[中学联盟]广西合浦廉州中学人教版高中物理必修一课件:2.1实验:探究小车速度随时间变化的规律

实验：探究小车速度随时间变化的规律 学习目标： 1.巩固打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。 2.通过实验探究，体验如何从实验研究中获取数据，学会利用图象处理实验数据的科学方法。 3．知道小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律。 第1节 重点 1.图象法研究速度随时间变化的规律。 2.对运动的速度随时间变化规律的探究。 难点 对实验数据的处理和运动规律的探究。 重点难点 实验目的：1.进一步练习打点计时器的使用、纸带数据的处理和测量瞬时速度的方法。 2.探究小车在重物牵引下的运动，研究小车速度随时间变化的规律。 探究原理：利用打点计时器打出的纸带上记录的数据，做出速度—时间图象，寻找小车速度随时间变化的规律。 一、实验目的和探究原理 提出问题 1.小车在重物牵引下运动，如何确定小车的速度随时间变化的规律？ 2.结合上一章所学请想一想，中学阶段在实验室中可通过怎样的工具和方法测定和分析速度变化规律？ 一、实验目的和探究原理 二、测小车的速度所需实验器材及实验步骤 1.实验器材 一端有滑轮的长木板、小车、钩码若干、带小钩的细绳、打点计时器、交流电源、纸带、刻度尺、导线若干、坐标纸。 二、测小车的速度所需实验器材及实验步骤 2.实验步骤 （1）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没有滑轮的一端，连接好电路。 （2）用一条细绳拴住小车使细绳跨过滑轮，下边挂上适量的钩码，让纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。实验装置如图所示。 （3）把小车停在靠近打点计时器处，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。换上新的纸带，重复实验三次。 （4）在三条纸带中选择一条最清晰的，舍弃开头一些过于密集的点，找一个合适的点作为计时起点，选择相隔0.1 s的若干 个点作为计数点，计算出各计数点的瞬时速度， 填入设计的表格中。 （5）增减所挂钩码的个数，再做两次实验。 二、测小车的速度所需实验器材及实验步骤 3.数据处理 提出问题 （1）怎样选取纸带和分析纸带上的点？ 二、测小车的速度所需实验器材及实验步骤 3.数据处理 提出问题 （2）如何求出各计数点的瞬时速度？请设计表格处理数据。 二、测小车的速度所需实验器材及实验步骤 3.数据处理 提出问题 （3）求出各点速度后，怎样分析和利用这些数据，找到小车速度的变化规律？ 解决方案 有了原始数据，确定运动规律的最好方法是作速度—时间图象，这样就把物体的运动规律形象而直观地显现出来，这种方法就是图象法。作图象时要标明横纵坐标轴代表的物理意义，选择合适的标度，以各点瞬时速度为纵轴，时间t为横轴，根据所得数据描点：观察和思考点的分布规律。从点的分布看如果这些点大致在一条直线上，就用直线拟合，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。 图线的特点？ 小车的运动规律？ 如何求加速度？ △t △v 为什么这些点不能全部落在拟合的直线上，只能大致在一条直线上？ 实验测得一组数据如下： 位置 0 1 2 3 4 5 6 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 V/（m·s-1） ／ 0.45 0.60 0.74 0.89 1.03 1.19 0　0.1　0.2　0.3　0.4　0.5 0.6 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 t/s v/(m.s-1) 分析讨论 二、测小车的速度所需实验器材及实验步骤 3.数据处理 提出问题 （4）从图上可以看出小车的速度随时间怎样变化？ 二、测小车的速度所需实验器材及实验步骤 三、实验的注意事项 典型例题 例1在研究匀变速直线运动的实验中，某同学操作实验步骤如下，其中错误或遗漏的步骤有（遗漏步骤可编上序号G、H……） A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，并接好电路 B．将打点计时器固定在平板上跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码 C．把小车停在靠近打点计时器处放开纸带，再接通电源 D．取下纸带 E．将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀速运动 F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔 将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序。 解析：（1）C问中应先接通电源，再放开纸带。 （2）D中取下纸带前应先断开电源。 （3）补充步骤G：换上新纸带，重复三次。 步骤顺序为：BFEACDG 答案：BFEACDG 典型例题 例2 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： C 典型例题 （1）求出B、C、D各点的瞬时速度(单位：m／s)。 （2）根据求出的各点速度，做出相应的速度—时间图象。 （3）图线延长线与纵轴相交，交点的物理意义是什么?根据图象分析物体的速度随时间的变化