2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律（教学课件）-【上好课】2022-2023学年高一物理同步备课系列（人教版2019必修第一册）

第二章 人教版 高中物理必修一 第1节 实验：探究小车速度随时间变化的规律 实验目的与原理 01 实验操作 03 实验器材 02 实验创新 04 巩固提升 05 CONTENTS 目录 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？ 新课导入 物理定律不能单靠“思维”来获得，还应致力于观察和实验。 ——普朗克 　 寻求一种运动的特点和规律，一般要从某个具体事例开始。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？ 新课导入 实验目的与原理 PART 01 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. 实验目的 01 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图像表示小车的运动情况 实验原理 02 7 实验器材 PART 02 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 实验器材 00 实验操作 PART 03 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. 实验步骤 01 　　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) 数据记录 02 12 如何处理计算出来的数据？ 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 数据处理 03 13 (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 数据处理 03 图线的斜率表示什么？ 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。 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. 求加速度 04 哪一种方法更好？ 方法2好些 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 求加速度 04 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 实验结论 05 结论：小车做加速度不变的加速运动 实验演示 06 实验中有哪些问题需要注意？ 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; 注意事项 07 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