2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 课件-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

匀速直线运动的速度图象(v-t图象) t/s x/m 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.02 0.04 0.06 交流与讨论：你能根据上图所描述的匀速直线运动，画出它的速度时间图象吗？ t/s v/m·s-1 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.5 玩具车的速度 小轿车的速度 自行车的速度 高铁的速度 如何探寻物体的速度随时间的变化规律呢？ 第二章匀变速直线运动的研究 实验：探究小车随时间变化的规律 如何研究一个物体运动规律？ （知道物体在不同时刻的速度） 如何知道物体在不同时刻的速度？用什么仪器可以测得？ （打点计时器） 思考 ●我们研究一种运动，就是为了掌握它的规律。 ●怎样才能说是掌握了运动的规律呢？ 主要解决两个问题—— ▲物体的位移是怎样随时间变化的？ ▲物体的速度是怎样随时间变化的？ 第二章 匀变速直线运动的研究 探究目的 原理 探究小车速度随时间的变化规律，学习运用实验研究物理运动规律的方法； 通过观察打点计时器在纸带上打出的点迹，这些点迹不但记录了物体的运动时间，而且相应地表示运动物体在不同时刻的位置。 研究这些点的情况，就可以了解物体的运动情况。 一、实验目的 1.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运动的方法。 3.测定匀变速直线运动的加速度。 二、实验仪器 打点计时器、纸带、复写纸片、低压交流电源、小车、细绳、一端附有滑轮的长木板、刻度尺、钩码、导线. 二、实验器材 学生电源，刻度尺 钩码 小车 细绳 纸带 打点计时器 一端附有定滑轮的长木板 实验原理分析 1.了解打点计时器. (1)一种使用交流电源的计时仪器，它每隔0.02s打一个点（由于电源频率是50Hz）。 (2) 纸带上的点表示了相应运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上所打点的间隔，就可以了解物体运动的情况。 2.由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法： 如图所示，0、1、2……为时间间隔相等的各计数点，S1、S2、S3……为相邻两计数点之间的距离，若△S= S2－S1=……=C（常数），即若两连续相等的时间间隔里的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速运动。 1 2 3 4 5 0 S1 S2 S3 S4 S5 实验原理分析 3.由纸带求物体运动加速度的方法： ⑴用“逐差法”求加速度. 根据S4－S1= S5－S2= S6－S3=3aT2（T为相邻两计数点之间的时间间隔） ⑵用v-t图象法：即先根据求出打第n个点时纸带的即时速度，后做出v-t图，图线的斜率即为物体运动的加速度。 1 2 3 4 5 0 S1 S2 S3 S4 S5 实验原理分析 实验原理示意图 四、实验步骤 1.把一端附有滑轮的长木板平放再实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。 2.把一条细绳栓在小车上，细绳跨过滑轮，并在细绳的另一端挂上合适的钩码，试放手后，小车能在长木板上平稳的加速滑行一段距离；把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车后面。 实验条件： a．合力恒定，细线与木板是平行的。 b．接50HZ，4—6伏交流电。 3.把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开小车，让小车运动，打点计时器就在纸带上打出一系列的点，取下纸带，换上新纸带，重复实验三次。 4.选择一条比较理想的纸带，舍掉开头的比较密集的点，确定计数始点，表明计数点，正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离，并把测量结果填入表中，用逐差法求出加速度的值，，最后求其平均值，还可求出各计数点对应的速度，做v——t图象，求得直线的斜率即为物体运动的加速度。 注意事项 1.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器； 2.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 3.要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它 4.小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免加速度过大而使纸带上打的点太少，或加速度太小使各段位移无法区别，从而使误差增大。 舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始,每五个计时点取一个计数点 ； 取六个点，依次标号为0，1，2，3，4，5 0.10s 0.10s 过于