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

1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 第二章 匀变速直线运动的研究 导入新课 伽利略在研究物体在重力作用下的落体运动时，曾经做过两种猜测： 一、物体的速度随着位移均匀增加 二、物体的速度随着时间均匀增加 利用我们实验室的仪器和学过的方法，你能否设计一个实验，帮助伽利略确定那个猜测更符合实际？ 创设情景，提出问题 根据物理实验设计的一般思路，思考以下问题，根据问题提示设计实验 确定实验目的 研究小车在重物牵引下速度随时间变化的规律 明确测量参量 小车运动的速度、时间 确定实验仪器 小车 长铝板 槽码 滑轮 细绳 打点计时器和纸带 学生电源 设计实验步骤 采集实验数据 明确实验规律 表格法 图像法 反思实验误差 实验操作过程中需注意的问题 观察 v-t 图像满足的规律 分析实验误差产生的原因，实验改进与创新 制订方案，设计实验 1、合理组装、放置实验仪器 2、把小车停靠在哪个位置？ 3、应该先释放小车还是先启动打点计时器？ 4、关闭电源 5、改变槽码的个数，更换纸带，再做两次实验。 提示：要先接通电源，后释放小车。可以把小车前几秒运动的轨迹都记录下来，使实验更加精确. 提示：靠近打点计时器的位置 分组实验，采集数据 根据实验步骤，测量数据并将采集的数据填入下表 注意：（1）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 （2）可选择相隔0.1s或者更短的计数点进行测量 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） ··· 小车在几个时刻的瞬时速度 以时间t为横轴，速度v为纵轴，选取合适的量度，在坐标纸上画出小车的速度-时间图像,或者用计算机拟合图像进行数据分析 分组实验，采集数据 分析论证、得出结论 通过表格分析与图像分析，你认为小车的速度有什么规律？ 提示： 小车的速度与时间成线性相关； 小车的速度随时间均匀变化； 小车运动过程中加速度保持不变 应用规律，反思改进 例1、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＝_____m/s，vC＝______m/s， vD＝______m/s.(保留三位有效数字) 1.38 2.64 3.90 (2)利用求得的数值在图乙所示坐标纸上作出小车的v－t图线(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 应用规律，反思改进 · · · (3)将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是0.12 m/s，此交点的物理意义是：_____________________________________。 从A点开始计时时，小车的速度为0.12m/s 应用规律，反思改进 应用规律，反思改进 练习1、在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学进行了以下实验操作步骤，试找出其中错误和遗漏的步骤(遗漏步骤可编上序号G). A.拉住小车，将小车移到靠近打点计时器的一端后，放开小车，再接通电源 B.将打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，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____________________________________； 正确的步骤顺序为______________________. BECADGF A中应先接通电源，再放开小车　 D中应先断开电源，再取下纸带　 G.换上新纸带，重复操作两次 应用规律，反思改进 2、反思改进 (1)为什么要先接通电源再释放小车？ （2）牵引小车的槽码数量多少会对实验有什么影响？ 提示：要先接通电源，后释放小车。可以把小车前几秒运动的轨迹都记录下来，使实验更加精确. 提示：槽码太多，会使加速度过大而使纸带上的点太少， 槽码太少，会使加速度太小而使各段位移无多大差别 应用规律，反思改进 计算方法： 时间间隔很短时，可用某段时间内的平均速度表示这段时间内某一时刻的瞬时速度，即 （3）如何计算各点的瞬时速度？ 应用规律，反思改进 课堂小结 探