第二章　1　实验探究小车速度随时间变化的规律—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件(共25张PPT)

1　实验:探究小车速度随时间变化的规律 必备知识 自我检测 一、实验原理 1.瞬时速度的求法:计算打各计数点时小车的速度,应在计数点附近取一段很短的时间Δt,用Δt内的平均速度作为打该计数点时小车的瞬时速度。 2.小车速度随时间变化的探究方法:用描点法画出小车的v-t图像,图线的斜率大小表示加速度的大小,如果v-t图像是一条倾斜的直线,说明物体的速度是均匀变化的。 二、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。 必备知识 自我检测 三、实验步骤 1.按图所示,把一端带有滑轮的长木板平放在实验桌上,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,使细绳跨过定滑轮,下边挂上合适的钩码。把纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端固定在小车的后面。 3.把小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,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,随后立即关闭电源,取下纸带。 4.增减所挂的钩码(或在小车上放置重物),更换纸带,再做两次实验。 必备知识 自我检测 正误辨析 1.打点计时器应固定在有滑轮的一端。(　　) 2.打点计时器直接放在长木板上,不需固定。(　　) 3.实验时,先让小车运动,再打开电源开关。(　　) 4.释放小车的位置应远离打点计时器。(　　) 答案:×　 解析:打点计时器应固定在远离滑轮的一端。 答案:×　 解析:打点计时器应固定在木板上,防止打点计时器移动。 答案:×　 解析:实验时,应先开电源开关,再释放小车。 答案:×　 解析:为了能使纸带打上更多的点,释放小车的位置应靠近打点计时器。 问题一 问题二 随堂检测 数据分析 情景探究 下面是一位同学用打点计时器打的一条纸带,他从点迹清楚处开始选取相邻的A、B、C、D、E、F六个点,用刻度尺测量各点间的距离,如图所示。利用测量的数据求B、C、D、E各点的速度大小?怎样分析速度变化情况? 问题一 问题二 随堂检测 知识点拨 1.挑选纸带并测量 选择点迹清晰的纸带。为了便于测量,舍掉开头一些过于密集的点迹,找一个适当的点当作计时起点(0点),每5个点(相隔0.1 s)取一个计数点进行测量,如图所示。(相邻两点间还有4个点未画出) 问题一 问题二 随堂检测 2.数据分析 (1)表格法: ①测量各计数点1、2、3、……到计时起点0的距离x。 ②分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距离Δx1、Δx2、Δx3、……。 问题一 问题二 随堂检测 ③利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点1、2、3、4、5、6的瞬时速度,填入上面的表格中标有“v1”的一行。 ④计算增减钩码后两次实验的速度,分别填入上面表格中标有“v2”和“v3”的两行内。 ⑤根据表格的数据,分析速度随时间怎么变化。 问题一 问题二 随堂检测 (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,如图所示。 ③观察所得到的直线,分析物体的速度随时间的变化规律。 ④根据所画v-t图像求出小车运动的加速度a= 。 问题一 问题二 随堂检测 实例引导 例1在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,利用打点计时器打出了如图所示的一条纸带,其中1、2、3、4、5、6、7均为计数点,且相邻的两个计数点之间都还有4个点没有画出来,已知电源的频率为50 Hz(打点周期T=0.02 s)。现测得x1=1.40 cm,x2=1.90 cm,x3=2.40 cm,x4=2.90 cm,x5=3.40 cm,x6=3.90 cm。 (1)在打点计时器打出点2、3、4、5时,小车的速度分别为v2=　　　　 cm/s,v3=　　　　 cm/s,v4=　　　　 cm/s,v5=　　　　 cm/s。  问题一 问题二 随堂检测 (2)在如图所示的坐标纸上作出速度—时间图像。 (3)根据作出的速度—时间图像,求出小车的加速度为　　　　 m/s2(结果保留小数点后两位数字)。  问题一 问题二 随堂检测 答案:(1)16.50　21.50　26.50　31.50　(2)见解析图(3)0.50(0.47~0.53) 问题一 问题二 随堂检测 易错提醒(1)处理纸带时,一定要分清计时点和计数点,搞清计数点之间的时间间隔T。 (2)利用极限思想将平均值过渡到瞬时值是物理学中常用的方法。纸带上某点的瞬时速度等于以此为中心的前、后相邻两点间的平均速度。 (3)标度的选择要结合数据及其分布特点制定,以使图像在坐标系中合理分布,大小适