新课标人教版必修一
§2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律
第二章 匀变速直线运动的研究
知识与技能
1.根据相关实验器材，设计实验并熟练操作．
2.会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度．
3.会用表格法处理数据，并合理猜想．
4.巧用v- t图象处理数据，观察规律．
5.掌握画图象的一般方法，并能用简洁语言进行阐述．
过程与方法
1.初步学习根据实验要求设计实验，完成规律的探究方法．
2.对打出的纸带，会用近似的方法得出各点的瞬时速度．
3.学会根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法．
4.认识数学化繁为简的工具作用，直观地运用物理图象展现规律，验证规律．
5.通过实验探究过程，进一步熟悉打点计时器的应用，体验瞬时速度的求解方法．
情感态度与价值观
1.通过对小车运动的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性．
2.通过对纸带的处理、实验数据的图象展现，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题、解决问题、提高创新意识．
3.在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力．
4.在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引申到各事物间的关联性，使自己融入社会．
5.通过经历实验探索过程，体验运动规律探索的方法．
一、实验目的
1、用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车速度随时间的变化规律。
2.掌握判断物体是否做匀变速运动的方法
3.测定匀变速直线运动的加速度
二、实验器材及装置
电源，刻度尺
钩码
小车
细绳
纸带
打点计时器
一端附有定滑轮的长木板
三、实验步骤
⑴ 把附有滑轮的长木板放在实验桌上；将细绳绕过滑轮并使滑轮伸出桌面；把打点计时器固定，连接好电路。
⑵ 将纸带穿过打点计时器，连在小车后面,并使小车停在靠近计时器处,在小车的另一端通过细绳挂上钩码。
⑶ 先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条纸带后立即关闭电源。
⑷ 更换纸带，重复做三次。
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，待打点计时器打点稳定后，再释放小车，当小车停止运动时及时断开电源
3.实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们被碰坏或跌坏。所以，当小车到达滑轮前及时用手按住它。
4.小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免加速度过大而使纸带上打的点太少，或加速度太小使各段位移无法区别，从而使误差增大
四、实验注意事项
四、处理纸带
舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始,若纸带上点与点之间的距离较小，每五个计时点取一个计数点 ,依次标号为0，1，2，3，4，5 （间隔不再是0.02s）（但要看具体情况灵活选定）；
0.10s
0.10s
过于密集/不清晰的点
问题1：怎样分析和选取纸带上的点？
四、处理纸带
例：求3这个计数点的速度：
△t为多少?
问题2：如何计算出所取点的瞬时速度？
五、列表法处理数据法
小车的瞬时速度随时间增大而增大。
思考:小车的具体运动规律是什么?
- -
0.201
0.280
0.432
0.355
0.512
同理，可求出另外两条纸带的情况
六、图象法处理数据法
1.根据所得数据，选择合适的标度建立直角坐标系（图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）
2.根据所得数据描出各点的位置（描点法）,观察和思考各点的分布规律
3.描绘小车的v I t图
各点的分布大致都落在一条直线上，因此，我们可以推断：如果没有实验误差的理想情况下，所描出的各点应全部落到这条直线上。画直线时，让尽可能多的点处在这条直线上，其余均匀分布，去掉偏差太大的点.
通过图像可以判断小车做匀加速直线运动
哪一种方法更好？
4.如何利用v I t图求加速度
①取任意两组数据求出Δv 和Δt ，然后代入a=Δv/Δt 求解。
②在v —t 图象上取一段时间Δt（尽量取
大一些），找出Δt 对应的Δv ，代入
a=Δv/Δt 求解。
（画图时让不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小误差的一种手段，也就是说应该用图象上的点，而不是用实验所得到的数据）
×
×
×
×
×
与纵轴的交点是什么意思？
如何求加速度？
△t=0.4s
△V=？
0.2m/s
七、实验结论
小车的速度随时间均匀增加
小车速度随时间逐渐增大；相同时间里，速度增量相同；速度增量与时间成正比……
小车做匀加速直线运动
同步跟综训练
1.本实验中，关于计数点间时间间隔的下列说法中正确的有( )
A．每隔四个点取一个计数点，则计数点问的时间间隔为0.10秒；
B．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔是0.08秒：
C．每隔五个点取一个计数点，则计数点问的时间间隔为0.08秒；
D．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10秒：
E．每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08秒。
答案A
同步跟综训练
2.用打点计时器测小车的运动速度,下列说法中正确的是（　　　）
A.必须选择点迹清晰的纸带,而且应以打点计时器打的第一个点作为第一计数点
B.要舍去开头比较密集的点, 选后面较清晰的某点作为第一个计数点
C.可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点
D.在数据处理时,从器材上直接读取的原始数据一定要有表格记录
答案BCD
同步跟综训练
3.在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点瞬时速度如下
为了计算加速度，合理的方法是（ ）
A．根据任意两计数点的速度用公式算出加速度
B．根据实验数据画出v－t图，量出其倾角，由公式a = tanθ求出加速度
C．根据实验数据画出v－t图，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间，用公式算出加速度
D．依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度
分析：方法A偶然误差较大。方法D实际上也仅由始末两个速度决定，偶然误差也比较大，只有利用实验数据画出对应的v－t图，才可充分利用各次测量数据，减少偶然误差。由于在物理图象中，两坐标轴的分度大小往往是不相等的，根据同一组数据，可以画出倾角不同的许多图线，方法B是错误的。正确的方法是根据图线找出不同时刻所对应的速度值，然后利用公式算出加速度，即方法 C。答案C
4.在研究匀变速直线运动的实验中，某同学操作以下实验步骤，其中错误或遗漏的步骤有（遗漏步骤可编上序号G、H ……）
A.拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，再接通电源
B.将打点计时器固定在平板上，并接好电路
C.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码
D.取下纸带
E.将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀速运动
F.将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔
将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序。
同步跟综训练
解析：
（1）问A中应先通电，再放纸带。
（2）D中取下纸带前应先断开电源。
（3）补充步骤G：换上新纸带，重复三次。
步骤顺序为：BFECADG
当堂训练题
1.在你练习使用打点计时器时,小车拖动纸带并在上面打下一系列的小点,根据你所打出纸带,在判断纸带表示的运动是匀速直线运动还是变速直线运动时
A.应通过测量纸带表示的运动的全程来判断？
B.必须通过计算任意两点间的平均速度来判断
C.必须通过计算全程的平均速度来计算
D.可以通过测量每相邻两点间的距离,看其是否相同来判断

( D )
答案 BC
当堂训练题
2. 通过打点计时器得到的一条纸带上的点子不均匀,下列判断正确的是（ ）
A．点子密集的地方物体的运动速度比较大
B．点子密集的地方物体的运动速度比较小
C．点子不均匀说明物体在做变速运动
D．点子不均匀说明打点计时器有故障
3、甲、乙两车从平直公路上的同一处向同一方向运动，其速度图像如图所示，则 ( )
A、开始阶段甲车在乙车的前面，20s后乙车比甲车的速度大
B、开始阶段乙车在甲车的前面，20s后乙车比甲车的速度大
C、20s末乙车追上甲车
D、在某一时刻乙车会追上甲车
答案：A、D
当堂训练题
4、某物体运动的V-t图像如图所示，下列说法中正确的是 ( )
A、物体在1s末和3s末运动方向发生变化
B、物体在2s末回到出发点
C、物体在2s末和4s末时速度为零
D、物体始终向前运动
答案：CD
当堂训练题