2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律（课件及素材）-2020-2021学年高一物理第一册同步精品课堂（新教材人教版）（共20张PPT）

中物理 第二章 匀变速直线运动的研究 新教材人教版 物理（必修第一册）（高中） §2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 （高一上） 学易同步精品课堂 【课堂情景导入】 速度是描述物体运动快慢的物理量，用它可以描述物体的具体运动情况。我们可以通过机动车的速度计得知机动车某时刻的速度大小。 小明同学利用课余时间自己想办法探究物体的运动规律。他利用频闪相机在公路旁拍摄了摩托车运动的情景，他拍摄的照片如图所示： 你能根据照片分析出摩托车的运动情况么？你分析的依据是什么？ 能。由于频闪相机相邻两次曝光时间相等，所以可以根据图像间距变化分析摩托车的运动情况。 * 1：打点计时器可以直接测量什么物理量? 2：通过打点计时器可以间接测量什么物理量？ 两点间的平均速度 某点的瞬时速度 加速度 时间 知识回顾 实验室如何获得较简单的运动？ 如何设计实验？ 需要哪些器材？ 打点计时器；纸带；复写纸；低压交流电源；小车；细绳；一端附有滑轮的长木板；刻度尺；钩码；导线 特别提醒: 区分电火花打点计时器----交流电压220V 一、实验仪器 二、实验原理 利用纸带计算瞬时速度 以纸带上某点为中间时刻点取一小段位移，用这段位移的 表示这点的瞬时速度。 平均速度 以速度v为 、时间t为 建立直角坐标系，用描点法画出小车的v-t图象，图线的 表示加速度，如果v-t图象是一条倾斜的直线，说明小车的速度是 的。 纵轴 横轴 用v-t图象表示小车的运动情况 斜率 均匀变化 t/s 5 10 15 20 25 0 20 40 60 80 v/m•s-1 * 三、实验步骤 1.如图所示，把附有滑轮的长铝板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长铝板上没有滑轮的一端，连接电路。 注意事项： 固定打点计时器时，应使它的两个限位孔对准长铝板纵向中轴线，以减小摩擦力带来的误差。 2.把细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的槽码。把纸带穿过打点计时器的限位孔，并把纸带的一端固定在小车的后面。 注意事项： 细绳下所挂槽码质量要适当，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。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。 * 3.把小车停靠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行小点，随后立即关闭电源。 注意事项： 要防止槽码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它。 4.增减所挂的槽码（或在小车上放置重物），更换纸带，再做两次实验。 三、实验步骤 * 【问题1】.怎样分析和选取纸带上的点？ 开头过于密集的点舍掉，若纸带上点与点之间的距离较小，可取多个间隔（一般取5个间隔）为一个计数间隔时间（间隔不再是0.02s）（但要看具体情况灵活选定）；原则上取六、七个计数点为宜；给选取的点加标记。 四、数据处理 【问题2】.如何计算出所取点的速度？ 用求平均速度的方法来代替（用计算较准确的平均速度来代替），选择包括该点在内的一段位移（该点最好处在中间时刻位置）Δx，找出对应的时间Δt，用Δx／Δt作为该点的瞬时速度；对于选取的两个端点的速度暂时不计算（误差较大）；测量各个计数点之间的距离应考虑估读位、单位。 数据处理 1.选取纸带：从几条纸带中选取一条点迹清晰的纸带，为便于测量，适当舍弃打点密集部分，选取点迹清晰距离适当的点作为计数起点，一般每五个点取一个计数点，则相邻计数点间的时间间隔T=0.10s。   注意事项： 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之间的距离）。读数时应估读到毫米得下一位。 3.计算、记录瞬时速度：用各段位移的平均速度代替中间时刻计数点的瞬时速度，计算各点速度，设计表格并记录。 * 【问题3】.如何处理计算出来的数据？ １．列表法。（注意列表要求） ２．图象法： ①根据所得数据，选择合适的标度建立坐标系（让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）。 ②描点：观察和思考点的分布规律。 ③拟合：从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上，用直线拟合，让尽可能多的点处在直线上，不在直线上的点应均匀地分布在直线两侧。 数据处理 * 数据处理 * 0.30 0.45 0.74 0.60 0.89 1.03 【例题1】根据下表数据画出v-t图象 描点连线作图 t/s 0　0.1　0.2　0.3　0.4　0.5 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 v/(m·s-1) △t △v 1.图象的特点？ 2.小车的运动规律？ 3.如何求加速度？ 4.如果这些点不在一条