2.1 探究匀变速直线运动规律 课件-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

实验：练习使用打点计时器及探究速度随时间的变化规律 一、两种打点计时器 电磁打点计时器 电火花计时器 1、电火花计时器 （1）构造： （2）原理： 脉冲电流经放电针、墨粉纸盘放电 （3）工作电压：220V 2、电磁打点计时器 （1）原理 （2）构造 （3）工作电压：10V以下 直流？ 交流？ 课堂练习 1、对纸带上的点迹说法正确的是？ 　A：点迹记录了物体运动的时间。 　B：点迹在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况。 　C：点迹在纸带上的分布情况，反映了物体的体积和大小。 　D：点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移 (ABD) 3、打点计时器的作用 （1）测时间 (电源频率50Hz，每隔__0.02_秒打一个点) （2）测位移 （3）研究纸带 → 研究物体运动 0 1 2 3 △x0 △x1 △x2 △x3 二 、练习使用打点计时器 1、操作步骤 （1）固定计时器 （2）穿纸带 （3）启动电源，拉纸带，随后立即关电源 2、纸带的简单处理 ——测平均速度 （1）需测量的量： （2）关系式： △t ＝？ △x ＝？ 疏密与速度的关系 四 、用图像表示速度 1、图像特点：直观 2、常用作图法 （1）描点作图 （2）据函数关系式作图 3、作图步骤 （1）建系 （2）描点 （3）作图 少了什么？ 四 、用图像表示速度 4、速度－时间图像（v-t graph） 手是如何运动的？ 课堂练习 1、对纸带上的点迹说法正确的是？ 　A：点迹记录了物体运动的时间。 　B：点迹在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况。 　C：点迹在纸带上的分布情况，反映了物体的体积和大小。 　D：点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位 移 (ABD) 2.打出的点迹不够清晰的原因可能是？ A：电源电压偏低 B：永磁体磁性不足 C：振针位置过高 D：复写纸陈旧 E：振动片不在永磁体的中央 (ABCDE) 【典例1】在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如下： 为了计算加速度，合理的方法是 A.根据任意两计数点的速度用公式a=Δv/Δt算出加速度 B.根据实验数据画出v－t图象，量出其倾角，由公式a=tanα求出加速度 C.根据实验数据画出v－t图象，由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式a=Δv/Δt算出加速度 D.依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度 【标准解答】选C.方法A偶然误差较大.方法D实际上也仅由始末两个速度决定，偶然误差也比较大.只有利用实验数据画出对应的v－t图象，才可充分利用各次测量数据，减少偶然误差.由于在物理图象中，两坐标轴的分度大小往往是不相等的，根据同一组数据，可以画出倾角不同的许多图象，方法B是错误的. 【典例2】在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图2-1-3给出了从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点.测得:x1=1.40 cm,x2=1.90 cm, x3=2.38 cm,x4=2.88 cm,x5=3.39 cm,x6=3.87 cm.那么: （1）在计时器打出点1、2、3、4、5时,小车的速度分别为:v1=_____cm/s, v2=_____cm/s, v3=_____cm/s, v4=_____cm/s, v5=_____cm/s. （2）在平面直角坐标系中作出速度—时间图象. （3）分析小车运动速度随时间变化的规律. 【标准解答】（1）由题意可知,两相邻的计数点之间的时间间隔为T=0.02×5 s=0.1 s,对应各点的速度分别为: （2）利用描点法作出v－t图象如图所示. （3）小车运动的v－t图象是一条倾斜向上的直线,说明速度随时间均匀增加,它们是“线性关系”. 答案:（1）16.50 21.40 26.30 31.35 36.30 （2）图见标准解答 （3）速度随时间均匀增加 6.（探究创新）做变速运动的小车,牵引一条纸带通过打点计时器,交流电源的频率是50 Hz,由纸带上打出的某一点开始，每5个点剪下一段纸带，如图2－1－7所示，每一段纸带的一端与x轴相重合，左边与y轴平行，将纸带贴在坐标系中. （1）本实验中运动的小车，相邻相等时间内位移存在某种关系，请你仔细研究图，找出这一关系； （2）请画出小车的v－t图象； （3）根据图象求出其加速度. 【解析】（1）由于每段纸带所对应的时间均为0.1 s, 第一至第六个0.1 s的位移分别为x1=21.5 mm, x2=29.5 mm,x3=37.5 mm,x4=45.5 mm,x5=53.5 mm, x6=61.5 mm,由此可以看出在允许的误差范围内相邻相等的时间内的位移之差相等,即 x2-x1=x3-x2=x4-x3=x5-x4=x6-x5=8 mm. （2）各段时间内的平均速度可粗略认为等于其中间时 刻的瞬时速度, 由 得0.05 s、0.15 s、0.25 s、 0.35 s、0.45 s、0.55 s时对应的速度分别为 21.5 cm/s、29.5 cm/s、37.5 cm/s、45.5 cm/s、 53.5 cm/s、61.5 cm/s，其v－t图象如图所示 （3）小车的加速度在数值上等于v－t图象中图线的斜率，则 答案:（1）在误差允许的范围内，相邻相等时间内的位移之差相等 （2）见解析图 （3）0.8 m/s2 $