2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律-2022-2023学年高一物理精品课件（2019人教版必修第一册）

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 晓峰物理 寻求一种运动的特点和规律，一般要从某个具体事例开始。这一节我们研究小车在重物牵引下的运动，看看小车的速度是怎样随时间变化的。 情景引入 一、实验思路 要研究小车在重物牵引下速度随时间变化的规律，你认为如何设计此实验？需要测量哪些物理量？选用什么器材？请你把自己研究的方案写出来，并和同学交流。 打点计时器测量速度和时间 小车，一端带有滑轮的长木板，细绳，槽码 打点计时器，固定夹，电源，电键，导线，纸带 槽码牵引小车在长木板上运动 二、进行实验 固定打点计时器 要使打点计时器的限位孔沿长木板的纵轴中心线方向。 二、进行实验 固定打点计时器 连接交流电源 电磁打点计时器使用的是4~6伏的交流电。 二、进行实验 固定打点计时器 连接交流电源 固定纸带 二、进行实验 固定打点计时器 连接交流电源 固定纸带 穿纸带 纸带穿过限位孔后应该展平，以减小和限位孔的摩擦。 二、进行实验 固定打点计时器 连接交流电源 固定纸带 穿纸带 悬挂槽码调整拉线方向 注意调整滑轮的高度，使拉线与木板平行，以减小拉力的变化. 二、进行实验 固定打点计时器 增减所挂槽码的质量，更换纸带，再做两次实验。 连接交流电源 固定纸带 穿纸带 悬挂槽码调整拉线方向 通电打点 三、数据记录 0 1 2 3 4 5 位置 0 1 2 3 4 5 x/m 0 0.0260 0.0690 0.1290 0.2060 0.3000 ∆x/m 0 0.0260 0.0430 0.0600 0.0770 0.0940 ∆t/s 0 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 A B C D E t/s 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 v/（m · s-1） 0.26 0.43 0.60 0.77 0.94 为了便于测量，舍掉纸带开头一些过于密集的点，找一个适当的点作为计时起点0，后面每5个点取一个计数点。 测量各计数点到起始点0 的距离x，记录在表中。 计算两相邻计数点间的位移Δx，同时记录对应的时间Δt。 四、数据分析 × × × × × t/s 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 v/（m · s-1） 0.26 0.43 0.60 0.77 0.94 用v-t图像分析数据: (1)建立平面直角坐标系； (2)描点； 用平滑的曲线尽可能的把绝大部分点连接起来 如果是一条直线,压在直线上点的个数尽可能多,分居在直线两边的点的个数基本相等,且对称。 用图像分析数据的过程,实际上是 “减小实验误差”的过程。 四、数据分析 × × × × × v-t图像的数据点基本分布在一条直线上。 物体运动的加速度保持不变，小车的速度随时间均匀变化。 Δt = 0.40 s Δv = 0.675 m/s t/s 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 v/（m · s-1） 0.26 0.43 0.60 0.77 0.94 用计算机绘制v-t图像 借助常用的数表软件，可以迅速、准确地根据表中的数据作出v-t图像，甚至能够写出图像所代表的公式。下面一WPS表格软件为例作简要说明，有兴趣的同学可以试一试。 在WPS表格软件工作簿的某一列的单元格中依次输入测量时间，在相邻的一列输入对应的速度值。用鼠标选中这些数据，按照“插入”中的“图表”的提示就能一步步地得到所画的图像。 操作过程中WPS会要求确定“图表类型”，这时可以选择“平滑散点图”；还会出现“添加趋势线”的对话框，里面也有一个“类型”标签，其中有几种可选择的函数。由于我们这个实验的数据几乎分布在一条直线上，所以应该选择“线性”类型。 做一做 某同学采用了如下方法绘制小车运动的v-t图像：先把实验得到的纸带每隔0.1 s剪断，得到若干短纸条，再把这些纸条下端对齐，并排贴在一张纸上。纸条的宽度方向作为时间坐标轴，长度方向作为速度坐标轴，最后将纸条上端中心连起来，得到小车运动的v-