人教版高中物理必修1-2.1《实验：探究小车速度随时间变化的规律》课件

1、高中物理系列授课课件2.12.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律回顾与思考1.打点计时器的结构如何？2.用打点计时器测小车速度需要哪些实验器材、实验步骤？3.可以用打点计时器研究小车的运动吗？用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车速度随时间变化的规律2进一步练习打点计时器的使用、纸带的数据处理和瞬时速度的测量方法1能运用 v-t 图象探究小车速度随时间变化的规律3实验目的实验原理利用打出的纸带，计算出多个点的瞬时速度，分析速度和时间的关系。（1）计算各计数点小车的速度，应在计数点附近取一个很短的时间 t，用t 内的平均速度作为该计数点的瞬时速度。（2）描点法作出小车的 v-t 图

2、象，图线斜率表示加速度。若 v-t 图象是一条倾斜直线，说明小车的速度是均匀变化的。学习目标实验器材附有滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、打点计时器、纸带（复写纸）、刻度尺、低压交流学生电源、导线、坐标纸。实验步骤（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。学习目标（2）把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行，然后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。调节滑轮高度，使细绳与木板平行。（3）使小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后释放小车，让小

3、车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列点，再按同样的方法（不改变钩码个数）打出两条纸带。从这三条纸带中选择一条最清晰的，记录为纸带 I。（4）增加一个钩码，按上述方法打出纸带 II。（5）在打纸带 I 的基础上减少一个钩码，打出纸带 III。（6）实验完毕，整理器材。学习目标5.注意事项（1）牵引小车的钩码质量要适宜。如质量过大，纸带上打出的点太稀疏；如质量过小，打出的点过于密集，都不便于测量距离。通常以能在 50 cm 长的纸带上清楚地取得 68 个计数点为宜。（2）实验前，应让小车停在靠近打点计时器的位置，这样可以最大限度地利用纸带的有限长度。（3）实验时，应先启动打点计时器，后释

4、放小车。（4）要避免小车和滑轮相碰，在小车到达滑轮前要及时用手按住小车。（5）打完一条纸带要立即关闭电源，避免其因线圈过热而损坏。学习目标关于实验操作的两点提醒关于实验操作的两点提醒1.电磁打点计时器使用的电源是低压交流电源，电火花计时器使用的电源是 220 V 交流电源。2.若纸带上点迹过密，可适当增大小车运动的加速度。学习目标思考思考1.长木板是否必须两端一样高或一端高一端低？不要求，只要能保证小车在恒力作用下运动即可，长木板平放或使没有滑轮的一端垫高均可。2.实验中为什么要换上新纸带，重复操作两次？因实验过程中存在误差，打的纸带条数越多，选择范围就越大。从中选取点迹清晰，点间距疏密变化均

5、匀，打点范围适当大些的纸带进行处理。学习目标实验数据处理1.挑选纸带并测量选取纸带，每 5 个点（相隔 0.1 s）取一个计数点进行测量。测量各个计数点到计时起点的距离 x1、 x2、 x3、，如图所示，然后计算出两个相邻计数点间的距离 x1= x1， x2= x2 x1， x3= x3 x2，这样可以减小相对误差。学习目标2.瞬时速度的计算（1）计算方法：时间间隔很短时，可用某段时间的平均速度表示这段时间内某一时刻的瞬时速度。（2）设计表格并记录相关数据钩码钩码质量质量位置编号位置编号01234567时刻 t/s00.1 0.2 0.3 0.4 0.50.60.7m1v1 / （ms-1）m

6、2v2 / （ms-1）m3v3 / （ms-1）学习目标3.作出小车运动的 v-t 图象（1）定标度：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。（2）描点：在坐标系中确定出各个坐标点的位置。（3）连线：用一条曲线或直线拟合这些点。关于关于 v-t 图象的两点提醒图象的两点提醒1.与纵轴交点的纵坐标表示开始计时时小车的速度，即初速度。2.图线的倾斜程度反映了小车速度变化的快慢，即加速度的大小。学习目标思考思考由实验得出的 v-t 图象如图所示，结合图象进一步分析小车运动的速度随时间变化的规律。小车运动的 v-t 图象是一条倾斜的直线，那么当时间增加相同值 t 时，速度也会增加相同

7、值 v。那么可得出结论：小车的速度随时间均匀增加（或变化）。Otvvtttvv学习目标利用纸带求解加速度方法一：依照各相邻计数点间的加速度求解方法一：依照各相邻计数点间的加速度求解依次计算各计数点的瞬时速度相邻计数点间的加速度加速度平均值。如此，真正参与计算的只有 v1 和 vn+1，中间各点的瞬时速度在运算中都未起作用。学习目标方法二：逐差法方法二：逐差法以 1、4，2、5，3、6等点的速度计算加速度，再求平均值。如此可使各点瞬时速度都参与计算，可减小误差。4113vvaT5223vvaT6333vvaT123456123()()39aaavvvvvvaT学习目标方法三：由图象求加速度方法三：由图象求加速度由多组数据描绘出 v-t 图象，v-t 图象的斜率即物体运动的加速度。关于加速度求解的两点提醒关于加速度求解的两点提醒1.方法二是高中物理中求解加速度重要的常用方法，应重点掌握。2.方法三的优