高中物理-第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究1實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律學(xué)案課件-新人教版必修1

第一頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。第二頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分?！袂榫扒腥朐谏钪校藗兲h(yuǎn)助跑、水中嬉戲、駕車行駛、短道速滑(如圖)；在自然界里，物體下落、鴿子飛翔、獵豹捕食、蝸牛爬行、螞蟻搬家……這些運(yùn)動(dòng)中都有速度的變化．物體的速度變化存在規(guī)律嗎？怎樣探索復(fù)雜運(yùn)動(dòng)蘊(yùn)涵的規(guī)律？第三頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。第四頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。(3)本章重點(diǎn)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的掌握及其研究方法和應(yīng)用．難點(diǎn)是勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用和運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性及矢量性．第五頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分?！駥W(xué)法指導(dǎo)(1)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：①對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)的諸多概念、規(guī)律和公式，不要去死記硬背，而要領(lǐng)會(huì)概念的實(shí)質(zhì)，把握公式的來(lái)龍去脈，要通過(guò)一些具體的實(shí)例，通過(guò)實(shí)際物理現(xiàn)象的分析、物理情景的構(gòu)建、物理過(guò)程的認(rèn)識(shí)，來(lái)形成物理概念和規(guī)律②運(yùn)動(dòng)學(xué)公式比較多，一個(gè)實(shí)際問(wèn)題往往可以采用不同的規(guī)律公式求解，從而實(shí)現(xiàn)“一題多解〞，從多種的等效解法中找出最簡(jiǎn)捷的方法，這叫“等效選優(yōu)法〞，選擇恰當(dāng)?shù)慕忸}方法不但可以簡(jiǎn)化解題過(guò)程，還可以提高我們分析解決問(wèn)題的能力．第六頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。(2)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的圖象：學(xué)會(huì)用圖象巧解物理問(wèn)題，x－t圖象和v－t圖象是高中物理中首次利用圖象表示物理量之間的關(guān)系．如果能明確各種圖象的物理意義，便可利用圖象法巧妙地解決很多實(shí)際問(wèn)題，這種方法可表達(dá)出直觀、方便、化難為易的效果．在理解圖象所表示的物理規(guī)律時(shí)要注意：①看清坐標(biāo)軸所表示的物理量及單位并注意坐標(biāo)原點(diǎn)是否從零開始．第七頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。②圖象上任一點(diǎn)的斜率，反映了該點(diǎn)處一量隨另一量變化的快慢(變化率)．如x－t圖象中的斜率為速度，v－t圖象中的斜率為加速度．③圖象上每一點(diǎn)都對(duì)應(yīng)著兩個(gè)數(shù)，沿圖象上各點(diǎn)移動(dòng)，反映了一量隨另一量變化的函數(shù)關(guān)系，因此圖象都應(yīng)該和一個(gè)代數(shù)方程相對(duì)應(yīng)．總之，利用圖象分析問(wèn)題，首先要明確坐標(biāo)軸的物理意義．根據(jù)圖象截距確定物體初始狀態(tài)，根據(jù)圖象特點(diǎn)理解物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，做到眼中有圖象，心中有(物體運(yùn)動(dòng))情景．必要時(shí)可以畫出物體運(yùn)動(dòng)草圖輔助判斷第八頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。(3)自由落體運(yùn)動(dòng)：自由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想化的物理模型，是勻變速運(yùn)動(dòng)的特例，勻變速運(yùn)動(dòng)的相關(guān)規(guī)律和分析方法同樣適用于自由落體運(yùn)動(dòng)第九頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。1.實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律

第十頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。第十一頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。※※掌握實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)儀器的安裝與使用※學(xué)會(huì)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)※根據(jù)“v－t”圖象描述小車的運(yùn)動(dòng)規(guī)律第十二頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。第十三頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。要探究一個(gè)物體的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，必須知道物體在不同時(shí)刻的速度，但直接測(cè)量物體的速度是不容易的．請(qǐng)同學(xué)們思索一下怎樣利用下面的實(shí)驗(yàn)裝置，探究小車速度隨時(shí)間的變化規(guī)律．第十四頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。第十五頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。1．為了研究小車的速度隨

變化的規(guī)律，需要把

固定在長(zhǎng)木板上，把

穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在

的后面．把小車停在

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置．2．在三條紙帶中選擇一條最

的．為了便于測(cè)量，舍掉

一些

的點(diǎn)跡，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)做

．時(shí)間打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶小車靠近開頭清晰過(guò)于密集計(jì)時(shí)起點(diǎn)第十六頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。3．下表是某同學(xué)實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)，請(qǐng)根據(jù)表中的v、t數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，并觀察思考，找出這些點(diǎn)的分布規(guī)律.位置ABCDEFG時(shí)間(s)00.10.20.30.40.50.6v(m/s)0.380.630.881.111.381.621.90第十七頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。結(jié)論：

．如果沒(méi)有實(shí)驗(yàn)誤差的理想情況，小車運(yùn)動(dòng)的v－t圖象是一條傾斜的直線第十八頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。第十九頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦么螯c(diǎn)紙帶研究小車的運(yùn)動(dòng)情況，分析小車的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律．第二十頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。(2)實(shí)驗(yàn)原理利用紙帶上的數(shù)據(jù)和第一章的方法求出通過(guò)各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度(學(xué)完本章第3節(jié)后可根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)某段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度，即vn＝ 求出打第n個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度)，再作出v－t圖象，分析v與t的關(guān)系．第二十一頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。(3)實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、刻度尺、導(dǎo)線、低壓交流電源、小車、鉤碼第二十二頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程①(如以以下圖)把一端附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上遠(yuǎn)離滑輪的一端，連接好電路．第二十三頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。②把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過(guò)滑輪，下邊掛上適宜的鉤碼，放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地滑行，然后把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的另一端固定在小車的后面．③把小車?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，后釋放小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的小點(diǎn)，換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次．第二十四頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。在本實(shí)驗(yàn)中，如果長(zhǎng)木板不是平放在實(shí)驗(yàn)桌上，而是與水平面有一定的夾角，那么對(duì)探究小車的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是否有影響？答案：沒(méi)有影響解析：沒(méi)有影響，但懸掛鉤碼的個(gè)數(shù)應(yīng)適當(dāng)改變，以保證滿足以0.1s為計(jì)數(shù)點(diǎn)取6組數(shù)據(jù)的要求．因?yàn)椴还荛L(zhǎng)木板是平放還是與水平面有一定的夾角，小車的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不會(huì)改變，只是速度變化的快慢不同了．第二十五頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。點(diǎn)評(píng)：長(zhǎng)木板與水平面有一定的夾角，只是改變了小車運(yùn)動(dòng)的加速度，角度變大，小車運(yùn)動(dòng)的加速度變大.第二十六頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。(1)表格法①?gòu)膸讞l紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開始一些比較密集的點(diǎn)，在后面便于測(cè)量的地方找一個(gè)開始點(diǎn)，作為計(jì)數(shù)始點(diǎn)，以后依次每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，并標(biāo)明0、1、2、3、4…，測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離x，并記錄填入表中.位置編號(hào)012345時(shí)間t/sx/mv/(m·s－1)第二十七頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。②分別計(jì)算出與所求點(diǎn)相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離Δx1、Δx2、Δx3….③利用一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求得各計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5的瞬時(shí)速度，填入上面的表格中．④根據(jù)表格的數(shù)據(jù)，分析速度隨時(shí)間怎么變化．第二十八頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。(2)圖象法①在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系，橫軸表示時(shí)間，縱軸表示速度，并根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)．②畫一條直線，讓這條直線通過(guò)盡可能多的點(diǎn)，不在線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，偏差比較大的點(diǎn)忽略不計(jì)，如以以下圖．③觀察所得到的直線，分析物體的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律.第二十九頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。(1)木板的粗糙程度不同，摩擦不均勻．(2)根據(jù)紙帶測(cè)量的位移有誤差，從而計(jì)算出的瞬時(shí)速度有誤差．(3)作v－t圖象時(shí)單位選擇不適宜或人為作圖不準(zhǔn)確帶來(lái)誤差.第三十頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。(1)開始釋放小車時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．(2)先接通電源，計(jì)時(shí)器工作后，再放開小車，當(dāng)小車停止運(yùn)動(dòng)時(shí)及時(shí)斷開電源．(3)要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，當(dāng)小車到達(dá)滑輪前及時(shí)用手按住它．(4)牽引小車的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng)，以免加速度過(guò)大而使紙帶上的點(diǎn)太少，或者加速度太小，而使各段位移無(wú)多大差異，從而使誤差增大，加速度的大小以能在50cm長(zhǎng)的紙帶上清楚地取得六、七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜．第三十一頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。(5)要區(qū)別計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，一般在紙帶上每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，即時(shí)間間隔為T＝0.02×5s＝0.1s.(6)描點(diǎn)時(shí)最好用坐標(biāo)紙，在縱、橫軸上選取適宜的單位，用細(xì)鉛筆認(rèn)真描點(diǎn)．第三十二頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。第三十三頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。在探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，按照實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的先后順序，將下述步驟的代號(hào)填在橫線上____________________A．把穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶固定在小車后面B．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板的沒(méi)有滑輪的一端，并連好電路C．換上新的紙帶，再重做兩次D．把長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面第三十四頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。E．使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源，放開小車，讓小車運(yùn)動(dòng)F．把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，下邊吊著適宜的鉤碼G．?dāng)嚅_電源，取出紙帶第三十五頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。解析：正確的實(shí)驗(yàn)步驟是：把長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板的沒(méi)有滑輪的一端，并連好電路，把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，另一端吊適宜的鉤碼，把穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶固定在小車后面，使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，再放開小車，讓小車運(yùn)動(dòng)，打完一條紙帶，斷開電源，取下紙帶，換上新紙帶，再重做兩次，即順序?yàn)椋篋BFAEGC.答案：DBFAEGC.點(diǎn)評(píng)：對(duì)于實(shí)驗(yàn)的步驟，同學(xué)們應(yīng)結(jié)合實(shí)際操作掌握．第三十六頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。 在探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)操作中有以下實(shí)驗(yàn)步驟，其中有錯(cuò)誤或遺漏的步驟．(遺漏步驟可編上序號(hào)G、H、…)A．拉住紙帶，將小車移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處先放開紙帶，再接通電源；B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上，并接好電路；C．把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，下面吊著適當(dāng)重的鉤碼；D．取下紙帶；第三十七頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。E．將平板一端抬高，輕推小車，使小車能在平板上平穩(wěn)地滑行；F．將紙帶固定在小車尾部，并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔．將以上步驟完善并按合理順序填寫在橫線上：______________________________________________________________________________________________.第三十八頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。答案：由實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)要求可知錯(cuò)漏步驟：(1)A中應(yīng)先接通電源，再放開紙帶；(2)D中取下紙帶之前應(yīng)先斷開電源，使計(jì)時(shí)器停止工作．(3)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)補(bǔ)充G步驟：換上新紙帶，再重復(fù)做三次．(4)實(shí)驗(yàn)步驟順序：BFECADG第三十九頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律〞的實(shí)驗(yàn)中，如以以下圖，給出了從0點(diǎn)開始，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶，其中0、1、2、3、4、5、6都為計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)得：x1＝1.40cm，x2＝1.90cm，x3＝2.38cm，x4＝2.88cm，x5＝3.39cm，x6＝3.87cm.那么：第四十頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。(1)在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出點(diǎn)1、2、3、4、5時(shí)，小車的速度分別為：v1＝________cm/s，v2＝________cm/s，v3＝________cm/s，v4＝________cm/s，v5＝________cm/s.(2)在平面直角坐標(biāo)系中作出v－t圖象．(3)分析小車運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律．第四十一頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。第四十二頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。第四十三頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。(3)小車運(yùn)動(dòng)的v－t圖象是一條傾斜的直線，說(shuō)明速度隨時(shí)間均勻增加，它們成“線性關(guān)系〞．答案：(1)16.5021.4026.3031.3536.30(2)如以以下圖(3)速度隨時(shí)間均勻增加第四十四頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。點(diǎn)評(píng)：根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)分析運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的方法通常是由vn＝ ，即由一段時(shí)間的平均速度表示中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，求出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，作v－t圖象分析；如果圖象是一條傾斜直線，說(shuō)明物體速度隨時(shí)間均勻增加；如果是一條平行于t軸的直線，說(shuō)明物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)；如果圖象是曲線，那么說(shuō)明物體做變速直線運(yùn)動(dòng)，圖線的斜率表示加速度．第四十五頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。 (2021·濰坊統(tǒng)考)在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律〞實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50Hz，記錄小車運(yùn)動(dòng)的一段紙帶如以以下圖，在紙帶上選擇A、B、C、D、E、F六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出．第四十六頁(yè)，編輯于星期五：四點(diǎn)五十三分。(1)由紙帶提供的數(shù)據(jù)求出打下C、E點(diǎn)時(shí)的小車的速度，填入下表：計(jì)數(shù)點(diǎn)序號(hào)BCDE計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻