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

第二章 匀变速直线运动的研究 第1节 实验：探究小车速度随时间变化的规律 学易同步精品课堂 新教材人教版 物理（必修第一册） 课堂引入 物体的运动通常比较复杂、运动规律也各不相同。我们如何探索物体运动所的规律呢？ 寻求一种运动的特点和规律，一般要从某个具体事例开始。本节课我们研究实验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。 课堂引入 　 那么，要研究小车的速度随时间变化的规律，我们该如何设计这个实验？又要测量哪些物理量？选用什么器材？ 1.进一步练习使用打点计时器. 2.会利用平均速度求瞬时速度. 3.会利用v－t图像处理实验数据，并根据图像能计算小车的加速度和判断小车的运动情况. 一、实验目的 1.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，用这段位移的平均速度表示这点的瞬时速度。 以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，用描点法画出小车的v-t图象，图线的斜率表示加速度，如果v-t图象是一条倾斜的直线，说明小车的速度是均匀变化的。 t/s 5 10 15 20 25 0 20 40 60 80 v/m•s-1 2.用v-t图象表示小车的运动情况 二、实验原理 5 打点计时器(带导线)、交变电源、纸带、一端带有定滑轮的长木板、小车、细绳、槽码、刻度尺、复写纸、坐标纸、固定夹。 槽码 小车 细绳 纸带 打点计时器 一端附有定滑轮的长木板 三、实验器材 1.如图，把一端带有定滑轮的长铝板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面.铝板上放一个可以左右移动的小车，小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过滑轮系有槽码的细绳。 2.把小车停在靠近打点计时器的位置.先启动打点计时器，后放开小车，让小车拖着纸带运动。随后，立即关闭电源. 3.换上新纸带，并增减所挂槽码(或在小车上放置重物)重新操作两次. 四、实验步骤 　　为了便于测量，舍弃开头一些密集的点，从一个适当的点开始作为计数 0点，之后每隔 0.1s （或更短）取一个计数点进行测量，记入自己设计的表格。　 　　计算本实验中各点的瞬时速度，并记录。 位置编号 0 1 2 3 4 5 6 时间 t / s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 v1 / (m·s-1) v2 / (m·s-1) v3 / (m·s-1) 五、数据记录 8 如何处理计算出来的数据？ 六、数据处理 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 １．列表法 9 (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，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点忽略不计，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. × × × × × Δt = 0.40 s Δv = 0.675 m/s ２．图像法 六、数据处理 3.求小车加速度的方法 方法1:取任意两组数据求出Δv和Δt，然后代入Δv／Δt求解。 方法2:在v—t图象上取一段时间Δt（尽量取大一些），找出两个时刻对应的纵坐标值求出Δv，代入Δv／Δt求解。 4.哪一种方法更好？ 画图时让不在直线上的点尽可能均匀地分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小误差的一种手段. 六、数据处理 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 t/s o 0.10 0.20 0.30 0.40 v/(m/s) × × × × × 与纵轴的交点是什么意思？ 如何求加速度 ？ △t=0.4s △V=？ 0.2m/s 1.图线的特点？ 一条倾斜直线 2. 小车的运动规律？ 速度随时间均匀变化 3.如何求加速度？ 4.a的特点？ 不变 七、实验结论 1.固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置；滑轮不能过高,细绳应与木板平行; 2.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器; 3.先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车，当小车停止运动时及时断开电源; 八、注意事项 4.实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们被碰坏或跌坏。所以，当小车到达滑轮前及时用手按住它，防止小车从板上掉下来; 5.小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免加速度过大而使纸带上打的点太少，或加速度太小使各段位移无法区别，从而使误差增大; 6.打点结束后立即关闭电源. 八、注意事项 　　除了利用打点计时器来设计这个实验外，我们还可以利用什么来测量小车的瞬时速度？ 　　还可以利用“位移传感器”、“光电门”等技术手段更加精准的去