人教版（2019）高一物理 必修第一册：2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律(共25张PPT)

第一节实验：探究小车速度随时间变化的规律教材图2.1-1展示目标1、进一步掌握打点计时器的使用方法和利用打点计时器研究物体运动的方法。2、会计算各个计数点的速度。

3、会根据纸带上计录的数据，在坐标纸上画出v-t图象。

一、实验目的1.练习使用打点计时器，学会用打上点的纸带研究物体的运动。2.掌握判断物体是否做匀变速运动的方法。3.测定匀变速直线运动的加速度。

二、实验仪器

打点计时器；纸带；复写纸片；低压交流电源；小车；细绳；一端附有滑轮的长木板；刻度尺；钩码；导线注意:区分电火花打点计时器----交流电压220V

导学达标三、实验原理1.了解打点计时器.(1)一种使用交流电源的计时仪器，它每隔0.02s打一个点（由于电源频率是50Hz）。(2)纸带上的点表示了相应运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上所打点的间隔，就可以了解物体运动的情况。

2.由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：

如图所示，0、1、2……为时间间隔相等的各计数点，S1、S2、S3……为相邻两计数点之间的距离，若△S=S2－S1=……=C（常数），即若两连续相等的时间间隔里的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速运动。123450S1S2S3S4S5

3.由纸带求物体运动加速度的方法：⑴用“逐差法”求加速度.

根据S4－S1=S5－S2=S6－S3=3aT2（T为相邻两计数点之间的时间间隔）⑵用v-t图象法：即先根据求出打第n个点时纸带的即时速度，后做出v-t图，图线的斜率即为物体运动的加速度。123450S1S2S3S4S5实验原理示意图互动探究4、实验步骤：

（1）安装仪器，连好电路（2）穿纸带，固定打点计时器（3）启动电源，释放纸带,关闭电源。（4）换新纸带，重复做两次

四、实验步骤1.把一端附有滑轮的长木板平放再实验桌上，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.把一条细绳栓在小车上，细绳跨过滑轮，并在细绳的另一端挂上合适的钩码，试放手后，小车能在长木板上平稳的加速滑行一段距离，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车后面。实验条件：a．合力恒定，细线与木板是平行的。b．接50HZ，4—6伏交流电。

3.把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开小车，让小车运动，打点计时器就在纸带上打出一系列的点，取下纸带，换上新纸带，重复实验三次。4.选择一条比较理想的纸带，舍掉开头的比较密集的点，确定计数始点，表明计数点，正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离，并把测量结果填入表中，用逐差法求出加速度的值，最后求其平均值，还可求出各计数点对应的速度，做v——t图象，求得直线的斜率即为物体运动的加速度。

五、注意事项1.小车的加速度应适当大一些，以能在纸带上长约50cm的范围内清楚地取7～8个计数点为宜。5.不要分段测量各段位移，应尽可能一次测量完毕（可先统一量出到计数点0之间的距离），读数时应估读到毫米的下一位。2.要防止钩码落地和小车跟定滑轮相撞，纸带打完后即时断开电源。3.每打完一条纸带，将定位轴上的复写纸换个位置，以保证打点清晰。

4.应区别打点计时器打出的点和人为选取的计数点（一般把计时器打出的5个点作为一个计数点），选取的计数点不得少于6个。6、注意所选取的相等时间间隔T的大小及所测位移S互动探究5.注意事项（1）固定打点计时器时，应注意使两限位孔和小车运动轨迹在同一直线上（原因？）（2）开始实验:开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器(原因？)（3）实验中：接通电源和释放小车。

(4)打点结束后立即关闭电源。

(5)要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰.二、处理数据1、纸带的处理（1）测平均速度（2）测瞬时速度:平均速度→瞬时速度（如何测△x）△t

＝？△x

＝？互动探究0123△x0△x1△x2△x3位置编号∆t/s∆X/mv/(m·s-1)123454、求各点瞬时速度（平均速度→瞬时速度）互动探究3、处理数据教材图表(1)选择纸带如何选择一条合适的纸带?开头过于密集的点舍掉，从清楚的点开始(2)数据处理如何选择测量点（计数点）?每隔五个间隔取一个计数点取六个点，标号0，1，2，3，4，5互动探究三、V-t图象1、图象特点：直观2、作图步骤（1）建系（2）描点（3）作图注意!

1作图时应把尽量多的点连在一条直线上,2不在线上的点应均匀的分布在线的两侧。t/s00.10.20.30.40.5v1/ms-116.5021.4026.3031.3536.3041.253、图象舍去！描点连线作图观察v-t图t/sv/(m.s-1)舍去！△v△t问题1图线的特点？2小车的运动规律？3如何求加速度？2、图象法（v-t图象）：①根据所得数据，选择合适的标度建系（图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）②根据所得数据确定点的位置,观察和思考点的分布规律。③“拟合”图象：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，画出一条直线，让尽可能多的点处在这条直线上，其余均匀分布，去掉偏差太大的点实验结论1、图线为直线

2、从图线上可以可以求出每一时刻的速度

3、从图线上求出加速度，斜率k=△v/△t=a;a不变的直线运动叫做匀加速直线运动课后思考题【典例】(实验数据处理)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，如图所示为记录小车运动情况的一条纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T＝0.1s。(1)计算D、C、B各点的瞬时速度，vD＝______m/s，vC＝______m/s，vB＝______m/s。(2)在如图所示坐标系中作出小车的v-ｔ图象，并根据图象求出a＝______。(3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度是______，此速度的物理意义是______。【解析】(1)若时间较小，平均速度可以代替某点的瞬时速度。

D点的瞬时速度=390cm/s=3.9m/sC点的瞬时速度=264cm/s=2.64m/sB点的瞬时速度=138cm/s=1.38m/s(2)由(1)中数据作出小车的v-t图象如图所示，由图线的斜率可求得它的平均加速度(3)将图线延长后，与纵轴的交点的速度约是v=0.12m/s，它表示小车经过A点时的速度。课堂小结

用打点计时器来测量小车