实验：探究小车速度随时间变化的规律

(共22张PPT)
实验：探究小车速度随时间变化的规律
问题1：打点计时器可以测量什么物理量
问题2：通过打点计时器可以间接测量什么物理量？
两点间的平均速度
某点的瞬时速度
加速度
知识回顾
位移、时间间隔、平均速度
瞬时速度、加速度
Example
　　实验小车运动是物理学中最简单物体运动，它的运动的速度随时间变化有什么规律呢？
我们可以通过什么方法来研究？
　　通过打点计时器等试验仪器来探究小车速度随时间变化的规律
实验目的
实验探究
　　如何设计实验？
实验设计
实验需要什么仪器？
实验仪器怎样安装放置？
实验时注意什么？
　　打点计时器、学生电源、导线、试验小车、细绳、纸带、复写纸、带滑轮长木板、刻度尺
课本P31 图2.1－1
先启动计时器后放开纸带，做完实验、最后关闭电源
实验步骤
把一端附有滑轮的 长木板水平放在实验 桌上，并使滑轮伸出 桌面，把打点计时器 固定在长木板上远离滑轮的一端，连接好电路
把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，先启动电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后，关闭电源
换上纸带，重复操作三次（多次实验，减小实验误差）
数据处理(列表、画图)
　　选择一条较理想的纸带，用平均速度代替瞬时速度的方法得到各计数点的瞬时速度（用平均速度来代替）。
0.30
0.45
0.74
0.60
0.89
1.03
描点连线作图
0　0.1　0.2　0.3　0.4　0.5
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
△t
△v
t/s
v/(m.s-1)
问题
图线的特点？
由于v-t图象是一条直线
问题
小车的运动规律？
1、小车的速度随时间的增加而均匀增加
2、小车速度随时间逐渐增大；相同时间里，速度增量相同；成正比……
0　0.1　0.2　0.3　0.4　0.5
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
t/s
v/(m.s-1)
问题
加速度的特点？
由于v-t图象是一条直线，无论 t选在什么区间，对应的速度变化量 v与时间变化量 t之比都是一样的，即加速度不变。所以v-t图象是一倾斜的直线，是加速度不变的运动。
0　0.1　0.2　0.3　0.4　0.5
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
t/s
v/(m.s-1)
定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动叫做匀变速直线运动
0　0.1　0.2　0.3　0.4　0.5
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
t/s
v/(m.s-1)
v
t
o
v
t
o
v0
v0
匀加速直线运动
匀减速直线运动
匀变速直线运动分类：
t
0
υ
t
t
0
υ0
初速度为0m/s的
匀加速直线运动
匀速直线运动
v
①确定某时刻的速度-由图像中对应点的纵坐标表示
②判断运动性质（静止、匀速、匀变速、非匀变速 ）
静止：用时间轴表示
匀速：与时间轴平行的直线
匀变速：倾斜的直线
非匀变速；非直线
速度时间图像
③判断运动方向（正方向、负方向）
正方向：
时间轴上方的图像，速度为正
负方向：
时间轴下方的图像，速度为负
④比较加速度
加速度大小-由倾斜程度（斜率）
加速度方向-倾斜向上，a为正；倾斜向下，a为负
⑤位移-图像与时间轴围成的面积大小之和（面积有正负）
路程-图像与时间轴围成的面积绝对值之和
速度时间图像
解决问题
1.一辆汽车在平直公路上行驶，某时刻速度为10m/s,此后每秒钟速度都增加2m/s，30秒后汽车速度为多少？
2.一辆汽车在高速公路上行驶，某时刻速度为40m/s,突然司机发现前方有障碍物，立即减速，每秒钟速度都减少2m/s，10秒后汽车速度为多少？
速度与时间的关系式
速度与时间的关系式
2、在具体运算中必须规定正方向！
（一般以V0的方向为正方向，则对于匀加速直线运动，加速度取正值；对于匀减速直线运动，加速度取负值）
1、适用于匀变速直线运动。
注意：
3、计算时要统一单位
末速度
初速度
（速度变化量）加速度与时间的积
课堂训练
3.汽车以54km/h的速度匀速行驶，现以0.6m/s2的加速度加速，10s后速度能达到多少？
4.某汽车在紧急情况下刹车时加速度的大小是6m/s2,如果必须在2s内停下来，汽车行驶的速度最高不能超过多少？
v/m·s-1
t/s
0
1
3
2
1
2
3
4
5
请问:物体在5秒内的位移是多少？
1、公式法：△x=v△t
=3m/s ×5 s
=15m
2、图象法：
5秒内的位移大小等于以3和5为边长的矩形 “面积”的大小（如阴影所示）
位移与时间的关系式
v/km·h-1
t/s
0
5
10
15
10
20
30
40
50
（图中阴影面积的大小表示作匀加速直线运动的物体在5～10秒间隔内的位移大小 ）