纸带，重复实验两次。(5)增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验。数据处理：1.表格法(1)从儿条纸带屮选择一条比较理想的纸带，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开始点，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…，测量各计数点到0点的距离x,并记录填入表中。(2)分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距离心、心、心…。123(3)计算平均速度，用平均速度代替相关计数点的瞬时速度，填入上面的表格屮。(4)根据表格

3、中的数据，分析速度随时间怎么变化。位置编号012345时间”Sjc/mv/(m•s)2.图像法(1)在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点。(2)画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点忽略不计。(3)观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律。二、匀变速直线运动的速度时间关系我们设想这样一个运动，物体的沿直线初速度V(),经过吋间t速度变为M，这一过程中，根据加速度的定义，可知物体加速度：a=”。t如果加速度是定值，我们说这个运动是匀变速直线运动。在这一运动中，物体初速度Vo,末速度为加速

4、度为a,时间为t,将公式a=昱理变型就t得到：Vt=V04-ato这就是匀变速直线运动的速度公式，描述了匀变速直线运动的速度与时间的关系，这是匀变速直线运动的最基本公式，用它可以方便的说明匀变速直线运动的速度虽时间变化的关系。例如，一物体从静止开始，以a=2m/s2的加速度做匀加速运动，经时间为t=5s,末速度为多大？可以直接根据公式来计算：Vt=Vo+at=O+2x5=1Om/s□,—特色讲解〕■类型一：探究速度随时间变化规律例1:在“探究小车速度随吋间变化的规律''的实验中，利用打点计时器在纸带上打的点记录小车的运动情况。某同学做此实验吋步骤如下：A.拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处

5、，放开纸带，再接通电源。A.将打点计时器固定在长木板上，并接好电路。A.把一条绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面挂上适当的钩码。D.小车停止运动后,直接取下纸带。E.将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔。F.换上新纸带，重复操作三次，然后从所有纸带中选取一条点迹清晰的进行数据处理。其中错误或遗漏的步骤有：(1)；(2)o将以上步骤完善后按合理的顺序填写在下面横线上。解析：实验过程中应先接通电源，再放开纸带，取纸带前应先断开电源，所以错误操作是步骤A、Do错误操作：(1)A选项中应先接通电源，再释放纸带；(2)D选项屮取纸带前应先断开电源。合理顺序：BECADFo例2：“探究小车速度

6、随时间变化的规律”的实验屮，如图2-1-3所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，(4点为第一个点)相邻计数点间的时间间隔7=0.1s。(1)根据计算各点瞬时速度，且=m/s,[=m/s,笃=m/so(2)在坐标系中画出小车的v~t图线，并根据图线求出a=ABCDE"7^0^27.60—-——6(X30>1b105.60单位:cm(3)将图线延长与纵轴相交，交点的物理意义是解析：(1)若时I'可较短，平均速度可以代替中间时刻的瞬时速度。Q点的瞬时速度xce78.00cm一小??Vd=^2T~~~=390cm/s=3.90m/s,C点的瞬时速度xbd52.80

7、cm,只八，Vc=^2T=~o^s-=264cm/s=2・64m/s,B点的瞬时速度2T0.2sT38cm/s=1.38m/s。xac27.60cmvb=(2)由上述数据画出小车的u—r图像如图所示，由图线的斜率可求得它的加速度Av—Ar1.26m/s0.1s=12.6m/s2ov/(ms-1)(1)将图线延长后，与纵轴的交点的速度表示零时刻小车经过A点的速度大小。：类型二：匀变速直线运动速度与时间关系例3：