2.1實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律 課件高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)

第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究第1節(jié)實(shí)驗(yàn)

探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.進(jìn)一步鞏固打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用及利用紙帶測(cè)量瞬時(shí)速度。2.探究小車在重物的牽引下運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。3.能對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄并會(huì)用圖像法分析數(shù)據(jù)，從而形成結(jié)論。實(shí)驗(yàn)

探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律知識(shí)回顧打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以測(cè)量什么物理量？位移、時(shí)間

位移——用刻度尺測(cè)量時(shí)間——兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶可以間接求什么物理量？可以求兩點(diǎn)間的平均速度→一點(diǎn)的瞬時(shí)速度→加速度一、提出問題

物體的運(yùn)動(dòng)通常是比較復(fù)雜的。放眼所見，物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律各不相同。有勻速、勻加速、勻減速等等。我們?nèi)绾翁剿魑矬w運(yùn)動(dòng)所蘊(yùn)含的規(guī)律呢？

要探究一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)隨時(shí)間變化的規(guī)律--建立V-t圖像，建立圖像必須知道物體在不同時(shí)刻的瞬時(shí)速度，直接測(cè)量瞬時(shí)速度是比較困難的，我們可以借助打點(diǎn)計(jì)時(shí)器先記錄物體在不同時(shí)刻的位置，再通過對(duì)紙帶的分析，計(jì)算得到各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度。烏龜在跑t01234567x1x7x4x3x2x6x5知識(shí)回顧

【例】下圖為某次實(shí)驗(yàn)打出的一條紙帶，圖中標(biāo)出了各點(diǎn)到0點(diǎn)的距離，請(qǐng)求出打點(diǎn)2、點(diǎn)4的瞬時(shí)速度及物體運(yùn)動(dòng)的加速度。二.實(shí)驗(yàn)裝置示意圖實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.鞏固打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用、處理數(shù)據(jù):用紙帶會(huì)算瞬時(shí)速度，加速度2.知道小車在重物牽引下運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。需要哪些儀器？

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、學(xué)生電源、導(dǎo)線、試驗(yàn)小車、細(xì)繩、紙帶、復(fù)寫紙、帶滑輪長木板。三、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)1．按照實(shí)驗(yàn)裝置圖，把一端帶有定滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使定滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上沒有定滑輪的一端，連接好電路。2．木板上放一個(gè)可以左右移動(dòng)的小車，小車一端連接穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，另一端連接繞過滑輪系有槽碼的細(xì)繩。實(shí)驗(yàn)。四.實(shí)驗(yàn)步驟3．把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，然后放開小車，讓它拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器會(huì)在紙帶上打下一行小點(diǎn)，隨后，立即關(guān)閉電源。4．增減所掛的槽碼(或在小車上放置重物)，更換紙帶，再做兩次五.數(shù)據(jù)處理01234567x1x7x4x3x2x6x5問題1.怎樣分析和選取紙帶上的點(diǎn)？

選一條清晰的紙帶，開頭過于密集的點(diǎn)舍掉，若紙帶上點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離較小，可取多個(gè)間隔（一般取5個(gè)間隔）為一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)（不同于計(jì)時(shí)點(diǎn)）（間隔不再是0.02s，是0.1S）；原則上取六、七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜；給選取的點(diǎn)加標(biāo)記。2、計(jì)算方法第二種：誤差小，更準(zhǔn)確位置編號(hào)123456時(shí)間t/s0.10.20.30.40.50.6v/(m/s)0.300.450.600.740.891.03實(shí)驗(yàn)結(jié)論:3.繪制圖象作圖步驟：（2）描點(diǎn)（3）作圖（1）建系0.20.40.60.81.01.20123456t/×10-1sv/(m/s)?v?t1.v-t是一條直線，說明小車的速度隨時(shí)間的增加而均勻增加，做的是速度均勻變化的直線運(yùn)動(dòng)2.圖像和縱坐標(biāo)軸的交點(diǎn)表示開始計(jì)時(shí)時(shí)小車的速度——初速度。3，六、注意事項(xiàng)1.放開小車時(shí),應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.紙帶、細(xì)線與木板平行,鉤碼合適2.先啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，等打點(diǎn)穩(wěn)定后，再放開小車。3.打點(diǎn)完畢，立即關(guān)閉電源。4.選取一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，舍掉開頭點(diǎn)跡密集部分，選取適當(dāng)?shù)挠?jì)數(shù)點(diǎn)(注意計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)時(shí)點(diǎn)的區(qū)別)，弄清楚所選的時(shí)間間隔T等于多少。5.不要分段測(cè)量各段距離，應(yīng)盡可能地一次測(cè)量完畢(統(tǒng)一量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)時(shí)起點(diǎn)的距離)。

6.在坐標(biāo)紙上畫v－t圖像時(shí)，注意坐標(biāo)軸單位長度的選取，應(yīng)使圖像大致布滿坐標(biāo)紙。1、一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組做“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)。(1)某同學(xué)發(fā)現(xiàn)用一條紙帶穿過電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器有圖1中的兩種穿法，他感到有點(diǎn)猶豫。你認(rèn)為________(填“甲”或“乙”)的穿法效果更好。(2)完成實(shí)驗(yàn)后，小明用刻度尺測(cè)量紙帶點(diǎn)間距離時(shí)如圖2所示，B點(diǎn)的讀數(shù)是________cm，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，則B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度vB＝________m/s。(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)甲3.001.35

七：跟進(jìn)訓(xùn)練2.

在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，(1)下列給出的器材中，有一部分已經(jīng)選好了，請(qǐng)選出還需要的器材。A.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B.天平C.低壓交變電源D.低壓直流電源E.細(xì)繩和紙帶F.槽碼和小車G.秒表H.一端有滑輪的長木板I.刻度尺選出的器材有AEFH，還需要________。C、I3.某同學(xué)在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車拖動(dòng)的紙帶的運(yùn)動(dòng)情況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，其相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖1所示，每兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電源的頻率為50Hz。

(1)試根據(jù)紙帶上各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，計(jì)算出打下B、F兩個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度，并將計(jì)算結(jié)果填入下表中(保留三位有效數(shù)字)。vBvCvDvEvF數(shù)值(m/s)0.4790.5600.6400.4000.721(2)以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，將B、C、D、E、F對(duì)應(yīng)各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度標(biāo)在圖2的直角坐標(biāo)系中，并作出小車的瞬時(shí)速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線。vBvCvDvEvF數(shù)值(m/s)0.4000.4790.5600.6400.721?????(3)由所作速度—時(shí)間圖像可得出的結(jié)論是：___________________________。(4)根據(jù)v-t圖像判斷，在打計(jì)數(shù)點(diǎn)A時(shí)，小車的速度vA＝________m/s。小車的速度隨時(shí)間均勻增加0.3204.某同學(xué)按照以下步驟進(jìn)行操作：A.換上紙帶重復(fù)做三次，選擇一條較為理想的紙帶；B.將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上沒有滑輪的一端，接上電源；C.把小車停在靠近電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方，先放開小車，再啟動(dòng)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；D.斷開電源，取下紙帶；E.把一條細(xì)繩拴在小車前端，繩跨過滑輪掛上槽碼，把紙帶固定在小車后端并讓紙帶穿過電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔。以上步驟有錯(cuò)誤的是________(填步驟前的字母)，應(yīng)更正為____________________________；步驟合理的順序是________(填步驟前的字母)。C先啟動(dòng)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，再放開小車BECDA3.某同學(xué)在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車拖動(dòng)的紙帶的運(yùn)動(dòng)情況，在紙帶上確定出0、1、2、3、4、5、6共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖甲，相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T＝0.10s。(1)根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)，該同學(xué)已將1、2、3、5點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻的瞬時(shí)速度進(jìn)行計(jì)算并填入表中，請(qǐng)你將4點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻的瞬時(shí)速度填入表中(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。瞬時(shí)速度v1v2v3v4v5數(shù)值/(m·s－1)0.1650.2140.263____0.3630.314(2)將求出的各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度標(biāo)在如圖乙坐標(biāo)系中，并畫出小車的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像。

(3)由圖像求出小車的加速度大小為a＝________m/s2(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。(4)如果實(shí)驗(yàn)時(shí)的電壓變成210V，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，則加速度的測(cè)量值________(選填“大于”“小于”或“等于”)實(shí)際值。如果電源頻率為52赫茲，則加速度的測(cè)