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

两课时 2.1 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 人教版（2019）必修 第一册 1 学习目标 1.能熟练使用打点计时器 2.能从纸带上获取数据计算各点的瞬时速度（近似法） 3.建立v-t图，会“拟合”图线，并根据图像描述速度随时间的变化规律 2 复习回顾 1.电磁打点计时器与电火花计时器使用50Hz交流电时，打点周期T= s. 2.使用打点计时器测量手拉纸带的速度时，要注意（ ） A. 先启动打点计时器，再拉纸带 B. 先拉纸带，后启动打点计时器 C.启动打点计时器与拉纸带应同时进行 3.电磁打点计时器的工作电压是： V；电火花计时器的工作电压是： V 。他们都应使用 电源（“直流”、“交流”）。 4.打点计时器打出的纸带可以直接测量 和 。 5.电磁打点计时器打出了一条纸带，如下图所示。 打点周期用T表示，则各点的瞬时速度分别为：（用符号表示） 这里使用了近似法，把很小一段的 速度看作某点的 速度。 0.02 8V 220 交流 时间 位移 平均 瞬时 A 3 课堂引入 物体的运动通常比较复杂、运动规律也各不相同。我们如何探索物体运动所的规律呢？ 本节课我们研究实验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。 我们该如何设计这个实验？又要测量哪些物理量？选用什么器材？ 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 4 一、实验目的 1.进一步练习使用打点计时器. 2.会利用平均速度求瞬时速度. 3.会利用v－t图像处理实验数据，并根据图像能计算小车的加速度和判断小车的运动情况. 5 二、实验原理 1.利用纸带计算瞬时速度 根据纸带求出各点的瞬时速度，在 v－t 图象上作出图象，说明物体速度随时间变化的规律。 一般用一小段时间内的平均速度代替。 用某段位移的平均速度表示中间点的瞬时速度 2.用v-t图象表示小车的运动情况 t/s 5 10 15 20 25 0 20 40 60 80 v/m•s-1 3.用利用v­t图像求出小车的加速度。 6 三、实验器材 打点计时器(带导线)、交变电源、纸带、一端带有定滑轮的长木板、小车、细绳、槽码、刻度尺、复写纸、坐标纸、固定夹。 槽码 小车 细绳 纸带 打点计时器 一端附有定滑轮的长木板 学生电源 刻度尺 7 四、实验思路 8 五、实验步骤 ⑴ 木（铝）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；挂槽（钩）码。 ⑶把小车停在靠近打点计时器的位置.先接通打点计时器电源，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，增减所挂槽（钩）码(或在小车上放置重物) ，再做一次. 注意： 1．固定打点计时器时应让限位孔处在长木（铝）板的中央位置。 2．滑轮不能过高,细绳应与木（铝）板平行. 3．小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击长木（铝）板末端前应让小车停止运动,防止小车从板上掉下来。 4．先接通电源，后让纸带运动。 5．打点结束后立即关闭电源。 6．要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点。 9 六、数据记录——列表法 1.选纸带：点迹清晰，点迹间隔变化均匀。 2.取点：舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始作为计数点0，之后每隔4点取一个计数点，（使两个计数点之间的时间间隔是0.1s）；取6个计数点，标号 0，1，2，3，4，5。 3.测量：测量各计数点到 0 点的距离 x ，写入表格 3 2 1 0 x1 x2 x3 10 位置 1 2 3 4 5 6 长度 x1 x2 x3 x4 x5 x6             各段长度 0～2 1～3 2～4 3～5 4～6 5～7             时间间隔             v/(m·s－1)             4.设计表格（ ） 六、数据记录——列表法 两种给数据纸带，那种好一点？ 11 5.作图步骤 ① 建立坐标系（横坐标时间,纵坐标瞬时速度） 。 ② 确定各计数点的位置。 ③ “拟合”图象： 画一条直线 ， 让这条直线通过尽可能多的点， 不在线上的点均匀分布在直线 的两侧，偏差比较大的点忽略掉。 t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.2 1.0 0.8 0.6 0.4 v/(m·s-1) 七、