2.1+實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律+課件【知識精講精研】高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊

第二章勻變速直線運動的研究2.1實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律思考

古時候的計時方法是滴水法和日影法等原始方法。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，今天我們?nèi)粘Ｉ钪械挠嫊r工具有哪些?手表、機(jī)械鐘、手機(jī)、電腦、秒表………打點計時器如何設(shè)計實驗？通過研究小車在重物牽引下運動的速度隨時間變化的規(guī)律。合作探究任務(wù)：

閱讀課本同組同學(xué)進(jìn)行討論實驗具體方案。實驗?zāi)康模航涣麟娫纯潭瘸咩^碼小車細(xì)繩紙帶打點計時器一端附有定滑輪的長木板實驗器材：測量小車的速度，做出小車的v-t圖象，初步分析小車速度變化的規(guī)律。實驗任務(wù)：實驗步驟：⑴把一端附有滑輪的長木板水平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上遠(yuǎn)離滑輪的一端，插好電源。⑵穿紙帶；掛鉤碼。⑶先接通電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打完一條后立即關(guān)閉電源。⑷換紙帶，更換鉤碼，再做兩次.實驗注意事項：1．滑輪不能過高或過低,細(xì)繩應(yīng)與木板平行.2、實驗時要注意保護(hù)小車及滑輪，要避免它們被碰壞或跌壞。3．小車另一端所掛的鉤碼個數(shù)要適當(dāng)，以100g以內(nèi)為宜，若用到150g以上，則紙帶打出的點數(shù)不能滿足一0.1s為計數(shù)點，計時間隔可取0.8s-0.6s.舍掉開頭過于密集的點，從清楚的點開始若紙帶上點與點之間的距離較小，每五個計時點取一個計數(shù)點,依次標(biāo)號為0，1，2，3，4，5(間隔是0.1s)。0.10s0.10s過于密集/不清晰的點問題1：怎樣分析和選取紙帶上的點？

數(shù)據(jù)記錄(2)用求平均速度的方法來求[選擇包括該點在內(nèi)的一段位移Δx(該點最好處在中間時刻位置)，找出對應(yīng)的時間Δt，用Δx/Δt作為該點的瞬時速度]；△x1△x2△x3△x4△x5問題2：如何計算出所取點的瞬時速度？(1)測量各個計數(shù)點之間的距離應(yīng)注意估讀、單位。

△x

4

-△x

2v3=v24=———=—————2△t△x

24

2△t△t為多少?例：求3這個計數(shù)點的速度：△x1△x2△x3△x4△x5建立v-t坐標(biāo)t/sv/(m/s)擬合圖線t/sv/(m/s)12新知探究誤差分析1．木板的粗糙程度不同，摩擦不均勻2．根據(jù)紙帶測量的位移有誤差，從而計算出的瞬時速度有誤差3．作v-t圖像時單位選擇不合適或人為作圖不準(zhǔn)確帶來誤差13新知探究控制實驗條件的原因細(xì)線、紙帶保持水平狀態(tài)：保證小車運動的加速度不變小車要靠近打點計時器：保證紙帶上打出足夠多的點槽碼個數(shù)適當(dāng)：便于分析實驗數(shù)據(jù)和作圖先打點后釋放小車：保證紙帶上有足夠多的點14新知探究1．開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近打點計時器2．先接通電源，等打點穩(wěn)定后，再釋放小車3．打點完畢，立即斷開電源4．選取一條點跡清晰的紙帶，適當(dāng)舍棄點密集部分，適當(dāng)選取計數(shù)點(注意計數(shù)點與計時點的區(qū)別)，弄清楚所選的時間間隔T等于多少注意事項15新知探究5．要防止鉤碼落地，避免小車跟滑輪相碰，當(dāng)小車到達(dá)滑輪前及時用手按住6．要區(qū)分打點計時器打出的計時點和人為選取的計數(shù)點，一般在紙帶上每隔4個點取一個計數(shù)點，即時間間隔為t＝0.1s7．在坐標(biāo)紙上畫v-t圖像時，注意坐標(biāo)軸單位長度的選取，應(yīng)使圖像盡量分布在較大的坐標(biāo)平面內(nèi)注意事項例

在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中：(1)下列哪些器材是多余的：______①電磁打點計時器②天平③低壓直流電④細(xì)繩⑤紙帶⑥小車⑦鉤碼⑧秒表⑨一端有滑輪的長木板(2)為達(dá)到實驗?zāi)康?，還需要的器材是：__________答案解析：不需要測量質(zhì)量；需要低壓交流電；打點計時器每隔0.2s打一次點，可以計時；故②③⑧多余v-t圖象和x-t圖象的比較考點精講一、v-t

圖像1.交點：與橫軸的交點表示質(zhì)點速度為零;兩條圖線的交點表示兩個質(zhì)點速度相等2.點：表示物體的狀態(tài)，即表示某時刻質(zhì)點的速度3.線：表示物體的運動過程，即表示質(zhì)點在某段時間內(nèi)速度的改變量；橫軸上方的圖線表示速度大于零。4.斜率：表示加速度5.面積：表示質(zhì)點通過的位移，t軸以上面積為正，t軸以下面積為負(fù)v-t圖象和x-t圖象的比較考點精講二、x-t圖象1.交點：與橫軸的交點表示質(zhì)點回到出發(fā)點；兩條圖線的交點表示兩個質(zhì)點相遇2.點：表示物體的狀態(tài)，即表示質(zhì)點在某時刻相對于基準(zhǔn)點（位移為零）的位置3.線：表示物體的運動過程，即表示質(zhì)點在某段時間內(nèi)發(fā)生的位移橫軸上方的圖線表示位移大于零，斜向上的圖線表示速度大于零。4.斜率：表示速度5.面積：無意義v-t圖象和x-t圖象的比較考點精講注意注意！！無論v－t圖像還是圖像中，圖像是直線還是曲線都表示物體做直線運動。當(dāng)堂測試2．“研究勻變速直線運動”的實驗中,使用電磁打點計時器(所用交流電的頻率為50Hz)，得到如下圖所示的紙帶．圖中的點為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有四個點未畫出來，下列表述正確的是(

)A．實驗時應(yīng)先放開紙帶再接通電源B．相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為0.1sC．從紙帶可求出計數(shù)點B對應(yīng)的速率D．相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為0.02sBC××課堂小結(jié)斜率：加速度實驗?zāi)康膶嶒炘韺嶒灢襟E及注意事項選取紙帶采集數(shù)據(jù)計算速度表格法處理數(shù)據(jù)圖象法處理數(shù)據(jù)探究小車速度隨時間變化的規(guī)律根據(jù)紙帶