2.1 实验探究小车速度随时间变化的规律-【物理优课PPT】2025-2026学年高中物理必修第一册同步PPT课件（人教版2019）

Study on uniform linear motion 授课老师：*** 情景导入 世界上第一条商业运行的磁悬浮列车——“上海磁浮”，已于2003年10月1日正式运营。据报道，上海磁浮线路总长33km，一次试车时全程行驶了7min30s，其中以430km/h的最高速度行驶约30s。磁悬浮列车的行驶速度比汽车快得多，是不是它的加速度也会很大？ 物理学家天地 物理定律不能仅靠“思维”来获得，还应致力于观察和实验。 普朗克，德国物理学家，量子论的奠基人。 1900年，他在黑体辐射研究中引入量子，因此于1918年获得诺贝尔物理学奖。 知识回顾 打点计时器可以测量什么物理量？ 位移、时间 （测量位移与时间的仪器） 位 移 用刻度尺测量 时 间 两点的时间间隔为 0.02s 可以求两点间的平均速度→一点的瞬时速度→加速度 通过打点计时器打出的纸带可以间接求什么物理量？ 实验：探究小车速度随时间变化的规律 科学研究方法 质 点 理想化模型 速 度 比值定义法 瞬时速度 极限思想 测量瞬时速度 较短位移或者时间下，用平均速度表示瞬时速度 寻求运动规律和特点 通过具体事例来寻找运动的特点和规律 实验：探究小车速度随时间变化的规律 实验思路 实验原理 实验器材 进行实验 实验步骤1 实验步骤2 实验步骤3 实验步骤4 实验步骤5 数据记录 设计表格并记录相关数据 速度计算 数据测量 纸带选取 数据分析 作出小车v-t图像 实验结论 实验：探究小车速度随时间变化的规律 实验思路 问题一 研究小车在重物牵引下速度随时间变化的规律，如何设计实验？ 问题二 需要测量哪些物理量？ 问题三 选用什么器材？ 实验：探究小车速度随时间变化的规律 实验思路 测量的物理量：位移、时间 1．瞬时速度的计算 各计数点的瞬时速度可用该点前后一段时间内的平均速度来代替 实验：探究小车速度随时间变化的规律 实验思路 实验器材 需要哪些仪器？ 电源，刻度尺 钩码 小车 细绳 纸带 打点计时器 一端附有定滑轮的长木板 实验：探究小车速度随时间变化的规律 进行实验：实验步骤 1．如图所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。 10 实验：探究小车速度随时间变化的规律 进行实验：实验步骤 2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，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，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。 4.换上新的纸带，重复实验两次。 5.增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验。 11 实验：探究小车速度随时间变化的规律 进行实验：实验步骤演示 12 实验：探究小车速度随时间变化的规律 数据记录：纸带的选取 1.纸带的选取 开头过于密集的点舍掉，从清楚的点开始,每隔五个间隔取一个计数点，(每两个计数点之间的时间间隔是0.1s）。 0 1 2 3 13 实验：探究小车速度随时间变化的规律 数据记录：数据测量 2.数据的测量 如图所示，一般不是直接测量相邻两个计数点间的距离,而是先测量出各个计数点到计时 0 点间的距离x1、x2、x3、x4、x5，再计算出相邻的两个计数点间的距离。 14 实验：探究小车速度随时间变化的规律 数据记录：速度计算 3.瞬时速度的计算 各计数点的瞬时速度可用该点前后一段时间内的平均速度来代替 0 1 2 3 1.2cm 1.6cm 2.0cm 2.4cm 平均速度 → 瞬时速度（如何测 x） △ 15 实验：探究小车速度随时间变化的规律 数据处理:列表法 - - 0.201 0.280 0.432 0.355 0.512 同理，可求出另外两条纸带的情况 小车的瞬时速度随时间增大而增大。 思考:小车的具体运动规律是什么? 16 实验：探究小车速度随时间变化的规律 数据处理:图象法 ① 根据所得数据，选择合适的标度建立直角坐标系（图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）。 ② 根据所得数据描出各点的位置（描点法）,观察和思考各点的分布规律。 17 实验：探究小车速度随时间变化的规律 数据分析：实验演示 18 t/s v/(m/s) 0.1 0 0.12 0.3 0.4 0.5 0.6 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 实验：探究小车速度随时间变化的规律 描绘小车的 v-t 图 各点的分布大致都落在一条直线上，因此，我们可以推断：如果没有实验误差的理想情况下，所描出的各点应全部落到这条直线上。画直线时，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。 通过图像可以判断小车做匀加