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

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。 提出问题寻求一种运动的特点和规律，一般要从某个具体事例开始。这一节课我们研究小车在重物牵引下的运动，看看小车的速度是怎样随时间变化。请同学们思考：如何测出小车各个时刻的瞬时速度？ 设计实验解决办法：利用打点计时器和纸带可测出小车各个时刻的瞬时速度。 一、实验目的（1）进一步练习打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。（2）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。 二、实验原理利用打点计时器打出的纸带，计算出各时刻小车的速度，再作出v-t图象，利用图象找出小车的速度随时间变化规律。 电源，刻度尺钩码小车细绳纸带打点计时器一端附有定滑轮的长木板三、实验器材 四、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，再做二次. 四、注意事项1.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器2.先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车，当小车停止运动时及时断开电源3.实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们被碰坏或跌坏。所以，当小车到达滑轮前及时用手按住它。4.小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免加速度过大而使纸带上打的点太少，或加速度太小使各段位移无法区别，从而使误差增大 舍掉开头过于密集的点，从清楚的某个点开始，若纸带上点与点之间的距离较小，每五个计时点取一个计数点,依次标号为0，1，2，3，4，5…0.10s0.10s过于密集/不清晰的点问题一：怎样选取纸带上的点？(每两个计数点之间的时间间隔是0.1s）。五、数据处理 测量各相邻两计数点间的Δx，计算各点瞬时速度并记录相应数据填入表中。问题二：数据的测量与记录五、数据处理计数点序号0123456计数点对应的时刻（s）00.100.200.300.400.500.60Δxn（cm)通过计数点的速度（m／s）1.401.902.382.883.393.87x1＝1.40cmx2＝1.90cm （1）计算计数点附近瞬时速度v1=(x1+x2)/2T,v2=(x2+x3)/2T……vn＝问题三：如何计算出所取点的瞬时速度？五、数据处理 0.170.210.260.310.36（1）计算计数点附近瞬时速度计数点序号0123456计数点对应的时刻（s）00.100.200.300.400.500.60Xn(cm)1.401.902.382.883.393.87通过计数点的速度（m／s） 五、数据处理(2)在平面直角坐标系中作出v－t图象v/m·s0.10-10.200.300.400.500.60t/s0.2000.400.60.....0.100.300.50 五、数据处理(3)分析小车运动速度随时间变化的规律v/m·s0.10-10.200.300.400.500.60t/s0.2000.400.60.....实验结论：小车运动的v－t图象是一条倾斜的直线，说明速度随时间均匀增加，它们成“线性关系”。 例1：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：BECADF 2．“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁打点计时器(所用交流电的频率为50Hz)，得到如下图所示的纸带．图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是()A．实验时应先放开纸带再接通电源B．相邻两个计数点间的时间间隔为0.1sC．从纸带可求出计数点B对应的速率D．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s答案：BC 【跟踪发散】1－1.关于用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，以下说法正确的是()A．打点计时器应固定在长木板上靠近滑轮的一端B．开始实验时小车应放在靠近打点计时器的位置C．应先启动打点计时器，待打点稳定后再释放小车D．牵引小车的钩码质量越大越好答案：BC 4．(2010·广东理综)下图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带．(1)已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为__________．(2)A、B、C、D是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出．从图中读出A、B两点间距x＝__________；C点对应的速度是__________(计算结果保留三位有效数字)．答案：(1)0.02s(2)0.68～0.72cm0.100m/s 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=tgα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 谢谢观赏谢谢观赏