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

2.1 探究小车速度随时间变化的规律 学习目标 01 04 02 03 会利用v ­t图像处理实验数据 会利用平均速度求瞬时速度 能根据实验数据求加速度 掌握实验原理、数据处理、误差分析等问题 新课引入 运动的描述 研究运动的 两个基本概念 描述运动的 三个物理量 质点(研究对象的理想模型） 位移(位置的变化） 速度(位置的变化快慢） 加速度(速度的变化快慢） 参考系(研究运动的参照物体） 思考：研究一个物体的运动要用到学过的哪些概念及物理量？ 目录 思考：要研究小车在重物牵引下速度随时间变化的规律，你认为如何设计此实验? 需要测量哪些物理量? 选用什么器材? 请你把自己研究的方案写出来，并和同学交流。 目录 1.进一步练习使用打点计时器。 2.会处理纸带并会求各点的瞬时速度。(重点) 3.会用v-t图像处理数据，并由图像探究小车的速度随时间变化的规律 实验目的 实验原理： 1.重物牵引小车运动，纸带点迹研究物体速度时间的规律 v1=(x1+x2)/2T , v2=(x2+x3)/2T … … vn＝ 2.瞬时速度的计算 (1)瞬时速度的求解方法： 实验器材： 特别提醒: 与电磁打点计时器不同，电火花计时器使用交流电压220V。 电源 刻度尺 导线 钩码 小车 细绳 纸带 打点计时器 一端附有定滑轮的长木板 实验步骤 1．如图1所示，把一端带有定滑轮的长铝板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面．铝板上放一个可以左右移动的小车，小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过滑轮系有槽码的细绳． 2．把小车停在靠近(选填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置．先启动打点计时器，后放开小车(选填“启动打点计时器”或“放开小车”)，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一行小点．随后，立即关闭电源． 3．换上新纸带，并增减所挂槽码(或在小车上放置重物)，再做两次实验． 五.注意事项 (1)滑轮不能过高,细绳应与木板平行。 (2)小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击长木板末端前应让小车停止运动,防止小车从木板上掉下来。 (3)先接通电源，后让纸带运动。 0 1 2 3 打点周期：0.02s ?s 计时点：打点计时器在纸带上打出来的点 计数点：从计时点中选出来的具有代表性的点 计数周期：0.1S 数据处理： 处理数据 纸带的处理 （1）测平均速度 （2）测瞬时速度:平均速度→瞬时速度（如何测△x） △t ＝？ △x ＝？ 0 1 2 3 △x0 △x1 △x2 △x3 位置编号 ∆t/s ∆X/m v/(m·s-1) 1 2 3 4 5 求各点瞬时速度（平均速度→瞬时速度） 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 任务：数据处理、寻找规律 问题情境:如图所示为一组纸带及数据记录表格 问题 1.根据表中计算出的速度，你能看出小车的速度随时间如何变化吗? 2.怎样更直观、形象地反映小车速度随时间变化的规律? 3.作图前，怎样给坐标轴定标? 4.你能确定除描出点外的其它时刻小车的速度吗? 不能 做出图像 合理设置坐标值，图像充满坐标空间 根据画出的图线来确定 任务：数据处理、寻找规律 问题情境:如图所示为一组纸带及数据记录表格 问题 5.连线连续、平滑的依据是什么? 是否还应有其它考虑?是否所有的点都要在连线上? 6.小车运动的v－t图像是什么图形?说明小车运动的速度随时间变化有什么规律? 7.你能从图线中得到有关运动的哪些信息? 速度不能突变，所以要连续、平滑 离线较远的点要舍去 直线，速度随时间均匀变化 任意时刻物体的速度 作v-t图象 以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，根据表中的数据，选定合适的坐标标度，在直角坐标系中描点，用平滑的曲线连接描绘出的各点，要使尽可能多的点分布在线上，不在线上的点应大致分布在线的两侧，个别偏离较远的点往往是因为错误造成的，应舍去不用。得出v-t图象如图所示。   实验结论 通过直接分析图象的特点得到小车运动的v-t图象是一条倾斜的直线，那么当时间增加相同的值Δt时，速度也会增加相同的值Δv。可以得出结论：小车的速度随时间均匀增加（或变化）。 例1.判断正误 1、电磁打点计时器与电火花计时器都使用交流电源。（ ） 2、纸带上相邻计数点间的时间间隔一定是0.02s。（ ） 3、电磁打点计时器的工作环境是220v交流电。（ ） 例2：下列关于实验“练习使用打点计时器”的说法，不正确的是（） A、点迹可以记录被测量的物体在一段时间内的运动情况 B、用平整的纸带，不让纸带卷曲歪斜，有