第二章 第一节 实验：探究小车速度随时间变化的规律（课件）-2021-2022学年新教材高中物理必修第一册【导与练】高中同步全程学习（人教版）

第二章　匀变速直线运动的研究 物理 本章学业要求 物理观念:能理解位移、速度和加速度的内涵,能用公式、图像等方法描述匀变速直线运动;能用匀变速直线运动的规律解释生活中的一些现象。具有与直线运动相关的初步的运动观念。 科学思维:能在特定情境中运用匀变速直线运动模型解决问题; 能对常见的匀变速直线运动问题进行分析,能用科学研究中的极限方法分析物理问题,通过推理,获得结论;具有寻找证据的意识;有从不同角度检验结论的意识。 物理 科学探究:能完成“探究小车速度随时间变化的规律”等物理实验;能发现并提出物理问题;能根据已有实验方案,使用打点计时器等器材收集数据,会妥善保存原始信息;能分析纸带记录的信息,形成初步的结论,分析实验中的误差;能参考教科书内容撰写简单的实验报告。 科学态度与责任:能结合近代实验科学产生的背景,初步认识实验对物理学发展的推动作用;知道学习物理需要实事求是,有与他人合作的意愿;知道实验器材的改进能促进人们认知的发展。 物理 1　实验:探究小车速度随时间变化的规律 物理 实验探究 科学处理 迁移研析 物理 实验探究 物理 科学处理 一、数据处理 1.纸带的选取和处理 (1)多条纸带中选取一条点迹清晰且点迹排成直线的纸带进行处理。 (2)舍掉开头一段过于密集的点,找一个适当的点作计时起点,为了减少测量误差和便于计算,每隔4个计时点选取一个计数点进行测时,相邻计数点的时间间隔为0.1秒。 (3)测量距离时从选取的计时起点到各个计数点的距离。 物理 2.数据处理 (1)表格法 ①从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开头一些比较密集的点,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、4…,测量各计数点到0点的距离x,并记录填入表中。 位置编号 0 1 2 3 4 5 时间t/s x/m v/(m·s-1) 物理 ②分别计算出相邻的两计数点之间的距离Δx1、Δx2、Δx3…。 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的瞬时速度,填入上面的表格中。 ④根据表格的数据,分析速度随时间的变化情况。 (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,偏差比较大的点舍去,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。 物理 二、误差分析 产生原因 减小方法 偶然 误差 根据纸带测量的位移有误差 测量各计数点到起始点的距离,而不是直接测量相邻计数点间的距离 描点作图不准确 坐标轴的单位长度选取合适,使图像尽量分布在较大的坐标平面内 系统 误差 长木板的粗糙程度不完全相同 尽量选用粗糙程度均匀的长木板 物理 三、注意事项 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,计时器稳定工作后,再放开小车,当小车停止运动时及时断开电源。 3.要防止槽码落地,防止小车跟滑轮相撞,当小车到达滑轮前及时用手按住它。 4.牵引小车的槽码个数要适当,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50 cm长的纸带上清楚地取得6、7个计数点为宜。 物理 5.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=0.02×5 s=0.1 s。 6.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时起点O之间的距离)。读数时应估读到毫米的下一位。 7.描点时最好用坐标纸,在横、纵坐标轴上选取合适的单位,用细铅笔认真描点。 物理 迁移研析 类型一　实验操作 [例1] 在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,某同学进行了以下实验操作步骤,试找出其中的错误和遗漏的步骤(遗漏步骤可编上序号G、H…)。 A.将打点计时器固定在长木板无滑轮一端,并接好电路。 B.拉住纸带,将小车移到靠近打点计时器的一端后,放开纸带,再接通电源。 C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面挂上适当的槽码。 D.取下纸带,再断开电源。 E.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔。 F.从所打的纸带中选取理想的纸带进行测量分析。 物理 错误和遗漏: ①　 ;  ②　 ;  ③