2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 课件—2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册(共19张PPT)
文档属性
| 名称 | 2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 课件—2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册(共19张PPT) |
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| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-09-24 00:00:00 | ||
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文档简介
(共19张PPT)
第二章
匀变速直线运动的研究
2.1
实验：探究小车速度随时间变化的规律
目录
一、上节回溯
三、小结
四、练习
二、知识讲解
一、上节回溯
1．加速度
2．v
-t
图像
3．两种打点计时器
研究某一种运动的特点和规律，一般要从某个具体事例开始。高铁出站时，可以近似看成变速直线运动，那么在它出站的过程中，速度随时间是怎么变化的？
问题引入
二、知识讲解——实验思路
我们用重物牵引小车的运动代替高铁出站的过程进行研究，那么要研究小车的速度随时间变化的规律，我们该如何设计这个实验？又要测量哪些物理量？选用什么器材？
实验原理
要探究小车速度随时间变化的规律，就要测量小车在不同时刻的瞬时速度，这就要用到打点计时器。
二、知识讲解——实验思路
回顾用打点计时器测量瞬时速度，需要哪些实验器材？本实验又需要哪些实验器材？
实验仪器
打点计时器（带导线）、交变电源、纸带、一端带有定滑轮的长木板、小车、细绳、槽码、刻度尺、复写纸、坐标纸。
二、知识讲解——实验思路
除了利用打点计时器来设计这个实验外，我们还可以利用什么来测量小车的瞬时速度？
拓展学习
还可以利用“位移传感器”、“光电门”等技术手段更加精准的去测量小车的瞬时速度。
二、知识讲解——实验思路
实验步骤
（1）要把打点计时器固定在长木板上，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。
（2）把小车停在靠近打点计时器的位置。（为什么？）
（3）启动计时器，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，纸带打完后立即关
闭电源。
（4）换上新纸带，增减所挂槽码（或在小车上放置重物）重复操作两次。（为什么？）
二、知识讲解——进行实验
数据记录
为了便于测量，舍弃开头一些密集的点，从一个适当的点开始作为计数
0点，之后每隔
0.1s
（或更短）取一个计数点进行测量，记入自己设计的表格。
回顾第一章测量瞬时速度的实验计算各点的瞬时速度的方法，计算本实验中各点的瞬时速度，记录各点的瞬时速度。
位置编号
0
1
2
3
4
5
6
时间
t
/
s
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
v1
/
(m·s-1)
v2
/
(m·s-1)
v3
/
(m·s-1)
二、知识讲解——进行实验
注意事项
纸带穿过限位孔后，即要与木板平面平行，也要与小车、定滑轮、槽码拉线在一条直线上，且沿木板纵轴中心线方向。
要选择各车轮受力均衡的小车，确保小车运动过程是沿木板纵轴方向的直线。
加速度不能太小，避免相对误差较大。
计数点的间隔不能太大，也不能过小。
二、知识讲解——进行实验
思考
根据表中数据，小车随时间变化有什么规律？
速度的变化快慢，应该怎么分析呢？
请分析各加速度，看看有什么规律？
如果不计算加速度，有什么好方法可以形象的看出小车速度随时间变化的规律？
二、知识讲解——数据处理
绘制
v-t
图像
以速度
v
为纵轴、时间
t
为横轴建立直角坐标系；标出物理量和单位；
合理标定横纵坐标轴分度；
根据数据表格中的数据，在坐标系中描出坐标点；
用一条平滑曲线（包括直线）“拟合”这些点。画图线时要使它两侧的点数大致相同。
二、知识讲解——数据处理
根据实验测得的数据描出的坐标点并不是全都落在直线上，只能大致分布在直线两侧。因此，v-t
图像是实际情况的理想化，是研究实际运动抽象出的一种理想化运动模型。
绘制
v-t
图像
v
/
(m·s-1)
t
/
s
O
由图像可以看出，速度随时间均匀变化，所以本实验中小车做的是一个速度均匀变化的直线运动。
二、知识讲解——数据处理
信息技术的发展使得我们处理数据更加的简单，借助常用的数表软件，可以迅速、准确地根据表格中的数据作出
v-t
图像，甚至能够写出图像所代表的公式。
用计算机绘制
v-t
图像
二、知识讲解——数据处理
1．实验原理
2．实验仪器
3．实验步骤
4．数据分析：
（1）v-t
图像是一个理想化的运动模型
（2）小车的速度随时间均匀变化
三、小结
四、练习
1．列车沿长直坡路向下行驶。开始时速度表上的示数是
54
km/h
，以后每
5
s
读取一次数据，见表
2
。
（1）在表中填写以
m·s-1
为单位表示的速度值。
（2）作出列车速度与时间关系的
v-t
图像。
时间
t
/
s
0
5
10
15
20
25
30
速度
v
/
(km·h-1)
54
59
65
70
76
81
86
速度
v
/
(m·s-1)
表
2
列车速度表
答：（1）15；16；18；19；21；23；24
2．下列实验过程中正确使用打点计时器的步骤顺序是
（
）
启动电源，让小车水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点
关掉电源
取下纸带，从能够看清的某个点开始，往后每
5
个点取一个计数点
了解打点计时器的结构，然后把它固定在长木板上
把纸带装好
用刻度尺测量从第一个点到每一个计数点的距离
A．④⑤①②③⑥
B．④⑤①⑥③②
C．④⑤①③②⑥
D．④⑤①②⑥③
A
四、练习
3．关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法错误的是
（
）
把长木板平放在实验桌上，使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端
在释放小车前，小车应靠近打点计时器
应先接通电源，待打点计时器开始打点并稳定后再释放小车
槽码质量越大越好
D
四、练习
谢谢
第二章
匀变速直线运动的研究
2.1
实验：探究小车速度随时间变化的规律
目录
一、上节回溯
三、小结
四、练习
二、知识讲解
一、上节回溯
1．加速度
2．v
-t
图像
3．两种打点计时器
研究某一种运动的特点和规律，一般要从某个具体事例开始。高铁出站时，可以近似看成变速直线运动，那么在它出站的过程中，速度随时间是怎么变化的？
问题引入
二、知识讲解——实验思路
我们用重物牵引小车的运动代替高铁出站的过程进行研究，那么要研究小车的速度随时间变化的规律，我们该如何设计这个实验？又要测量哪些物理量？选用什么器材？
实验原理
要探究小车速度随时间变化的规律，就要测量小车在不同时刻的瞬时速度，这就要用到打点计时器。
二、知识讲解——实验思路
回顾用打点计时器测量瞬时速度，需要哪些实验器材？本实验又需要哪些实验器材？
实验仪器
打点计时器（带导线）、交变电源、纸带、一端带有定滑轮的长木板、小车、细绳、槽码、刻度尺、复写纸、坐标纸。
二、知识讲解——实验思路
除了利用打点计时器来设计这个实验外，我们还可以利用什么来测量小车的瞬时速度？
拓展学习
还可以利用“位移传感器”、“光电门”等技术手段更加精准的去测量小车的瞬时速度。
二、知识讲解——实验思路
实验步骤
（1）要把打点计时器固定在长木板上，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。
（2）把小车停在靠近打点计时器的位置。（为什么？）
（3）启动计时器，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，纸带打完后立即关
闭电源。
（4）换上新纸带，增减所挂槽码（或在小车上放置重物）重复操作两次。（为什么？）
二、知识讲解——进行实验
数据记录
为了便于测量，舍弃开头一些密集的点，从一个适当的点开始作为计数
0点，之后每隔
0.1s
（或更短）取一个计数点进行测量，记入自己设计的表格。
回顾第一章测量瞬时速度的实验计算各点的瞬时速度的方法，计算本实验中各点的瞬时速度，记录各点的瞬时速度。
位置编号
0
1
2
3
4
5
6
时间
t
/
s
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
v1
/
(m·s-1)
v2
/
(m·s-1)
v3
/
(m·s-1)
二、知识讲解——进行实验
注意事项
纸带穿过限位孔后，即要与木板平面平行，也要与小车、定滑轮、槽码拉线在一条直线上，且沿木板纵轴中心线方向。
要选择各车轮受力均衡的小车，确保小车运动过程是沿木板纵轴方向的直线。
加速度不能太小，避免相对误差较大。
计数点的间隔不能太大，也不能过小。
二、知识讲解——进行实验
思考
根据表中数据，小车随时间变化有什么规律？
速度的变化快慢，应该怎么分析呢？
请分析各加速度，看看有什么规律？
如果不计算加速度，有什么好方法可以形象的看出小车速度随时间变化的规律？
二、知识讲解——数据处理
绘制
v-t
图像
以速度
v
为纵轴、时间
t
为横轴建立直角坐标系；标出物理量和单位；
合理标定横纵坐标轴分度；
根据数据表格中的数据，在坐标系中描出坐标点；
用一条平滑曲线（包括直线）“拟合”这些点。画图线时要使它两侧的点数大致相同。
二、知识讲解——数据处理
根据实验测得的数据描出的坐标点并不是全都落在直线上，只能大致分布在直线两侧。因此，v-t
图像是实际情况的理想化，是研究实际运动抽象出的一种理想化运动模型。
绘制
v-t
图像
v
/
(m·s-1)
t
/
s
O
由图像可以看出，速度随时间均匀变化，所以本实验中小车做的是一个速度均匀变化的直线运动。
二、知识讲解——数据处理
信息技术的发展使得我们处理数据更加的简单，借助常用的数表软件，可以迅速、准确地根据表格中的数据作出
v-t
图像，甚至能够写出图像所代表的公式。
用计算机绘制
v-t
图像
二、知识讲解——数据处理
1．实验原理
2．实验仪器
3．实验步骤
4．数据分析：
（1）v-t
图像是一个理想化的运动模型
（2）小车的速度随时间均匀变化
三、小结
四、练习
1．列车沿长直坡路向下行驶。开始时速度表上的示数是
54
km/h
，以后每
5
s
读取一次数据，见表
2
。
（1）在表中填写以
m·s-1
为单位表示的速度值。
（2）作出列车速度与时间关系的
v-t
图像。
时间
t
/
s
0
5
10
15
20
25
30
速度
v
/
(km·h-1)
54
59
65
70
76
81
86
速度
v
/
(m·s-1)
表
2
列车速度表
答：（1）15；16；18；19；21；23；24
2．下列实验过程中正确使用打点计时器的步骤顺序是
（
）
启动电源，让小车水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点
关掉电源
取下纸带，从能够看清的某个点开始，往后每
5
个点取一个计数点
了解打点计时器的结构，然后把它固定在长木板上
把纸带装好
用刻度尺测量从第一个点到每一个计数点的距离
A．④⑤①②③⑥
B．④⑤①⑥③②
C．④⑤①③②⑥
D．④⑤①②⑥③
A
四、练习
3．关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法错误的是
（
）
把长木板平放在实验桌上，使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端
在释放小车前，小车应靠近打点计时器
应先接通电源，待打点计时器开始打点并稳定后再释放小车
槽码质量越大越好
D
四、练习
谢谢