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】 1.进一步练习使用打点计时器. 2.会利用平均速度求瞬时速度. 3.会利用v－t图象处理实验数据，并由图象计算小车的加速度和判断小车的运动情况. 物体的运动通常是比较复杂的，物体的运动规律各不相同。 导弹发射 老虎捕食 滑板车 滑板车、导弹发射、老虎捕食等这些运动中都有速度的变化。 怎样探索速度随时间变化的规律呢？ 问题情景：马路上洒水车洒完水后车子滴下的水渍 任务：观察生活现象，提出研究问题 问题 1.从水迹能否看出车的运动情况? 2.要知道车在某一位置(时刻)的速度需要测量哪些物理量? 3.如果在实验室条件下研究小车的运动情况，你怎样设计实验方案?需要测量什么物理量?器材是什么? 要想知道速度随时间变化的规律，必须知道物体在一系列不同时刻的速度。我们可以用频闪相机拍下运动的变化，也可以借助打点计时器。 【实验目的】 1.用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车 速度随时间的变化规律． 2.熟悉打点计时器的使用及纸带的分析方法． 3.会用图象法处理实验数据． 【实验原理示意图及实验器材】 (1) 把一端附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远离滑轮的一端,连接好电路. 【实验步骤】 (2)把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，释放手后，小车能在长木板上平稳的加速滑行一段距离，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车后面. (3)把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打出一 系列的点，立即关闭电源.取下纸带，换上新纸带，增减所 挂钩码，或在小车上放置重物，再做两次实验. (4)选择一条比较理想的纸带，舍掉开头的比较密集的点，确定计数始点，标明计数点，正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离（测长不测短），并把测量结果填入表中，然后求出各计数点的瞬时速度. 1．固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央纵轴位 置，使纸带、小车、拉线和定滑轮共线. 【注意事项】 2．注意调整滑轮的高度，使拉线与木板平行，以减小拉力的变化. 3．应考虑复写纸与纸带的位置关系. 4．钩码数量不能过多，长木板两端高低相差不能太大. 5．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,防止小车从板上掉下来. 7．打点结束后立即关闭电源. 6．先接通电源，后让纸带运动. 纸带的处理 舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始,若纸带上点与点之间的距离较小，每五个计时点取一个计数点 ,依次标号为0，1，2，3，4，5 （间隔不再是0.02s）（但要看具体情况灵活选定）； 0.10s 0.10s 过于密集不清晰的点 问题1：怎样分析和选取纸带上的点？ 莫愁前路无知己，天下谁人不识君 处理的纸带 例：求3这个计数点的速度： v3 = v24 = ——— x 24 2△t x1 x2 x3 x4 x5 问题2：如何计算出所取点的瞬时速度？ 误差分析： (1)木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀．　 (2)根据纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬时速度有误差． (3)作v－t图象时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差. 【例1】练习使用打点计时器时,小车拖动纸带并在上面打下一系列的小点,根据点迹,判断纸带表示的运动是匀速直线运动还是变速直线运动时（ ） A.应通过测量纸带表示的运动的全程来判断 B.必须通过计算任意两点间的平均速度来判断 C.必须通过计算全程的平均速度来计算 D.可以通过测量每相邻两点间的距离,看其是否相同来判断 D 【例2】用电磁打点计时器、平板(光滑)、小车等器材探究小车速度随时间变化的规律，下图所示是某同学即将释放小车之前的实验装置图。该装置图中有3处明显错误，它们分别是：(1)_____________________ (2)___________________________ (3)__________________________ 细线应与木板平面平行 小车应靠近打点计时器处释放 电源应选择交流电源 【例3】在实验“探究小车速度随时间变化的规律“ 中，我们采用的正确方法是( ) A.舍掉开头过于紧密的点，找一个适当的点当作计时起点 B.为了实验精确，选取纸带上第一个点作计时起点 C.每相邻计数点的时间间隔只能取0.1s D.每相邻计数点的时间间隔可视打点密度而定，取0.02s ，0.04s，…n×0.02s均可 AD 【例4】在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列关于作v－t图像的说法中，正确的是(　　) A．只要确定了v－