2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律-(同课异构课件) 2021-2022学年高一新教材物理必修第一册【步步高】学习笔记(人教版)(京津鲁琼辽粤浙渝鄂冀湘云晋皖黑吉桂)

第二章 匀变速直线运动的研究 1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 如何测出E点的瞬时速度？ D F 在两边取最靠近E的两点D、F，使E点成为DF过程的中间时刻，DF间平均速度即E点的瞬时速度。 复习：利用打点计时器测瞬时速度 每隔四个点取一个计数点，可以使计算简单 A B 请同学们思索一下：怎样利用下面的实验装置，探究小车速度随时间的变化规律． 描述一下实验过程。 一、实验设计 ⑴ 木板放在桌面上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定没有滑轮的一端，连接好电路 ⑵将纸带固定在小车的后面，穿过打点计时器的限位孔并压在复写纸的下面； ⑶将细绳一端拴在小车上，跨过定滑轮另一端吊着合适的挂钩码。 ⑷先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后立即关闭电源。 (5)换上新纸带，重复操作两次。 二、实验步骤 1．固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。 2．滑轮不能过高，细绳应与木板平行. 3．小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击长木板末端前应让小车停止运动，防止小车从板上掉下来。 4．先接通电源，后让纸带运动。 5．打点结束后立即关闭电源。 实验注意点  怎样分析和选取纸带上的点 开头过于密集的点舍掉，从清楚的点开始，每隔四个点取一个计数点. 取七个点，标号 0，1，2，3，4，5，6 三、纸带分析 3 2 1 0  如何设计表格记录数据？ 位置 0 1 2 3 4 5 时间 /s 0 v/m·s-1 3 2 1 0 x1 x2 x3  如何计算所取点的速度？ 平均速度 → 瞬时速度（如何测Δx） 四、数据处理 1、列表法。 2、图像法（v - t 图像）： ① 根据所得数据，选择合适的标度建系（图像尽量分布在整个坐标系内） ② 根据所得数据确定点的位置，观察和思考点的分布规律。 ③ “拟合”图像 位置 0 1 2 3 4 5 t / s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 v/m·s-1 0.30 0.45 0.60 0.74 0.89 1.03 t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.2 1.0 0.8 0.6 0.4 v/(m·s-1) 从点的分布看：这些点应该在一条直线上。 画出一条直线，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。 实例： t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.2 1.0 0.8 0.6 0.4 v/(m·s-1) Δv Δt A B 结论：小车 v-t 图线是一条斜直线 五、实验结论 位置 0 1 2 3 4 5 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 v1/m·s-1 v2/m·s-1 重复实验：增减所挂钩码，再做两次实验填入下表。 一、实验设计 二、实验步骤 ⑴ 木板平放，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定，连接好电路。 ⑵ 穿好纸带；挂好钩码。 ⑶ 小车停在靠近打点计时器的位置，先接通电源然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完后立即关闭电源。 ⑷ 换纸带，加钩码，再做两次. 三、数据处理 方法： 1、列表法 2、图像法（v - t 图像） 结论：若不考虑实验误差， 小车运动的v-t 图像是一条倾斜的直线。 小结 例1.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实 验中，打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5 共6个计数点相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺，零刻 度线跟“0”计数点对齐，由图可以读出三个计数点1、3、5跟0 点的距离填入下列表格中 （1）填表 距离 d1 d2 d3 测量值/cm 1.20 5.40 12.00 （2）计算小车通过计数点“2”的瞬时速度公式为v2=___________(以d1、d2及相邻计数点间时间T来表示)代入得v2=_______m/s。（结果保留两位有效数字） (d2-d1)/2T 0.21 距离 d1 d2 d3 测量值/cm 1.20 5.40 12.00 1.在研究匀变速直线运动的实验中，某同学操作以下的主要实验步骤，其正确的排列顺序是：______，其中错误的有（ ） A.拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，再接通电源. B.将打点计时器固定在平板上，并接好电路 C.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当的钩码， D.取下纸带，再断开电源 BCAD AD 练习 2.在探究小车速度随时间变化规律的实验中，下列哪些器材是本实验必须的？达到实验目的还需哪些器材？ ①打点计时器 ②天平 ③低压直流电源 ④细绳 ⑤纸带 ⑥小车 ⑦钩码 ⑧秒表 ⑨一端有滑轮的长木板 答案