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 课标定位 1.知道探究实验的一般步骤。 2.知道打点计时器的使用方法。 3.知道各点瞬时速度的求解方法。 4.根据纸带得到的数据，在坐标纸上画v-t图象。 素养阐释 1、物理观念：周期、计数点、瞬时速度 2、科学思维：通过实验增强学生对于速度随时间变化的理解，渗透“学以致用”的思想 一、实验目的 探究小车速度随时间变化的规律 研究小车在重物牵引下速度随时间变化的规律 1、如何设计此实验？ 2、需要测量哪些物理量？ 3、要想进行实验，需要哪些实验器材？ ？ 速度、时间 打点计时器 问题1：打点计时器可以直接记录的物理量是什么? 问题2：通过打点计时器可以间接测量什么物理量？ 两点间的平均速度 某点的瞬时速度 加速度 知识回顾 位移、时间 （测量位移与时间的仪器） 位移——用刻度尺测量 时间——打点周期T=1/f 实验器材 一端附有滑轮的长木板、打点计时器、小车、纸带、细绳、钩码、 、 、坐标纸． 知识探究 交流电源 刻度尺 实验步骤（一） 1.如图1所示，把 平放在实验桌上，并使 伸出桌面，打点计时器固定在长木板 一端，连接好电路. 图1 附有滑轮的一端 一端附有滑轮的长木板 没有滑轮的 2.把一条细绳拴在小车上，使细绳 滑轮，下面挂上适当的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定在小车的后面. 3.把小车停在靠近打点计时器的位置，先 ，后 ，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一串小点，随后 .换上新纸带，重复操作两次. 接通电源 释放小车 跨过 立即关闭电源 实验步骤（二）： 1、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，连接电路。 2、把一条细线栓在小车上，使细线跨过滑轮，下面挂上砝码。 3、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。 4、把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点。 5、换上新纸带，重复实验两次。 6、增加砝码质量，重复以上步骤再做两次实验。 数据处理： 1、选取一条点迹清晰便于分析的纸带； 2、从能看得清的某个点起，计算点数。如果共有n个点，则用△t=0.02×(n-1)s计算出纸带的运动时间△t； 3、用刻度尺测量打下这些点纸带通过的距离△x； 4、利用公式 计算纸带在这段时间内的平均速度。 练习使用打点计时器 | 数据处理 △t ＝？ △x ＝？ 疏密与速度的关系 （1）需测量的量： （2）关系式： 位移 △x=? 时间间隔△t=? 点迹密集的地方 表示速度较小 数据处理： 练习使用打点计时器 | 数据处理 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 练习使用打点计时器 | 数据处理 数据处理： 问题.如何处理计算出来的数据？ （１）．列表法。（注意列表要求） （２）．图象法： ①根据所得数据，选择合适的标度建立坐标系（让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）。 ②描点：观察和思考点的分布规律。 ③拟合：从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上，用直线拟合，让尽可能多的点处在直线上，不在直线上的点应均匀地分布在直线两侧。 位置 0 1 2 3 4 5 时间/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 v1/ms-1 v2/ms-1 v3/ms-1 为了更好地了解小车速度随时间的变化规律，我们可以用图象法这个重要的数据处理方法，因为图象能比较直观反映出变化规律。现在请同学们根据所得数据作出速度—时间图象。 1、列表法 问题：如何根据速度—时间图象（ v—t图象） 求小车的加速度和初速度？ ①取任意两组数据求出Δv和Δt，然后代入Δv／Δt求解。 ②在v—t图象上取一段时间Δt（尽量取大一些），找出两个时刻对应的坐标值求出Δv，代入Δv／Δt求解。 哪一种方法更好？ 画图时让不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧,就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消,所以图象也是减小误差的一种手段,也就是说应该用图象上的点,而不是用实验所得到的数据.