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

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 授课人：xxx 引入 在百米赛跑过程中，运动员先加速起步，后匀速，再冲刺，过程中速度大小一直在改变，如何去测量速度呢？ 新课讲授 小车是高中阶段常用研究对象，本节我们将通过打点计时器来研究 直线运动中小车的运动特点 实验器材：小车、一端带滑轮的长木板、打点计时器和纸带、细线、钩码、电源、刻度尺 新课讲授 实验步骤： 一、安装好实验器材：把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面，将小车放在靠近打点计时器一端并摁住。 新课讲授 二、先接通打点计时器电源，后释放小车，得到一条纸带 三、更换好纸带，重复实验，得到多条纸带 新课讲授 数据处理： 选择一条点迹清晰的纸带，舍去开头一些过于密集的点，每隔四个计时点选择一个计数点，标上0 1 2 3 4 ······ 用刻度尺分别测量01 02 03 04······的长度，记录在表格中。 x1 x2 x3 x4 x5 x6 长度/cm 新课讲授 计算各点的瞬时速度： 1、2、3、4、…各点的瞬时速度分别为： 、…. 新课讲授 画v-t图像 (1)以速度v为纵轴、时间t为横轴建立平面直角坐标系，根据所测得的v、t数据在坐标系中描点、连线， 做出小车运动的v-t图像. (2)观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律． 新课讲授 实验注意事项： （1）实验开始前，应将小车放在靠近打点计时器一端。 （2）应先接通电源，后释放纸带。 （3）避免小车与滑轮碰撞损坏仪器，小车到达末端前要用手摁住。 （4）打点完毕后应及时关闭电源。 （5）数据处理时，应舍去开头无效点迹。 （6）画v-t图时应选择合适的坐标分度。 拓展： 利用光电门测量物体的速度及加速度 光电门作用：测量经过光电门时的瞬时速度 练一练 1、在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，某同学的实验操作步骤如下，试找出其中的错误和遗漏的步骤(遗漏步骤可编上序号G)。 A.拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器的一端后，放开纸带，再接通电源 B.将打点计时器固定在长木板无滑轮一端，并接好电路 C.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当的钩码 D.取下纸带，再断开电源 E.将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔 F.从所打的纸带中选取理想的纸带进行测量分析 错误和遗漏： （1）______________________________________________________________ （2）______________________________________________________________ （3）G：___________________________________________________________ 正确的步骤顺序为：____________________________ A中应先接通电源，再放开纸带 D中应先断开电源，再取下纸带 换上新纸带，重复实验两次 BECADGF 练一练 2、在用电火花计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，图甲是一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出。(电源频率为50 Hz) (1)根据运动学有关公式可求得vB＝1.38 m/s，vC＝________ m/s，vD＝3.90 m/s(保留三位有效数字)。 2.64 (2)利用求得的数值在图乙所示坐标纸上作出小车的v－t图象(从打A点时开始计时).利用纸带上的数据求出小车运动的加速度a＝________ m/s2(保留三位有效数字)。 12.6 练一练 3. 采取下列哪些措施，有利于减小由于纸带受到的摩擦而产生的误差(　　) A．改用直流6 V电源 B．降低电源电压 C．使用平整不卷曲的纸带 D．使物体运动的方向与纸带在同一条直线上 CD 练一练 4. 在“研究匀变速直线运动的规律”的实验中，某同学获得的一条纸带如图所示。 (1)已知打点计时器的电源频率为50 Hz，则打点计时器在纸带上打下相邻两点的时间间隔为________。 (2)A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A、B两点间距x＝________m。 (3)C点对应的速度是________m/s，小车运动的加速度为________m/s2.(计算结果保留两位有效数字)。 (4)若实验后发现，实际所用交流电的频率高于50 Hz，则第(3)问中计算结果与实