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

实验：探究小车速度随时间变化的规律学习目标：1.巩固打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。2.通过实验探究，体验如何从实验研究中获取数据，学会利用图象处理实验数据的科学方法。3．知道小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律。第1节 重点1.图象法研究速度随时间变化的规律。2.对运动的速度随时间变化规律的探究。难点对实验数据的处理和运动规律的探究。重点难点 实验目的：1.进一步练习打点计时器的使用、纸带数据的处理和测量瞬时速度的方法。2.探究小车在重物牵引下的运动，研究小车速度随时间变化的规律。探究原理：利用打点计时器打出的纸带上记录的数据，做出速度—时间图象，寻找小车速度随时间变化的规律。一、实验目的和探究原理 提出问题1.小车在重物牵引下运动，如何确定小车的速度随时间变化的规律？2.结合上一章所学请想一想，中学阶段在实验室中可通过怎样的工具和方法测定和分析速度变化规律？一、实验目的和探究原理 二、测小车的速度所需实验器材及实验步骤1.实验器材一端有滑轮的长木板、小车、钩码若干、带小钩的细绳、打点计时器、交流电源、纸带、刻度尺、导线若干、坐标纸。 二、测小车的速度所需实验器材及实验步骤2.实验步骤（1）附有滑轮的长木板平放在实验桌上，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）用一条细绳拴住小车使细绳跨过滑轮，下边挂上适量的钩码，让纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。实验装置如图所示。（3）把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一行小点。换上新的纸带，重复实验三次。（4）在三条纸带中选择一条最清晰的，舍弃开头一些过于密集的点，找一个合适的点作为计时起点，选择相隔0.1s的若干个点作为计数点，计算出各计数点的瞬时速度，填入设计的表格中。（5）增减所挂钩码的个数，再做两次实验。 二、测小车的速度所需实验器材及实验步骤3.数据处理提出问题（1）怎样选取纸带和分析纸带上的点？ 二、测小车的速度所需实验器材及实验步骤3.数据处理提出问题（2）如何求出各计数点的瞬时速度？请设计表格处理数据。钩码质量计数点编号0123456时间t/s00.10.20.30.40.50.6 二、测小车的速度所需实验器材及实验步骤3.数据处理提出问题（3）求出各点速度后，怎样分析和利用这些数据，找到小车速度的变化规律？解决方案有了原始数据，确定运动规律的最好方法是作速度—时间图象，这样就把物体的运动规律形象而直观地显现出来，这种方法就是图象法。作图象时要标明横纵坐标轴代表的物理意义，选择合适的标度，以各点瞬时速度为纵轴，时间t为横轴，根据所得数据描点：观察和思考点的分布规律。从点的分布看如果这些点大致在一条直线上，就用直线拟合，让尽可能多的点处在直线上，不在直线上的点应对称地分布在直线两侧。 00.10.20.30.40.50.61.21.00.80.60.40.2t/sv/(m.s-1)分析讨论图线的特点？小车的运动规律？如何求加速度？△t△v为什么这些点不能全部落在拟合的直线上，只能大致在一条直线上？位置0123456时间t/s00.10.20.30.40.50.6V/（m·s-1）／0.450.600.740.891.031.19实验测得一组数据如下： 二、测小车的速度所需实验器材及实验步骤3.数据处理提出问题（4）从图上可以看出小车的速度随时间怎样变化？ 二、测小车的速度所需实验器材及实验步骤 三、实验的注意事项 典型例题例1在研究匀变速直线运动的实验中，某同学操作实验步骤如下，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，并接好电路B．将打点计时器固定在平板上跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码C．把小车停在靠近打点计时器处放开纸带，再接通电源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）C问中应先接通电源，再放开纸带。（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：BFEACDG答案：BFEACDG 典型例题例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的瞬时速度如下：计数点序号1234560.100.200.300.400.500.6044.062.081.0100.0110.0168.0C 典型例题（1）求出B、C、D各点的瞬时速度(单位：m／s)。（2）根据求出的各点速度，做出相应的速度—时间图象。（3）图线延长线与纵轴相交，交点的物理意义是什么?根据图象分析物体的速度随时间的变化规律?（4）请根据做出的速度—时间图象求出加速度。 巩固练习1.在探究小车速度随时间变化规律的实验中，下列哪些器材是本实验必需的.①打点计时器②天平③低压直流电源④细绳⑤纸带⑥小车⑦钩码⑧停表⑨一端有滑轮的长木板为达到实验目的还需要的器材是.①④⑤⑥⑦⑨低压交流电源、刻度尺 巩固练习2.在实验“探究小车速度随时间变化的规律”中，我们采用的正确方法是（）A.舍掉开头过于紧密的点，找一个适当的点当做计时起点B.为了实验精确，选取纸带上第一个点做计时起点C.每相邻计数点的时间间隔只能取0.1sD.每相邻计数点的时间间隔可视打点密度而定，可取0.02s、0.04s、…n×0.02sAD 巩固练习3.在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，记录小车运动的纸带如图2-1-5所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5这6个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺，零点跟“0”计数点对齐，由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离填入下表中。距离测量值／cm 巩固练习 总结本课本节课我们主要运用探究式学习的方式用打点计时器来测量小车的速度随时间变化的规律。重点是对重物牵引下小车的运动进行探究，在探究过程中，涉及到了实验的设计、操作以及作图像的方法、原则，很好地提高了大家各个方面的能力，同时又为后面学习这种匀变速运动打下了基础。