高中物理必修一第二章第一节-探究小车速度与时间变化规律优质精校版ppt课件

.,实验：探究小车速度随时间变化的规律,物理定律不能单靠“思维”来获得，还应致力于观察和实验。普朗克,.,知识回顾,打点计时器可以测量什么物理量？,位移、时间（测量位移与时间的仪器）,位移用刻度尺测量时间两点的时间间隔为0.02s,通过打点计时器打出的纸带可以间接求什么物理量？,可以求两点间的平均速度一点的瞬时速度加速度,.,知识回顾,例1：下图为某次实验打出的一条纸带，请求出第二点、第四点的瞬时速度及物体运动的加速度。,.,一、提出问题,物体的运动通常是比较复杂的。放眼所见，物体的运动规律各不相同。我们如何探索物体运动所蕴含的规律呢？,要探究一个物体的运动随时间变化的规律，必须知道物体在不同时刻的速度，直接测量瞬时速度是比较困难的，我们可以借助打点计时器先记录物体在不同时刻的位置，再通过对纸带的分析，计算得到各个时刻的瞬时速度。,.,二、设计实验,需要哪些仪器？打点计时器、学生电源、导线、试验小车、细绳、纸带、复写纸、带滑轮长木板,.,三、实验步骤,木板平放，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定，连接好电路穿纸带；挂钩码。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。换纸带，加钩码，再做二次.,视频,.,四、注意事项,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.打点结束后立即关闭电源。,.,五、数据处理,问题一：怎样选取纸带上的点？,开头过于密集的点舍掉，从清楚的点开始,每隔五个间隔取一个计数点，(每两个计数点之间的时间间隔是0.1s）。,.,五、数据处理,问题二：如何计算出所取点的瞬时速度？,用求平均速度的方法来代替（用计算较准确的平均速度来代替。,平均速度瞬时速度（如何测x）,.,五、数据处理,问题三：如何处理计算出来的数据？,1、将实验数据填入设计好的表格中。,.,五、数据处理,2、根据所得数据，选择合适的标度建立坐标系（让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）,3、描点：观察和思考点的分布规律。,4、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。,.,五、数据处理,问题三：如何处理计算出来的数据？,.,.,.,.,.,图像跟纵轴的交点表示什么？图像的倾斜程度表示什么？三次实验在同一坐标纸上可以作出三条直线，为什么倾斜程度不同？,思考,链接,.,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瞬时速度如下,.,例3：在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，某同学的操作有以下步骤A拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，再接通电源B将打点计时器固定在平板上，并接好电路C把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码D取下纸带E将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔其中错误或遗漏的步骤有（遗漏步骤可编上序号G、H）将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序。,解析：（1）A中应先通电，再放纸带。（2）D中取下纸带前应先断开电源。（3）补充步骤F：换上新纸带，重复三次。步骤顺序为：BFCADG,.,实验时应注意：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。3应考虑复写纸与纸带的位置关系。4钩码数量不能过多，长木板两端高低相差不能太大。5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。6先接通电源，后让纸带运动。7打点结束后立即关闭电源。,.,实验结论：,小车的速度随时间的增加而均匀增加小车速度随时间逐渐增大；相同时间里，速度增量相同；成正比。小车做匀加速直线运动,.,方法指导一、根据纸带判断物体速度随时间变化的规律例1在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，图72甲给出了从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：x11.40cm，x21.90cm，x32.38cm，x42.88cm，x53.39cm，x63.87cm.那么：,(1)在计时器打出点1,2,3,4,5时，小车的速度分别为：v116.50cm/s，v2_cm/s，v326.30cm/s，v431.35cm/s，v5_cm/s.(2)在平面直角坐标系中作出vt图象(3)分析小车运动速度随时间变化的规律,.,(2)利用描点法作出vt图象，如图72乙所示.图72乙(3)小车运动的vt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)21.4036.30(2)如图72乙所示(3)略,.,二、根据纸带求匀变速直线运动的加速度例2某同学在“探究小车运动速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器记录被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如图73甲所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s.图73甲,.,(1)若从纸带上打A点的时刻开始计时，将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在如图73乙所示的坐标纸上，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线图73乙(2)计算加速度的大小是多少？,.,.,根据计算得出的速度及其对应的时刻，得到如图73丙所示的5个圆点，用描点法作出的小车瞬时速度随时间变化的关系图线如图73丙所示图73丙,.,.,实例探究,在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点瞬时速度如下,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算出加速度B根据实验数据画出vt图，量出其倾角，由公式a=tan求出加速度C根据实验数据画出vt图，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间，用公式算出加速度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,C,.,分析：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vt图，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线，方法B是错误的。正确的方法是根据图线找出不同时刻所对应的速度值，然后利用公式算出加速度，即方法C。答案C,.,例2在研究匀变速直线运动的实验中，某同学操作以下实验步骤，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放开纸带，再接通电源B将打点计时器固定在平板上，并接好电路C把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码D取下纸带aE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）问A中应先通电，再放纸带。（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：BFECADG,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,问题与练习：,1、质量都是m的物体在水平面上运动，则在下图所示的运动图像中表明物体做匀速直线运动的图像的是(),答案：A、C,x,.,问题与练习：,2、一枚自制的小火箭由地面竖直向上发射时的V-t图像如图所示，则火箭上升到最高点的位置对应图中的()AO点BA点C.B点DC点,答案：D,.,问题与练习：,3、甲、乙两车从平直公路上的同一处向同一方向运动，其速度图像如图所示，则()A、开始阶段甲车在乙车的前面，20s后乙车比甲车的速度大B、开始阶段乙车在甲车的前面，20s后乙车比甲车的速度大C、20s末乙车追上甲车D、在某一时刻乙车会追上甲车,答案：A、D,.,问题与练习：,3、有一物体做直线运动，其速度图线如图所示那么，物体的加速度和速度方向相同的时间间隔t为()A、只有0t2sB、只有2st4sC0t2s和5st6sD、0t2s和6st8s,答案：C,.,问题与练习：,4、某物体运动的V-t图像如图所示，下列说法中正确的是()A、物体在1s末和3s末运动方向发生变化B、物体在2s末回到出发点C、物体在2s末和4s末时速度为零D、物体始终向前运动,答案：CD,.,问题与练习：,5、汽车运动的V-t图像如下图所示，则汽车在50s末的加速度是_m/s2，在20s末的加速度是_m/s2，200s内的平均速度是_m/s,0,0.25,-0.05,.,问题与练习：,6、如图给出了汽车