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 1．进一步练习使用打点计时器． 2．利用v-t 图像处理数据，并据此判断物体的运动性质．（重点） 3．能根据实验数据求加速度．(难点） 学习目标 在我们的生活中有跳远助跑、高山滑雪、驾车等运动，在自然界中有瀑布、苹果落地、猎豹捕羚羊等运动，在这些运动中都有速度的变化，且变化规律不尽相同，我们怎样才能知道速度随时间变化的规律呢？ 导入新课 永久磁铁 限位孔 纸带 线圈 振针 振片 复写纸 定位轴 电磁打点计时器 放电针 纸盘轴 墨粉纸盘 电源开关 电火花计时器 视频 实验步骤： 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。 练习使用打点计时器 | 实验步骤 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，重复以上步骤两次。 6、增加砝码质量，重复以上步骤再做两次实验。 注意事项： 1、实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，并先轻轻试拉纸带，应无明显的阻滞现象； 2、使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带； 4、打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源； 3、使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面；使用电火花计时器时，应注意把两条纸带穿好，墨粉纸盘位于两条纸带中间； 练习使用打点计时器 | 注意事项 5、对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕（可先统一测量出各个测量点到起始测量点0之间的距离）。读数时应估读到毫米的下一位。 电磁打点计时器 电火花计时器 比较：电磁打点计时器、电火花计时器 打点方式 打点频率 与交流电的频率相同，若交流电的频率为50Hz，则每隔0.02s打一个点 利用振动的振针打点 利用火花放电打点 工作电压 6v以下交流电 220v交流电 阻力来源 来自振针和纸带间的摩擦，以及限位孔和纸带间的摩擦，阻力较大 来自纸带本身的运动而不是由打点时产生的，阻力极小，实验误差小 问题一：怎样选取纸带上的点，需要测量哪些实验数据？ 把开头过于密集的点舍掉，从比较清楚的点开始，每隔五个间隔取一个计数点，(每两个计数点之间的时间间隔是0.1 s）。 数据处理 测量点编号n 0 1 2 3 4 5 各测量点到0点的距离xn/mm 相邻测量点间位移Δxn=xn-xn-1 各测量点瞬时速度vn(m·s-1） 0 1 3 4 5 2 x1 x2 △x1 △x2 △x3 △x4 △x5 问题二：如何进行数据处理 计算方法：求某点的瞬时速度，可用与此点相邻两点间的平均速度近似记为该点的瞬时速度。 测量点编号n 0 1 2 3 4 5 各测量点到0点的距离xn/mm 0 10.0 24.2 43.5 68.2 95.4 相邻测量点间位移Δxn=xn-xn-1 10.0 14.2 19.3 24.7 27.2 各测量点瞬时速度vn(m·s-1） 0.121 0.168 0.220 0.258 数据处理 教材图表 (1)选择纸带 如何选择一条合适的纸带? 开头过于密集的点舍掉，从清楚的点开始 (2)数据处理 如何选择测量点（计数点）? 每隔五个间隔取一个计数点 取六个点，标号 0，1，2，3，4，5 处理数据 V-t图象 1、图象特点：直观2、作图步骤（1）建系 （2）描点 （3）作图 注意! 1作图时应把尽量多的点连在一条直线上,2不在线上的点应均匀的分布在线的两侧。 3、图象 舍去！ t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 v1/ms-1 16.50 21.40 26.30 31.35 36.30 41.25 t/s v/(m.s-1) 舍去！ △v △t 问题 1图线的特点？ 2小车的运动规律？ 3如何求加速度？ 描点连线作图 观察v-t图 图象法（v - t 图象）： ① 根据所得数据，选择合适的标度建系（图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积） ② 根据所得数据确定点的位置,观察和思考点的分布规律。 ③ “拟合”图象：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，画出一条直线，让尽可能多的点处在这条直线上，其余均匀分布，去掉偏差太大的点 实验结论 1、图线为直线 2、从图线上可以可以求出每一时刻的速度 3、从图线上求出加速度，斜率k=△v/△t=a; a不变的直线运动叫做匀加速直线运动 【误差分析