2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律-2023-2024学年高一物理备课高效互动课件（人教2019必修第一册）

2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 高中物理必修一 第二章 匀变速直线运动的研究 热力学定律 高中物理必修一 第二章 匀变速直线运动的研究 学习任务 实验原理 实验器材 实验过程 数据处理 注意事项 巩固提升 一、实验原理 1、利用纸带计算瞬时速度：以纸带上某点为中间时刻取一小段位移，用这段位移的平均速度表示这点的瞬时速度。 2、用v－t 图像表示小车的运动情况：以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，用描点法画出小车的v－t 图像，图线的斜率表示加速度的大小，如果v－t 图像是一条倾斜的直线，说明小车的速度是均匀变化的。 高中物理必修一 第二章 匀变速直线运动的研究 二、实验器材 打点计时器、学生电源、复写纸、纸带、导线、一端带有滑轮的长木板、小车、细绳、槽码、刻度尺、坐标纸。 高中物理必修一 第二章 匀变速直线运动的研究 三、实验过程 1、如图所示，把一端带有滑轮的长木板平放在实验桌上，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，连接好电路。 2、把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的槽码，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行，然后把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定在小车后面。 3、把小车停在靠近打点计时器处，先启动计时器，后释放小车，让小车拖着纸带运动，于是打点计时器就在纸带上打下一行小点。随后，立即关闭电源。 4、增减所挂的槽码(或在小车上放置重物)，更换纸带，再做两次实验。 高中物理必修一 第二章 匀变速直线运动的研究 高中物理必修一 第二章 匀变速直线运动的研究 四、数据处理 1、纸带的选取与测量 (1)在三条纸带中选择一条点迹最清晰的纸带。 (2)为了便于测量，一般舍掉纸带开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作计时起点(0点)。 (3)每5个点(相隔0.1 s)取1个计数点进行测量(如图所示，相邻两点中间还有4个点未画出)。 (4)采集数据的方法：不要直接去测量两个计数点间的距离，而是要量出各个计数点到计时零点的距离d1、d2、d3、…然后再算出相邻的两个计数点的距离x1＝d1；x2＝d2－d1；x3＝d3－d2；x4＝d4－d3；… 2、瞬时速度的计算 高中物理必修一 第二章 匀变速直线运动的研究 （1）瞬时速度的求解方法：时间间隔很短时，这段时间的平均速度表示这段时间内中间时刻的瞬时速度。 （2）设计表格并记录相关数据。 位置编号 0 1 2 3 4 5 … 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5   v1/(m·s－1)               v2/(m·s－1)               v3/(m·s－1)               3、画出小车的v－t 图像 (1)定标度：坐标轴的标度选取要合理，应使图像大致分布在坐标平面中央。 (2)描点：描点时要用平行于两坐标轴的虚线标明该点的位置坐标 (3)连线：用一条平滑的曲线或直线“拟合”这些点。 仔细观察所描各点的分布情况。用一条直线“拟合”这些点，即让所画的直线连接尽可能多的点，不能连接的点应均匀分布在直线两侧，舍弃离直线较远的点。 4、通过观察思考，找出这些点的分布规律。 高中物理必修一 第二章 匀变速直线运动的研究 高中物理必修一 第二章 匀变速直线运动的研究 五、注意事项 1、开始放开小车时，应使小车靠近打点计时器。 2、先启动打点计时器，等打点稳定后，再放开小车。 3、打点完毕，立即关闭电源。 4、选取一条点迹清晰的纸带，舍掉开头点迹密集部分，选取适当的计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T 等于多少。 5、不要分段测量各段距离，应尽可能地一次测量完毕(可统一量出各计数点到计时起点的距离)。 6、在坐标纸上画v－t 图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像大致布满坐标纸。 高中物理必修一 第二章 匀变速直线运动的研究 1 、某同学按如图所示的装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。 (1)图中仪器A叫作____________，使用220 V________(选填“交流”或“直流”)电源，释放小车前，小车应停在________(选填“靠近”或“远离”)仪器A的位置。 (2)使用打点计时器分析小车运动情况的实验中，有以下基本步骤： A.释放小车让小车带着纸带运动 B.固定好纸带 C