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（2019）必修第一册

第二章 匀变速直线运动的研究 1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 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 今天我们要用打点计时器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。 寻求一种运动的特点和规律，一般要从某个具体事例开始。 一、实验思路 打点计时器可以测量什么物理量？ 位移、时间 通过打点计时器打出的纸带可以间接求什么物理量？ 可以求两点间的平均速度 某一点的瞬时速度 实验室如何获得较简单的运动？ 重物通过跨过定滑轮的细绳拉水平长木板上的静止的小车. 实验器材 学生电源 钩码 小车 细绳 纸带 打点计时器 一端附有定滑轮的长木板 刻度尺 二、进行实验（视频） 小窗口播放 实验步骤 ⑴ 木板平放，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定，连接好电路。 ⑵ 穿纸带；挂钩码。 ⑶ 先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后立即关闭电源。 ⑷ 换纸带，加钩码，再做两次。 1.选择所打纸带中最清晰的一条，舍掉开头一些过于密集的点，找一个适当的点当作计时起点． 2.选择相隔0.1 s，即中间空四个点的时间间隔的若干计数点进行测量（时间间隔不再是0.02s），把数据填入表格． 注：原则上能取六、七个计数点为宜，给选取的点加标记。 3.计算各点的瞬时速度,填入设计的表格中 问题：怎样选取和分析纸带上的点？ 三、数据记录 　　选择一条较理想的纸带，用平均速度代替瞬时速度的方法得到各计数点的瞬时速度。 0 1 2 3 Δx0 Δx1 Δx2 Δx3 位置 0 1 2 3 4 5 时间/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 v1/ms-1 v2/ms-1 v3/ms-1 位置 0 1 2 3 4 5 6 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 v/（m·s-1） ／ 0.45 0.60 0.74 0.89 1.03 1.19 实验测得一组数据如下 四、数据分析 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？ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 0　0.1　0.2　0.3　0.4　0.5 0.6 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 t/s v/(m·s-1) 位置 0 1 2 3 4 5 6 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 v/（m·s-1） ／ 0.45 0.60 0.74 0.89 1.03 1.19 实验测得一组数据如下，请画出对应的v-t图像。 描点时要力求准确，点不要描得过于粗大。 请观察，这些点的分布有什么规律？ 应该选择什么线将这些点拟合起来？ 怎样拟合？ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 思考 ①描出的点并非全分布在一条直线上，我们为什么用一条直线拟合这些点？ 实验中产生误差是不可避免的，所以得到的点不可能严格地处在一条直线上，会有偏差。我们可以这样认为，如果没有误差，这些点都分布在一条直线的概率非常大。所以我们选择用直线拟合这些点。 思考 若某些点偏离直线，可能是什么原因及怎样处理？ 实验必然存在偏大或偏小的误差。画图时让这些不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧，这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，也就是说应该图象上的点，不一定是实验所得到的数据。 若某些点明显偏离直线，可能是操作失误造成的，作图时可以不考虑这个点。但这个点仍应保留在纸上。不要擦去。因为我们应该尊重实验事实。 你能用自己的语言描述小车速度随时间变化的规律吗？ 实验结论 1、小车的速度随时间的增加而均匀增加 2、小车速度随时间逐渐增大；相同时间里，速度增量相同…… 五、实验结论 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 做一做：用计算机绘制v-t图像 小窗口播放 练习与应用 1.为研究实验小车沿斜面向下运动的规律，把打点计时器纸带的一端固定在小车上，小车拖动纸带运动时，纸带上打出的点如图所示。 （1）某同学用以下方法绘制小车的图像。先把纸带每隔0.1s剪断，得到若干短纸条。再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条下端对齐，作为时间坐标轴，标出时间。最后将纸条上端中心连起来，于是得到题型。请你按以上办法(用一张薄纸压在图上，复制得到纸带)绘制这个图像。 （2）这样做有道理吗?说说你的看法。 演示：先把纸带每隔0.1s剪断，得到若干短纸条。 v(cm/s) t(s) 0 把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条下端对齐，作为时间坐标轴，标出时间。最后将纸条上端中心连起来，于是得到图像。 可以；因为剪下的纸条长度