物理人教版2019必修第一册2.1 实验：探究小车速度随时间的变化规律（共25张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版2019必修第一册2.1 实验：探究小车速度随时间的变化规律（共25张ppt） |
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| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 5.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-06-24 00:00:00 | ||
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文档简介
(共25张PPT)
2.1 实验：探究小车速度随时间的变化
人教版（2019）普通高中物理必修第一册同步教学课件
第二章 匀变速直线运动的研究
目录
1
物体和质点
2
参考系
运动的描述
描述运动的两个基本概念
质 点（研究对象的理想模型）
参考系（观察运动的参照物体）
描述运动的三个物理量
位 移（位置的变化）
速 度（位置的变化率）
加速度（速度的变化率）
问题
要研究小车在重物牵引下速度随时间的变化规律，你认为如何设计此实验？需要测量那些物理量？选用什么器材，请写出你的方案，并与同学交流。
学习任务一：实验思路
要研究小车速度随时间变化的规律，就要想办法测量小车在不同时刻的瞬时速度，而打点计时器具有此功能。如果用打点计时器测量速度，就可以如图所示，把一端带有滑轮的长铝板平放在实验桌上，铝板上放一个可以左右移动的小车，小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过滑轮系有槽码的细绳。小车在槽码的牵引下运动，通过研究纸带上的信息，就可以知道小车运动的速度是怎样随时间变化的。
学习任务二：进行实验
1.实验仪器
电磁打点计时器(或电火花计时器)、复写纸、导线、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、交流电源。
2.实验步骤
（1）如图所示，把附有定滑轮的长木板放在实验桌上，并使定滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。
学习任务二：进行实验
2.实验步骤
（2）把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。
（3）把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列小点，关闭电源。
（4）换上新的纸带，重复实验两次。
（5）增减所挂钩码的个数，按以上步骤再做两次实验。
学习任务二：进行实验
3.注意事项
（1）固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置；滑轮不能过高,细绳应与木板平行
（2）开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器
（3）先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车，当小车停止运动时及时断开电源
（4）实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们被碰坏或跌坏。所以，当小车到达滑轮前及时用手按住它，防止小车从板上掉下来
（5）小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免加速度过大而使纸带上打的点太少，或加速度太小使各段位移无法区别，从而使误差增大
（6）打点结束后立即关闭电源
学习任务三：数据处理
1.瞬时速度的计算
(1)从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个点，作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明0、1、2、3、4…如图所示。
学习任务三：数据处理
(2)依次测出01、02、03、04…的距离x1、x2、x3、x4…，填入表中。
位置 1 2 3 4 5 6
长度 x1 x2 x3 x4 x5 x6
各段长度 0～2 1～3 2～4 3～5 4～6
时间间隔
v/(m·s－1)
学习任务三：数据处理
学习任务三：数据处理
2.作出小车运动的v－t图象
(1)定标度、描点：坐标轴的标度选取要合理，应使图象大致分布在坐标平面中央。描点时要用平行于两坐标轴的虚线标明该点的位置坐标。(所描的点一般用“·”标明)
(2)连线：画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点忽略不计，如图所示。
(3)观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律。
学习任务三：数据处理
t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
v1/ms-1 16.50 21.40 26.30 31.35 36.30 41.25
2.作出小车运动的v－t图象
t/s
v/(m.s-1)
舍去！
△v
△t
（1)图线的特点？
(2)小车的运动规律？
(3)如何求加速度？
问题
学习任务三：数据处理
（1）图线为直线
（2）从图线上可以可以求出每一时刻的速度
（3）从图线上求出加速度，斜率k=△v/△t=a; a不变的直线运动叫做匀加速直线运动
学习任务三：数据处理
2.利用计算机软件做v-t 图像
探究小车速度随时加的变化
实验思路
数据分析
进行实验
考点一：实验原理与操作
【例1】在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，
(1)下列给出的器材中，有一部分已经选好了，请选出还需要的器材.
A.电磁打点计时器 B.天平 C.低压交流电源 D.低压直流电源 E.细绳和纸带
F.钩码和小车 G.秒表 H.一端有滑轮的长木板 Ι.刻度尺
选出的器材有AEFH，还需要____.
解析：在本实验中，不需要测量小车和钩码的质量，因此不需要天平，打点计时器使用的是低压交流电源，因此不需要低压直流电源，同时打点计时器记录了小车运动时间，因此不需要秒表.测量点迹间的距离需要刻度尺，所以还需要的器材是：C、I.
考点一：实验原理与操作
(2)某同学按照以下步骤进行操作：
A.换上纸带重复做三次，选择一条较为理想的纸带；
B.将打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，接上所需电源；
C.把小车停在靠近打点计时器的地方，先放开小车，再启动计时器；
D.断开电源，取下纸带；
E.把一条细绳拴在小车前端，绳跨过滑轮挂上钩码，把纸带固定在小车后端并让纸带穿过打点计时器.
以上步骤有错误的是____(填步骤前的字母)，应更正为_________________________；步骤合理的顺序是________(填步骤前的字母).
解析：以上步骤有错误的是C，应先启动计时器，再放开小车.
根据组装器材、进行实验、数据处理的顺序知，操作步骤顺序为：BECDA.
考点一：实验原理与操作
答案： C
考点二：数据处理
【例2】在用电火花计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，图甲是一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出(电源频率为50 Hz)．
(1)根据运动学有关公式可求得vB＝1.38 m/s，vC＝________m/s，vD＝3.90 m/s(保留三位有效数字)．
(2)利用求得的数值在图乙所示坐标纸上作出小车的 v-t 图象(从打A点时开始计时)，利用纸带上的数据求出小车运动的加速度a＝________m/s2(保留三位有效数字)．
(3)将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是0.12 m/s，此交点的物理意义是_________________________．
考点二：数据处理
考点二：数据处理
考点二：数据处理
考点二：数据处理
感谢您的欣赏
2.1 实验：探究小车速度随时间的变化
人教版（2019）普通高中物理必修第一册同步教学课件
第二章 匀变速直线运动的研究
目录
1
物体和质点
2
参考系
运动的描述
描述运动的两个基本概念
质 点（研究对象的理想模型）
参考系（观察运动的参照物体）
描述运动的三个物理量
位 移（位置的变化）
速 度（位置的变化率）
加速度（速度的变化率）
问题
要研究小车在重物牵引下速度随时间的变化规律，你认为如何设计此实验？需要测量那些物理量？选用什么器材，请写出你的方案，并与同学交流。
学习任务一：实验思路
要研究小车速度随时间变化的规律，就要想办法测量小车在不同时刻的瞬时速度，而打点计时器具有此功能。如果用打点计时器测量速度，就可以如图所示，把一端带有滑轮的长铝板平放在实验桌上，铝板上放一个可以左右移动的小车，小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过滑轮系有槽码的细绳。小车在槽码的牵引下运动，通过研究纸带上的信息，就可以知道小车运动的速度是怎样随时间变化的。
学习任务二：进行实验
1.实验仪器
电磁打点计时器(或电火花计时器)、复写纸、导线、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、交流电源。
2.实验步骤
（1）如图所示，把附有定滑轮的长木板放在实验桌上，并使定滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。
学习任务二：进行实验
2.实验步骤
（2）把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。
（3）把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列小点，关闭电源。
（4）换上新的纸带，重复实验两次。
（5）增减所挂钩码的个数，按以上步骤再做两次实验。
学习任务二：进行实验
3.注意事项
（1）固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置；滑轮不能过高,细绳应与木板平行
（2）开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器
（3）先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车，当小车停止运动时及时断开电源
（4）实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们被碰坏或跌坏。所以，当小车到达滑轮前及时用手按住它，防止小车从板上掉下来
（5）小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免加速度过大而使纸带上打的点太少，或加速度太小使各段位移无法区别，从而使误差增大
（6）打点结束后立即关闭电源
学习任务三：数据处理
1.瞬时速度的计算
(1)从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个点，作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明0、1、2、3、4…如图所示。
学习任务三：数据处理
(2)依次测出01、02、03、04…的距离x1、x2、x3、x4…，填入表中。
位置 1 2 3 4 5 6
长度 x1 x2 x3 x4 x5 x6
各段长度 0～2 1～3 2～4 3～5 4～6
时间间隔
v/(m·s－1)
学习任务三：数据处理
学习任务三：数据处理
2.作出小车运动的v－t图象
(1)定标度、描点：坐标轴的标度选取要合理，应使图象大致分布在坐标平面中央。描点时要用平行于两坐标轴的虚线标明该点的位置坐标。(所描的点一般用“·”标明)
(2)连线：画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点忽略不计，如图所示。
(3)观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律。
学习任务三：数据处理
t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
v1/ms-1 16.50 21.40 26.30 31.35 36.30 41.25
2.作出小车运动的v－t图象
t/s
v/(m.s-1)
舍去！
△v
△t
（1)图线的特点？
(2)小车的运动规律？
(3)如何求加速度？
问题
学习任务三：数据处理
（1）图线为直线
（2）从图线上可以可以求出每一时刻的速度
（3）从图线上求出加速度，斜率k=△v/△t=a; a不变的直线运动叫做匀加速直线运动
学习任务三：数据处理
2.利用计算机软件做v-t 图像
探究小车速度随时加的变化
实验思路
数据分析
进行实验
考点一：实验原理与操作
【例1】在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，
(1)下列给出的器材中，有一部分已经选好了，请选出还需要的器材.
A.电磁打点计时器 B.天平 C.低压交流电源 D.低压直流电源 E.细绳和纸带
F.钩码和小车 G.秒表 H.一端有滑轮的长木板 Ι.刻度尺
选出的器材有AEFH，还需要____.
解析：在本实验中，不需要测量小车和钩码的质量，因此不需要天平，打点计时器使用的是低压交流电源，因此不需要低压直流电源，同时打点计时器记录了小车运动时间，因此不需要秒表.测量点迹间的距离需要刻度尺，所以还需要的器材是：C、I.
考点一：实验原理与操作
(2)某同学按照以下步骤进行操作：
A.换上纸带重复做三次，选择一条较为理想的纸带；
B.将打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，接上所需电源；
C.把小车停在靠近打点计时器的地方，先放开小车，再启动计时器；
D.断开电源，取下纸带；
E.把一条细绳拴在小车前端，绳跨过滑轮挂上钩码，把纸带固定在小车后端并让纸带穿过打点计时器.
以上步骤有错误的是____(填步骤前的字母)，应更正为_________________________；步骤合理的顺序是________(填步骤前的字母).
解析：以上步骤有错误的是C，应先启动计时器，再放开小车.
根据组装器材、进行实验、数据处理的顺序知，操作步骤顺序为：BECDA.
考点一：实验原理与操作
答案： C
考点二：数据处理
【例2】在用电火花计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，图甲是一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出(电源频率为50 Hz)．
(1)根据运动学有关公式可求得vB＝1.38 m/s，vC＝________m/s，vD＝3.90 m/s(保留三位有效数字)．
(2)利用求得的数值在图乙所示坐标纸上作出小车的 v-t 图象(从打A点时开始计时)，利用纸带上的数据求出小车运动的加速度a＝________m/s2(保留三位有效数字)．
(3)将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是0.12 m/s，此交点的物理意义是_________________________．
考点二：数据处理
考点二：数据处理
考点二：数据处理
考点二：数据处理
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