2.1 实验：测量小车随时间运动的变化规律 课件 -2022-2023学年高一上学期物理人教版必修1

学习目标： 1、会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度； 2、会用表格法处理数据，并合理猜想巧用v-t图象处理数据，观察规律； 3、逐差法（一分为二法）求加速度。 重、难点： 1、由实验数据得出v—t图象 2、实验过程的注意事项和实验数据的处理 第二章　匀变速直线运动的研究 2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 制作者：河南驻马店高级中学 李阳 第1节 实验：探究小车速度随时间变化的规律 一、实验目的 探究小车速度随时间变化的规律 二、实验器材 打点计时器、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、电源及导线若干. 三、实验步骤 ⑴ 按图把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，连接好电路. ⑵ 把细绳栓在小车上，使细绳跨过定滑轮，下边挂上合适的钩码，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行，然后把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定在小车的后面. ⑶ 把小车停在打点计时器处，先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打出一行小点，打完一条后立即关闭电源. ⑷ 换上新纸带，改变钩码数目，重复试验三次. 四、数据处理 2.通过测量或计算还能得到哪些信息？ 3.怎样选取纸带和分析纸带上的点？ （1）选取点迹清晰的纸带 （2）舍掉开头过于密集的点，在后面选择便于 测量的某点当做起始点 为了测量方便和减小误差，通常不把每打一个点的时间作为计时单位，而把每打五个点的时间作为计时单位，即T=5×0.02s=0.1s. (3)取七个计数点，分别标记为 0，1，2，3，4，5， 6.测出相邻计数点间的距离x1、x2、x3、x4、x5、x6. 1.纸带能直接提供什么信息？ 6 5 4 3 2 1 0 (4)设计表格记录数据 计数点编号 0 1 2 3 4 5 6 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 相邻计数点的间距x/m 计数点的速度v/m·s-1 (5)作v—t图象 ① 根据所得数据，选择合适的标度建系（图象尽量分布在 坐标系平面的大部分面积） ② 根据所得数据确定点的位置,观察和思考点的分布规律 ③ “拟合”图象：从点的分布可以有很大把握地说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 五、注意事项 1.小车应由紧靠打点计时器处开始释放 2.先接通电源，后让纸带运动 4.打点结束后立即关闭电源 3.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 5.牵引小车的钩码数目要适当 6.区分好实际打点和计数点 7.描点时最好用坐标纸，选取合适的单位，用细铅笔描点 例1.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图 给出了从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，分别标记 为0、1、2、3、4、5、6,并测得相邻计数点的间距x1=1.40cm, x2=1.90cm,x3=2.38cm.x4=2.88cm,x5=3.39cm,x6=3.87cm.求： （1）计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别是多少？（2）在平面直角坐标系中作出v-t图象 （3）分析小车的运动随时间变化的规律 t/ ×10-1s v/ cm·s-1 0 1 2 3 4 5 6 10 20 30 40 · · · · · 小车运动的速度图象为一条倾斜的直线，说明速度随时间均匀增加，它们成“线性关系”. 例1：在研究匀变速直线运动的实验中，某同学操作以下实验步骤，其中错误或遗漏的步骤有（遗漏步骤可编上序号G、H ……） A．把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面 B．把打点计时器固定在木板上没有滑轮的一端，并连好电路 C．把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面 D．取下纸带 E．使小车停在靠近打点计时器处，放开小车，让小车运动 F．把一条细线拴在小车上，细线跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码 将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序。 解析：（1）问E中应先通电，再放纸带。 （2）D中取下纸带前应先断开电源。 （3）补充步骤G：换上新纸带，重复三次。 步骤顺序为：CBFAEDG 例2：在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点瞬时速度如下 计数点序号 1 2 3 4 5 6 计数点对应的时刻（s） 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 通过计数点的速度（cm／s） 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0 为了计算加速度，合理的方法是（ ） A．根据任意两计数点的速度用公式算出加速度 B．根据实验数据画出v－t