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 实验：探究小车速度随时间变化的规律 学习目标 任务1：观察生活现象，提出研究问题． 任务2：两种测量速度的方法． 任务3：用打点计时器研究小车运动、获取并记录数据． 任务4：处理数据、寻找规律． 测量速度有哪些方法？ 1.打点计时器可以测量什么物理量? 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 时间 3.怎样用图像表示速度？ 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 采集数据 1．选取纸带、确定计数点并进行测量 (1)在三条纸带中选择一条最清晰的纸带。 (2)为了便于测量，一般舍掉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(如下图所示，相邻两点中间还有4个点未画出)。 (2)设计表格并记录相关数据 2.瞬时速度的计算 (1)瞬时速度的求解方法： 小车的瞬时速度随时间增大而增大。 思考:小车的具体运动规律是什么? - - 0.201 0.280 0.432 0.355 0.512 同理，可求出另外两条纸带的情况 任务：数据记录、分析 寻找规律 问题情景: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? - - 0.201 0.280 0.355 0.432 0.512 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? 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? 数据分析 从表格数据中很难看出小车速度随时间变化的定量关系，可以考虑用v-t图像分析： (1)定标度：坐标轴的标度选取要合理，应使图象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．(所描的点一般用“·”标明) (3)连线：用一条曲线或直线“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． t/s v/m/s 描绘图象：各点的分布大致都落在一条直线上，我们可以推断：如果没有实验误差的理想情况下，所描出的各点应全部落到这条直线上。因此，画直线时，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。 在误差范围内得到的小车的v-t图象是一条倾斜的直线，斜率不变即加速度不变。 实验结论 探究小车速度随时间变化规律 知识清单 误差分析 产生原因 减小方法 偶然误差 根据纸带测量