2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 课件-2024-2025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 第一节 实验：探究小车速度随时间变化的规律 1 一般分析物体运动规律需要分析速度的变化，通过不同时刻速度变化可以总结出运动规律。一般常用的方法有： ①频闪照相法 ②分析打点计时器打的点判断运动规律 频闪照相法 打点计时器 匀加速直线运动 匀速直线运动 匀减速直线运动 1．进一步练习使用打点计时器及利用纸带求瞬时速度． 2．学会用实验探究小车速度随时间变化的规律的方法，学会用v­t图象处理实验数据． 实验目的 1．利用纸带计算瞬时速度： 以纸带上某点为中间时刻取一小段位移，用这段位移的平均速度表示这点的瞬时速度． 2．用v­-t图象表示小车的运动情况： 以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，用描点法画出小车的v­t图象，图线的倾斜程度表示加速度的大小，如果v -t图象是一条倾斜的直线，说明小车的速度是均匀变化的． 实验原理 打点计时器(电磁或电火花）、交流电源、纸带、一端附有滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、坐标纸． 实验器材 1．如图所示，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，打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端，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，下面挂上适当的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定在小车的后面． 3．把小车停在靠近打点计时器的位置，先接通电源，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行小点，随后立即关闭电源 4．换上新纸带，重复实验三次． 1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器． 2．先接通电源，等打点稳定后，再释放小车． 3．打点完毕，立即关闭电源． 4．选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点迹密集部分，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少． 5．要逐次测量各段距离，应尽可能地一次测量完毕． 6．在坐标纸上画v­t图象时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图象尽量分布在坐标平面中央． 注意事项 7.牵引小车钩码以100克以内为宜，不然纸带上打出的点数不能满足以0.1s为计数点取6组数值的要求。 8.为了防止钩码落地损伤钩码，可在地面铺上垫子。 9.释放小车时，为了防止小车撞击定滑轮和小车落地，要用一只手在定滑轮一端准备接住小车。 数据处理 1.从几条纸带中选择一条比较理想的纸 2.舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个点，作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点(相隔0.1 s)，并标明0、1、2、3、4…如图所示。 3.依次测出1、2、3、4…的距离…，填入表中。 位置 1 2 3 4 5 6 长度cm  0.8  1.99  3.57  5.54 7.9 10.65 各段长度cm 0～2 1～3 2～4 3～5 4～6    1.99  2.77  3.55  4.33  5.11   时间间隔s  0.1  0.1  0.1  0.1  0.1   v/(m·s－1)             方法： 求瞬时速度时，一般用最短的位移来求平均速度来代替瞬时速度 注意：（1）最短位移指需要求瞬时速度的点两边最近计数点之间的距离 （2）T表示两个计数点之间的时间间隔 本题中两个计数点之间有5个时间间隔（每个代表0.02s)： T=5×0.02s=0.1s 3.依次测出1、2、3、4…的距离…，填入表中。 位置 1 2 3 4 5 6 长度cm  0.8  1.99  3.57  5.54 7.9 10.65 各段长度cm 0～2 1～3 2～4 3～5 4～6    1.99  2.77  3.55  4.33  5.11   时间间隔s  0.1  0.1  0.1  0.1  0.1   v/(m·s－1)   0.10 0.14 0.18 0.22 0.26 1.定标度、描点：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。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) 2.连线：画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线两侧，偏差比较大的点忽略不计，如图所示。 舍去 舍去 v-t图像 $$