人教版高中物理必修第一册2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 课件PPT

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规律 复习：打点计时器可以测量什么物理量？位移时间（打点计时器是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。 例 导入：试验小车运动是物理学中最简单物体运动，哪它的运动的速度随时间变化有什么规律呢？我们可以通过什么方法来研究？通过试验!可以通过打点计时器等试验仪器来探究小车速度随时间变化的规律哪如何设计试验？实验中要注意什么？ 试验设计：试验需要什么仪器？打点计时器、学生电源、导线、试验小车、细绳、纸带、复写纸、带滑轮长木板钩码试验仪器怎样安装放置？(如图所示) 二`实验步骤⑴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⑵穿纸带；挂钩码。⑶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。⑷换纸带，加钩码，再做一次. 三`实验注意点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。 四`纸带分析怎样分析和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）；取六个点，标号0，1，2，3，4，50123 如何代替？（选择包括该点在内的一段位移（该点最好处在中间时刻位置）Δx，找出对应的时间Δt，用Δx／Δt作为该点的瞬时速度）；对于选取的两个端点的速度暂时不计算（误差较大）；测量各个计数点之间的距离应考虑估位、单位。如何计算所取点的速度？四`纸带分析0123△x0△x1△x2△x3用计算较准确的平均速度来代替瞬时速度 五`数据处理1、列表法。位置012345时间/s0v1/ms-1v2/ms-1如何处理记录数据？ 五`数据处理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 例题第5题(1)16.5021.4026.3031.3536.30(2)(3)小车运动的v－t图象是一条倾斜向上的直线，说明速度随时间均匀增加．其运动的加速度即为图线的斜率，故a＝k＝0.495m/s2(0.494～0.96m/s2均可)． 思考1若某个点明显偏离直线，可能是什么原因及怎样处理？2从图上可以看出小车的速度随时间怎样变化？ 试验结论：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……。。。。。。 ①取任意两组数据求出Δv和Δt，然后代入Δv／Δt求解。②在v—t图象上取一段时间Δt（尽量取大一些），找出两个时刻对应的坐标值求出Δv，代入Δv／Δt求解。哪一种方法更好？（画图时让不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小误差的一种手段，也就是说应该用图象上的点，而不是用实验所得到的数据）如何根据（v—t图象）求小车的加速度？ 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计数点序号123456计数点对应的时刻（s）0.100.200.300.400.500.60通过计数点的速度（cm／s）44.062.081.0100.0110.0168.0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v－t图，量出其倾角，由公式a=tanα求出加速度C．根据实验数据画出v－t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 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v－t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）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 作业完成讲义练习教材12（…）