1.6 学生实验：测量运动物体的速度和加速度 课件 -2022-2023学年高一上学期（中职）物理高教版（2021）通用类

第六节 学生实验： 测量运动物体的速度和加速度 物理（通用类） 主题一 运动和力 同学们，大家好！今天我们一起来学习《物理》“主题一 运动和力”的“第六节 学生实验：测量运动物体的速度和加速度”。 1 主要内容 原理与方法 收集与整理 分析与处理 1 2 3 讨论交流与反思 4 本节我们要学习的主要内容。 2 01 PART 01 原理与方法 一、原理与方法 本实验使用的气垫导轨是一种力学实验仪器，它利用气泵产生压缩空气，使滑块在导轨上悬浮起来，从而大大减小了滑块在导轨上运动时的阻力。 数字计时器与气垫导轨上的两个光电门相连，当滑块上的挡光片经过光电门时，数字计时器的显示窗口可以自动显示出挡光片的挡光时间，由于它可以测出0.001 s的时间，并且能直接以数字显示，所以又叫数字毫秒计。 4 一、原理与方法 实验装置如右图所示，通过让滑块在倾斜的气垫导轨上做匀加速直线运动，利用数字计时器分别测量出挡光片经过两个光电门时的挡光时间，进而计算出滑块的瞬时速度和加速度。 5 一、原理与方法 选择数字计时器上“计时1”的功能，当滑块上的挡光片经过光电门时，数字计时器的显示窗口可以自动显示出挡光片经过两个光电门的挡光时间 Δt1 和 Δt2。结合挡光片的宽度 l 可分别计算出两个瞬时速度： ， 6 一、原理与方法 再利用两个光电门之间的距离s，根据匀变速直线运动的公式：即可求出滑块在两光电门之间的加速度a： 7 02 PART 01 收集与整理 （1）将气垫导轨安装好，将垫片垫在单脚螺丝下面，使导轨形成一个斜面。打开数字计时器的开关，选择“计时1”功能。借助导轨上的标尺，调节两个光电门之间的距离 s = 0.60 m，用直尺测量挡光片的宽度 l，将数据填入实验表中。 二、收集与整理 提示：本实验需要几位同学密切配合，与同学协商如何分工协作？ 各小组在组长的安排下明确分工：如负责在固定位置释放滑块的、负责在滑块通过两个光电门后抓住滑块的、负责观察第一个挡光时间的、负责观察第二个挡光时间的、负责记录数据的等。 9 （2）将挡光片安装在滑块上。打开气泵开关，给导轨送气。把滑块轻轻地放在导轨上（气垫导轨表面的平直度、光洁度要求很高，绝不允许用手或坚硬物品触碰导轨表面）。用手扶着滑块，尝试让滑块经过两个光电门，调节光电门的高度，使挡光片可以顺利通过，不发生擦碰。 二、收集与整理 10 （3）将滑块从导轨较高一端的固定位置由静止开始释放，当滑块通过两个光电门后，将滑块拦住，防止其撞击导轨末端、跌落或弹回。要及时记下数字记时器的显示窗口显示的挡光时间Δt1 和 Δt2，将数据填入实验表中。 二、收集与整理 11 （4）重复上一步操作，再测两次。 二、收集与整理 （5）将滑块从导轨上取下，关闭气泵开关，关闭数字计时器的开关。 （6）整理实验仪器，将其恢复初始位置，摆放整齐，整理卫生。 组织学生整理仪器，打扫卫生。对学生进行养成教育。 12 03 PART 01 分析与处理 13 实验表 滑块的瞬时速度和加速度 三、分析与处理 挡光片的宽度l = _______m，两个光电门之间的距离s = _______m 实验序次 Δt1/s Δt2/s v1 / （m·s-1） v2 / （m·s-1） a / （m·s-2） 1           2     3     平均值     14 04 PART 01 讨论交流与反思 15 通过本次实验，能证明沿光滑斜面下滑物体的运动是匀加速直线运动吗？ 【思考与讨论】 如果想证明上面的结论，应该怎么做？ 四、讨论交流与反思 16 将本学习小组计算的加速度值与其他学习小组计算的数值相比较，讨论物体沿斜面下滑的加速度的大小可能与 有关。 【总结与交流】 四、讨论交流与反思 17 1．查阅气垫导轨的《使用说明书》，与同学共同探讨是否还有其他测量加速度的方法？ 【反思与提升】 2．上网搜集资料，了解使用超声波传感器等其他仪器测量运动物体的速度和加速度的方法。 四、讨论交流与反思 18 $