高中物理人教必修一配套課件第二章1實(shí)驗(yàn)探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律

1、1實(shí)驗(yàn)：探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律,第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究,學(xué)習(xí)目標(biāo),知識(shí)探究,典例精析,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1.進(jìn)一步練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器. 2.會(huì)利用平均速度求瞬時(shí)速度. 3.會(huì)利用vt圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并據(jù)此判斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì). 4.能根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求加速度.,一、實(shí)驗(yàn)原理,答案,1.紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度一般用一小段時(shí)間內(nèi)的 求解. 2.用描點(diǎn)法畫(huà)出小車(chē)的vt圖象，圖線的 表示加速度，vt圖象是一條傾斜的直線，說(shuō)明小車(chē)的速度是均勻變化的.,知識(shí)探究,平均速度,斜率,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、 、紙帶、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、小車(chē)、細(xì)繩、鉤碼、 、坐標(biāo)紙. 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1.如圖1所示，把一端附有滑輪的長(zhǎng)木板平放

2、在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板沒(méi)有滑輪的一端，連接好電路.,二、實(shí)驗(yàn)器材,交流電源,刻度尺,圖1,答案,2.把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上，使細(xì)繩水平跨過(guò)滑輪，下面掛上適當(dāng)?shù)你^碼，放手后，看小車(chē)能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行，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(chē)的后面. 3.把小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置，先 ，后 ，讓小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一行小點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源.換上新紙帶，重復(fù)操作兩次.,接通電源,釋放小車(chē),答案,思考：為什么要先接通電源，后釋放小車(chē)？,答案可以把小車(chē)前幾秒運(yùn)動(dòng)的軌跡都記錄下來(lái)，使實(shí)驗(yàn)更加精確.,答案,1.挑選紙帶并測(cè)量 在打出

3、的紙帶中選擇一條點(diǎn)跡最清晰的.為了便于測(cè)量，舍掉開(kāi)頭一些過(guò)于密集的點(diǎn)跡，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)(0點(diǎn))，每5個(gè)點(diǎn)(相隔0.1 s)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，如圖2所示.(相鄰兩點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，電源頻率為50 Hz),四、數(shù)據(jù)處理,圖2,2.瞬時(shí)速度的計(jì)算和記錄,(2)設(shè)計(jì)表格并記錄相關(guān)數(shù)據(jù),3.作出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的vt圖象 (1)定標(biāo)度：坐標(biāo)軸的標(biāo)度選取要合理，應(yīng)使圖象大致布滿坐標(biāo)紙. (2)描點(diǎn)：在坐標(biāo)紙上描出各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的位置. (3)連線：用一條平滑的曲線或直線“擬合”這些點(diǎn).,4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論 如果畫(huà)出的vt圖象是一條傾斜的直線，說(shuō)明小車(chē)做速度均勻變化的直線運(yùn)動(dòng).圖象和縱軸的交點(diǎn)表示開(kāi)始計(jì)時(shí)

4、時(shí)小車(chē)的速度初速度.,1.先接通電源，計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后，再放開(kāi)小車(chē)，當(dāng)小車(chē)停止運(yùn)動(dòng)時(shí)及時(shí)斷開(kāi)電源. 2.要防止鉤碼落地以及小車(chē)與滑輪相撞，當(dāng)小車(chē)到達(dá)滑輪前及時(shí)用手按住它. 3.牽引小車(chē)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)多大差別，從而使誤差增大，加速度的大小以能在50 cm長(zhǎng)的紙帶上清楚地取得六、七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜.,五、注意事項(xiàng),4.要區(qū)別計(jì)時(shí)器打出的計(jì)時(shí)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)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，即時(shí)間間隔為T(mén)0.025 s0.1 s.(電源頻率為50 Hz) 5.在坐標(biāo)紙上畫(huà)vt圖象時(shí)，注意坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度的選取，應(yīng)使圖象盡量分布在

5、較大的坐標(biāo)平面內(nèi).,返回,典例精析,總結(jié)提升,例1在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是() A.通過(guò)調(diào)節(jié)，使小車(chē)、紙帶、細(xì)繩和定滑輪上邊緣在一條直線上 B.坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度越小越好 C.開(kāi)始前要先接通電源后松開(kāi)紙帶，打完點(diǎn)要先斷開(kāi)電源后取紙帶 D.鉤碼的質(zhì)量越大越好,一、實(shí)驗(yàn)原理及操作,解析答案,總結(jié)提升,解析實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)滑輪的高度使小車(chē)、紙帶、細(xì)繩和定滑輪上邊緣在一條直線上，可以減小摩擦，所以A正確； 要適當(dāng)?shù)剡x取坐標(biāo)軸的單位長(zhǎng)度使圖象盡量分布在較大的坐標(biāo)平面內(nèi)，B錯(cuò)誤； 開(kāi)始前要先接通電源后松開(kāi)紙帶，打完點(diǎn)要先斷開(kāi)電源后取紙帶，這樣可以使實(shí)驗(yàn)更精確，所以C正確； 鉤碼的

6、質(zhì)量要適中，不要太大也不要太小，D錯(cuò)誤. 答案AC,總結(jié)提升,1.開(kāi)始釋放小車(chē)時(shí)，應(yīng)使小車(chē)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器. 2.牽引小車(chē)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)多大差別，從而使誤差增大，加速度的大小以能在50 cm長(zhǎng)的紙帶上清楚地取得六、七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜. 3.先接通電源，等打點(diǎn)穩(wěn)定后，再釋放小車(chē). 4.打點(diǎn)完畢，立即斷開(kāi)電源. 5.選取一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，舍棄開(kāi)頭點(diǎn)跡密集部分，適當(dāng)選取計(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.一般在紙帶上每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，即時(shí)間間隔為T(mén)0.025 s0.1 s.,例2在用電火花計(jì)時(shí)器“探究

7、小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，圖3甲是一次記錄小車(chē)運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出.(電源頻率為50 Hz),二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理,圖3,(1)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)有關(guān)公式可求得vB1.38 m/s，vC_ m/s， vD3.90 m/s.(保留三位有效數(shù)字),2.64,解析答案,(2)利用求得的數(shù)值在圖乙所示坐標(biāo)紙上作出小車(chē)的vt圖線(從打A點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)).利用紙帶上的數(shù)據(jù)求出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度a_ m/s2.(保留三位有效數(shù)字),解析用描點(diǎn)法作出小車(chē)的運(yùn)動(dòng)圖象如圖所示.,由圖知小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度,12.6,解析答案,總結(jié)提升,(3)將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交

8、，交點(diǎn)的縱坐標(biāo)是0.12 m/s，此交點(diǎn)的物理意義是：_.,解析此交點(diǎn)表示從A點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)，小車(chē)的速度為0.12 m/s.,從A點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)，小車(chē)的速度為0.12 m/s,解析答案,返回,總結(jié)提升,2.運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷：用描點(diǎn)法作出小車(chē)的vt圖象，根據(jù)圖象的形狀判斷小車(chē)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì). 3.加速度的計(jì)算：利用vt圖象的斜率求出小車(chē)的加速度.,返回,1.在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)操作步驟，試找出其中錯(cuò)誤和遺漏的步驟(遺漏步驟可編上序號(hào)G). A.拉住小車(chē)，將小車(chē)移到靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端后，放開(kāi)小車(chē)，再接通 電源 B.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端，并接好電路

9、 C.把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，下面吊著適當(dāng)?shù)你^碼 D.取下紙帶，再斷開(kāi)電源 E.將紙帶固定在小車(chē)尾部，并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔 F.從所打的紙帶中選取理想的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1,2,3,4,錯(cuò)誤和遺漏： _； _； G._； 正確的步驟順序?yàn)開(kāi).,1,2,3,4,A中應(yīng)先接通電源，再放開(kāi)小車(chē) D中應(yīng)先斷開(kāi)電源，再取下紙帶 換上新紙帶，重復(fù)操作兩次,BECADGF,答案,2.某同學(xué)在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，所得紙帶點(diǎn)間距過(guò)密，若利用該紙帶分析小車(chē)運(yùn)動(dòng)情況，下列做法可行的是() A.每隔9個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.2 s B.每隔2個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)

10、數(shù)點(diǎn)，計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.04 s C.只研究紙帶后端幾個(gè)間距較大的點(diǎn)所在區(qū)域 D.只研究紙帶前端較密的幾個(gè)點(diǎn)所在區(qū)域,1,2,3,4,A,答案,3.(多選)一小球在水平桌面上做直線運(yùn)動(dòng)，用照相機(jī)對(duì)著小球每隔0.1 s拍照一次，得到一幅頻閃照片，用刻度尺量得照片上小球各位置如圖4所示，已知照片與實(shí)物的比例為110，則() A.圖中對(duì)應(yīng)的小球在通過(guò)8 cm距離內(nèi)的平均速度是2 m/s B.圖中對(duì)應(yīng)的小球在通過(guò)8 cm距離內(nèi)的平均速度是1.6 m/s C.圖中對(duì)應(yīng)的小球在通過(guò)6 cm處的瞬時(shí)速度是2.5 m/s D.圖中對(duì)應(yīng)的小球在通過(guò)6 cm處的瞬時(shí)速度是2 m/s,1,2,3,4,圖4,解析答案,1,2,3,4,答案AD,4.光電計(jì)時(shí)器是一種常用計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖5甲所示，a、b分別是光電門(mén)的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有滑塊從a、b間通過(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示出物體的擋光時(shí)間.現(xiàn)有某滑塊在斜面上滑行，先后兩次通過(guò)光電門(mén)1和光電門(mén)2，計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別是t15102 s、t23102 s，滑塊從光電門(mén)1到光電門(mén)2所經(jīng)歷的總時(shí)間t0.15 s，用分度值為1 mm的刻度尺測(cè)量小滑塊的長(zhǎng)度d，示