人教版高中物理必修一 （实验：探究小车速度随时间变化的规律）匀变速直线运动的研究课件教学

第二章匀变速直线运动的研究2.1

实验：探究小车速度随时间变化的规律

目录一、上节回溯三、小结四、练习二、知识讲解一、上节回溯1．加速度2．v-t

图像3．两种打点计时器研究某一种运动的特点和规律，一般要从某个具体事例开始。高铁出站时，可以近似看成变速直线运动，那么在它出站的过程中，速度随时间是怎么变化的？问题引入二、知识讲解——实验思路我们用重物牵引小车的运动代替高铁出站的过程进行研究，那么要研究小车的速度随时间变化的规律，我们该如何设计这个实验？又要测量哪些物理量？选用什么器材？实验原理要探究小车速度随时间变化的规律，就要测量小车在不同时刻的瞬时速度，这就要用到打点计时器。二、知识讲解——实验思路回顾用打点计时器测量瞬时速度，需要哪些实验器材？本实验又需要哪些实验器材？实验仪器打点计时器（带导线）、交变电源、纸带、一端带有定滑轮的长木板、小车、细绳、槽码、刻度尺、复写纸、坐标纸。二、知识讲解——实验思路除了利用打点计时器来设计这个实验外，我们还可以利用什么来测量小车的瞬时速度？拓展学习还可以利用“位移传感器”、“光电门”等技术手段更加精准的去测量小车的瞬时速度。二、知识讲解——实验思路实验步骤（1）要把打点计时器固定在长木板上，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。（2）把小车停在靠近打点计时器的位置。（为什么？）（3）启动计时器，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，纸带打完后立即关闭电源。（4）换上新纸带，增减所挂槽码（或在小车上放置重物）重复操作两次。（为什么？）二、知识讲解——进行实验数据记录为了便于测量，舍弃开头一些密集的点，从一个适当的点开始作为计数0点，之后每隔0.1s（或更短）取一个计数点进行测量，记入自己设计的表格。回顾第一章测量瞬时速度的实验计算各点的瞬时速度的方法，计算本实验中各点的瞬时速度，记录各点的瞬时速度。位置编号0123456时间t/s00.10.20.30.40.50.6v1/(m·s-1)v2/(m·s-1)v3/(m·s-1)二、知识讲解——进行实验注意事项纸带穿过限位孔后，即要与木板平面平行，也要与小车、定滑轮、槽码拉线在一条直线上，且沿木板纵轴中心线方向。要选择各车轮受力均衡的小车，确保小车运动过程是沿木板纵轴方向的直线。加速度不能太小，避免相对误差较大。计数点的间隔不能太大，也不能过小。二、知识讲解——进行实验思考根据表中数据，小车随时间变化有什么规律？速度的变化快慢，应该怎么分析呢？请分析各加速度，看看有什么规律？如果不计算加速度，有什么好方法可以形象的看出小车速度随时间变化的规律？二、知识讲解——数据处理绘制v-t图像以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系；标出物理量和单位；合理标定横纵坐标轴分度；根据数据表格中的数据，在坐标系中描出坐标点；用一条平滑曲线（包括直线）“拟合”这些点。画图线时要使它两侧的点数大致相同。二、知识讲解——数据处理根据实验测得的数据描出的坐标点并不是全都落在直线上，只能大致分布在直线两侧。因此，v-t

图像是实际情况的理想化，是研究实际运动抽象出的一种理想化运动模型。绘制v-t图像v

/(m·s-1)t

/sO由图像可以看出，速度随时间均匀变化，所以本实验中小车做的是一个速度均匀变化的直线运动。二、知识讲解——数据处理信息技术的发展使得我们处理数据更加的简单，借助常用的数表软件，可以迅速、准确地根据表格中的数据作出v-t图像，甚至能够写出图像所代表的公式。用计算机绘制v-t图像二、知识讲解——数据处理1．实验原理2．实验仪器3．实验步骤4．数据分析：（1）v-t图像是一个理想化的运动模型（2）小车的速度随时间均匀变化三、小结四、练习1．列车沿长直坡路向下行驶。开始时速度表上的示数是54km/h，以后每5s读取一次数据，见表2。（1）在表中填写以m·s-1为单位表示的速度值。（2）作出列车速度与时间关系的v-t图像。时间t/s051015202530速度v/(km·h-1)54596570768186速度v/(m·s-1)表2

列车速度表答：（1）15；16；18；19；21；23；242．下列实验过程中正确使用打点计时器的步骤顺序是（）启动电源，让小车水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点关掉电源取下纸带，从能够看清的某个点开始，往后每5个点取一个计数点了解打点计时器的结构，然后把它固定在长木板上把纸带装好用刻度尺测量从第一个点到每一个计数点的距离A．④⑤①②③⑥B．④⑤①⑥③②

C．④⑤①③②⑥D．④⑤①②⑥③

A四、练习3．关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法错误的是

（）把长