2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 课件 -2022-2023学年高一上学期物理人教版必修1

实验：探究小车速度随时间变化的规律 目录 CONTENTS 实验原理与操作 典例分析 01 02 04 05 学习目标 1.进一步练习使用打点计时器，学会用打上点的纸带研究物体的运动。 2.掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法。 3.会用v-t图像处理实验数据，并能够利用纸带测定物体做匀变速直线运动的速度和加速度。 实验原理与操作 课程导入 物体的运动通常是比较复杂的，物体的运动规律各不相同 滑板车 导弹发射 滑板车、导弹发射等这些运动中都有速度的变化。 怎样探索速度随时间变化的规律呢？ 国内外研究概况 Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit. Aenean commodo ligula eget dolor. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit. 寻求一种运动的特点和规律，一般要从某个具体事例开始。这一节我们研究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。 要想知道速度随时间变化的规律，必须知道物体在一系列不同时刻的速度。我们可以用频闪相机拍下运动的变化，但是这样还不故精确，为此我们要借助打点计时器。 课程导入 一、实验原理 1.利用纸带计算瞬时速度：以纸带上某点为中间时刻取一小段位移，用这段位移的平均速度表示这点的瞬时速度. 2.用v－t图像表示小车的运动情况：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图像，图线的倾斜程度表示加速度的大小，如果v－t图像是一条倾斜的直线，说明小车的速度是均匀变化的. 01 04 1、如何设计此实验？ 把一端带有滑轮的长木板平放在实验桌上，木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。小车在槽码的牵引下运动，通过研究纸带上的信息，就可以知道小车运动的速度是怎样随时间变化的。 01 03 04 04 2、需要测量哪些物理量？ 用直尺测量各个计数点间的距离，或各计数点到0点的距离。 3、选用什么器材？ 电磁打点计时器（带导线），6ⅴ低压交流电源，纸带，复写纸，一段带有滑轮的长木板，小车，细绳，钩码，刻度尺，坐标纸（用来做v-t图像)。 01 04 二、进行实验 ①把一端带有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端，连接好电路。 ②让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，把小车停在靠近打点计时器的位置 ③先接通电源启动计时器，然后放开小车，让它拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一行小点。随后，立即关闭电源，取下纸带。 ④增减所挂的槽码（或在小车上放置重物），更换纸带再做两次实验。 01 03 05 04 三、数据记录 为了便于测量，舍掉纸带开头一些过于密集的点，找一个适当的点作为计时起点。 可选择相隔0.1s（也就是相隔四个点)的若干计数点进行测量。 01 04 05 04 1、先测量出各个计数点到计时起点的距离：x1、x2、x3、x4、x5…，再计算出相邻的两个计数点间的距离：Δx1＝x1，Δx2＝x2－x1，Δx3＝x3－x2，Δx4＝x4－x3，Δx5＝x5－x4，…，记入自己设计的表格。 2.求解并记录各计数点的瞬时速度 (1)各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替，即v1＝ ， v2＝ ，… T为相邻两个计数点间的时间间隔，若交变电源频率为50 Hz，每5个点取一个计数点(中间隔4个点)，则T＝0.1 s. (2)设计表格并记录相关数据。同理，计算增减槽码后两次实验的速度，分别填入表1中标有“”和“”的两行内。 你能否从表格中的数据看出小车速度随时间变化的定量关系？如果不能，怎么办？ 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)                 …                 01 03 04 05 04 四、数据分析 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3所示. 3.观察所得到的直线，分析物体的速度随时间