人教版（2019）高中物理必修第一册第二章第一节：实验：探究小车速度随时间变化的规 (共30张PPT)

实验：探究小车速度随时间变化的规律 如何研究一个物体运动规律？ 知道物体在不同时刻的速度 如何知道物体在不同时刻的速度？用什么仪器可以测得？ 打点计时器 实验室如何获得较简单的运动？ 如何设计实验？ ①练习使用打点计时器及利用纸带求速度 ②探究小车速度随时间的变化关系学会用v-t 图像处理实验数据 实验目的 利用打点计时器打出的纸带上记录的数据，计算出个时刻的速度，在作出v-t 图像 （1）某点的瞬时速度一般用一小段时间内的平均速度代替。 （2）若v-t 图像为一条倾斜的直线，则物体做匀变速直线运动，图像的斜率表示加速度。 实验原理 实验器材 纸带 小车 细绳 学生电源，刻度尺，坐标纸 打点计时器 一端附有定滑轮的长木板 钩码 实验步骤 a. 把附有滑轮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，连好电路。 b. 把一条细线拴在小车上，使细线跨过轮，下面挂上钩码，把纸带穿过打点计时器，并使纸带的一端固定在小车的后面。 c. 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列小点。 d. 换上新的纸带，重复实验两次。 e. 增减所挂钩码，按以上步骤在做两次实验。 教材上：“……将细绳绕过滑轮，下面挂上适当的钩码，小车在钩码的牵引下运动。”其中，你对“适当的钩码”如何理解？ 实验步骤的反思 钩码的个数决定小车所受的牵引力，小车在不同牵引力作用下的运动不同， 若钩码个数过多，在纸带上打的点过少 若钩码个数过少，在纸带上打的点过密 这两种情况都不利于对实验数据的分析 结论：挂适当的钩码的目的是使纸带受适中的拉力，从而使纸带运动的速度适中，纸带上的点疏密适中 纸带能给我们提供哪些信息？ 时间间隔，位移 通过测量或计算还能得到哪些信息？ 物体的速度，加速度 从几条纸带中选择一条理想的纸带 舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始，每五个计时点取一个计数点 计数点的选取 过于密集/不清晰的点 取六个点，依次标号为0，1，2，3，4，5 0.10s 0.10s x1 x2 x3 x4 x5 例：求3这个计数点的速度： Δt 为多少? 记录数据 记录数据 测量各计数点到0点的距离并记录在表中 数据处理——列表法 同理，可求出另外两条纸带的情况 小车的瞬时速度随时间增大而增大，即小车的瞬时速度与时间大致成正比。 数据处理——图像法 小车的具体运动规律是什么? ① 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） 数据处理——图像法 ② 描出各点的位置（描点法），观察和思考各点的分布规律 数据处理——图像法 ③描绘图象 各点的分布大致都落在一条直线上 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。 注意：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 数据处理——图像法 为什么画出的是一条直线？ 表明小车运动的速度随时间均匀变化 若某个点明显偏离直线，可能是什么原因及怎样处理？ 可能原因是读数错误，应该舍去该点 从图上可以看出小车的速度随时间怎样变化？ 速度与时间成正比 注意事项 a.释放小车前，应使小车靠近打点计时器 b.先接通电源，后让纸带运动 c.防止钩码落地，避免小车与滑轮相碰，当小车到达滑轮前及时用手按住，让小车停止运动 d.牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上的点太少，或者加速度太小，而使各段位移无多大差别，从而使误差增大，加速度的大小以能在50cm长的纸带上清楚地取得六、七个计数点为宜 e.选择一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点密集部分，适当选取计数点（注意计时点与计数点的区别），弄清楚所选得时间间隔T等于多少 f.打点结束后立即关闭电源 注意事项 g.要区别计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个点取一个计数点，即时间间隔为T =0.02 × 5s = 0.1s h.不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕（可先统一量出各计数点到计数起点O 之间的距离）。读数时应估读到毫米的下一位 i.描点时最好用坐标纸，在纵、横轴上选取合适的单位，用细铅笔认真描点 火车沿长直坡路向下行驶。开始时速度表上的读数是54km/h，以后每5s读取一次数据，见下表 问题与练习 （1）在表中填写以米每秒为单位表示的速度 （2）建立v-t 坐标系（v 的单位用米每秒），描出与表中各时刻速度相对应的点 （3）作出表示列车速度与时间关系的图线。这是一条什么图线？ 可认为是一条直线 问题与练习 在同一公路上有A、B、C 三辆汽车，它们的v-t 图象a、b、c 如图所示。根据图象中的数据，请你尽可能详尽地描述它们的运动 A做匀速直线运动，速度为15m/s B做初速度为零，速度均匀增加