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

人教版(2019)必修第一册物理高中 2.1 实验:探究小车速度随时间变化的规律 如何设计实验? 新课教学: 通过研究小车在重物牵引下运动的速度随时间变化的规律。 合作探究任务: 阅读课本同组同学进行讨论实验具体方案。 实验目的: 既然选择了远方 便只顾风雨兼程 交流电源 刻度尺 钩码 小车 细绳 纸带 打点计时器 一端附有定滑轮的长木板 实验器材: 测量小车的速度,做出小车的v-t图象,初步分析小车速度变化的规律。 实验任务: 既然选择了远方 便只顾风雨兼程 一、选取纸带 实验步骤: ⑴把一端附有滑轮的长木板水平放在实验桌上,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,插好电源。 ⑵ 穿纸带;挂钩码。 ⑶ 先接通电源,然后放开小车,让小车拖着纸带运动,打完一条后立即关闭电源。 ⑷ 换纸带,更换钩码,再做两次. 既然选择了远方 便只顾风雨兼程 O A B C D E O’ O A B C D E O’ 二、取点 1、每打三个点取一个点 2、每打两个点取一个点 问题:两种情况中, BC之间的时间t1是多少? OA之间的时间间隔t2为多少? 既然选择了远方 便只顾风雨兼程 实验注意事项: 1.滑轮不能过高或过低,细绳应与木板平行. 2、实验时要注意保护小车及滑轮,要避免它们被碰坏或跌坏。 3.小车另一端所挂的钩码个数要适当,以100g以内为宜,若用到150g以上,则纸带打出的点数不能满足一0.1s为计数点,计时间隔可取0.8s-0.6s. 既然选择了远方 便只顾风雨兼程 例:求3这个计数点的速度 T为多少? x1 x2 x3 x4 x5 处理的纸带 既然选择了远方 便只顾风雨兼程 纸带的处理 1、方法: 列表法 图象法 编号 x/cm t/s v/cm/s 0 1 2 3 4 5 6 既然选择了远方 便只顾风雨兼程 (1)完成表格 位置编号 O 1 2 3 4 位移△ x(m) 时间间隔 △t(s) 时刻t/s 瞬时速度V/(m/s) 表格:小车在几个时刻的瞬时速度 假如两个计数点之间忽略了两个点,以O点为零时刻的话, 表格中的时间间隔和时刻该怎么填? 既然选择了远方 便只顾风雨兼程 1.固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。 2.滑轮不能过高,细绳应与木板平行。 3.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。 4.先接通电源,后让纸带运动。 5.每次打点结束后立即关闭电源。 6.将所测得的数据记录下来。 【注意事项】 三、分组实验 采集数据 既然选择了远方 便只顾风雨兼程 计算某点的瞬时速度(当△t 较小,瞬时速度近似等于平均速度) 0 A B C D E 近似法求瞬时速度时,求解五个点的瞬时速度, 其实实际要取几个点呢? 回顾瞬时速度的求解 问题:如何求A点和D点的瞬时速度? (刻度尺测量位移时,切记估读) 既然选择了远方 便只顾风雨兼程 1、根据所得数据,选择合适的标度建立直角坐标系(图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积) 2、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,不在直线上的点应对称地分布在直线两侧。 3.若某个点明显偏离直线,实验中有误差,应舍掉 图象法处理数据 既然选择了远方 便只顾风雨兼程 1.(2022·湖北部分重点高中高一上期中)小明同学按如图所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。 (1)释放小车时,实验装置如图甲所示,指出该装置中操作错误的是_。 A.电磁打点计时器接在直流电源上了 B.小车质量没有远大于槽码质量 C.小车离打点计时器过远 解析 (1)电磁打点计时器应接在交变电源上;不需小车质量远大于槽码质量;小车离打点计时器过远,故选A、C。 AC 实验能力自测 既然选择了远方 便只顾风雨兼程 2.某同学在玩具赛车的赛车场看赛车比赛时,用相机连拍功能对经过的某玩具赛车进行了连拍,然后他把连拍后的照片对应赛道位置排列好,排列好的位置关系如图所示。已知该照相机的连拍频率是每秒10片,照片与实物的比例为1∶10。为了判断该赛车的运动情况,该同学对整理好的照片进行了研究。请根据图中数据回答下列问题: (1)该照相机连拍时,其拍摄周期为T=_s。 (2)图中从左向右玩具赛车在第二个位置的速度v2=_m/s,赛车在第五个位置的速度v5=_m/s。 (3)该玩具赛车在连拍时间内的平均加速度a=_m/s2。 提示:将实验所得数据在电脑的Excel文件中输入表格,利用其“图表向导”拟合v-t图象。 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,让尽可能多的点分布在直线上,不在直线上的点应对称地分布在直线两侧。如图所示。 四、数据处理 归纳结论 1 .如何直