2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律-【点石成金系列】2023-2024学年高中物理同步备课（人教版2019必修第一册）

千锤百炼 铸就精品 授课人：点石成金 授课日期：20XX年X月 培养什么人/怎样培养人/为谁培养人 2.1 实验：探究小车速度随 时间变化的规律 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、根据纸带上给出的数据，求2、4两点的速度和纸带运动的加速度。 知识回顾 01 实验思路 02 进行实验 03 数据记录 04 数据分析 目录/contents 寻求一种运动的特点和规律，一般要从某个具体事例开始。这一节我们研究小车在重物牵引下的运动，看看小车的速度是怎样随时间变化的。 新课导入 Part.01 实验思路 要研究小车在重物牵引下速度随时间的变化规律，你认为如何设计此实验？需要测量那些物理量？选用什么器材，请写出你的方案，并与同学交流。 想一想 要研究小车速度随时间变化的规律，就要想办法测量小车在不同时刻的瞬时速度，而打点计时器具有此功能。如果用打点计时器测量速度，就可以如图所示，把一端带有滑轮的长铝板平放在实验桌上，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。小车在槽码的牵引下运动，通过研究纸带上的信息，就可以知道小车运动的速度是怎样随时间变化的。 实验装置示意图 Part.02 进行实验 实验仪器 打点计时器；纸带；复写纸；低压交流电源；小车；细绳；一端附有滑轮的长木板；刻度尺；钩码；导线 学生电源 打点计时器 木板 纸带、复写纸 钩码 小车 刻度尺 其他：导线、细绳 实验步骤 (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. (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。 (4)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. （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；滑轮不能过高,细绳应与木板平行，以减小拉力的变化。 （2）开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。 （3）先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车，当小车停止运动时及时断开电源。 （4）实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们被碰坏或跌坏。所以，当小车到达滑轮前及时用手按住它，防止小车从板上掉下来。 （5）小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免加速度过大而使纸带上打的点太少，或加速度太小使各段位移无法区别，从而使误差增大。 （6）打点结束后立即关闭电源。 （7）如果电磁打的计时器所打点成短横线，则是由于振针太低，调高一点即可；若所打点成双点，则是由于振针松动。 注意事项 Part.03 数据记录 问题1.怎样选择纸带和和选取纸带上的点？ 选取纸带：选择所打纸带中最清晰的一条，开头过于密集的点舍掉 选取纸带上的点：若纸带上点与点之间的距离较小，可取多个间隔（一般取5个间隔）为一个计数间隔时间（间隔不再是0.02s）（但要看具体情况灵活选定）；给选取的点加标记。 问题2.如何测量数据？ 根据前面所选的计数点直接测量各个计数点到起点的距离。 想一想 0 1 2 3 4 5 位置 0 1 2 3 4 5 x/m 0 0.0260 0.0690 0.1290 0.2060 0.3000 ∆x/m 0 0.0260 0.0430 0.0600 0.0770 0.0940 ∆t/s 0 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 A B C D E t/s 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 v/（m · s-1） 0.26 0.43 0.60 0.77 0.94 为了便于测量，舍掉纸带开头一些过于密集的点，找一个适当的点作为计时起点0，后面每5