物理人教版（2019）必修第一册2.1 实验：研究匀变速直线运动的规律（共24张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）必修第一册2.1 实验：研究匀变速直线运动的规律（共24张ppt） |
|
|
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-09-18 00:00:00 | ||
图片预览
文档简介
(共24张PPT)
§2.1 实验：研究匀变速直
线运动的规律
第二章 匀变速直线运动的研究
【实验目的】
1.用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车
速度随时间的变化规律．
2.进一步熟悉打点计时器的使用及纸带的分析方法．
3.会用图象法处理实验数据．
一
打点计时器、________、纸带、一端附有定滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、复写纸、坐标纸、细铅笔、刻度尺.
实验器材(以小车的匀变速直线运动为例)
二
交流电源
实验器材(以小车的匀变速直线运动为例)
二
实验步骤
三
(1) 把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，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.
(2)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，放手后，小车能在长木板上平稳的加速滑行一段距离，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车后面.
实验步骤
三
(3)把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打出一 系列的点，立即关闭电源.取下纸带，换上新纸带，增减所挂钩码，或在小车上放置重物，再做两次实验.
(4)选择一条比较理想的纸带，舍掉开头的比较密集的点，确定计数始点，标明计数点，正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离（测长不测短），并把测量结果填入表中，然后求出各计数点的瞬时速度.
注意事项
四
1．平行：纸带和细绳要和木板平行。2．两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源后取纸带。
3．防碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，要防止钩码落地和小车与滑轮相撞。
4．纸带选取：选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点密集部分，适当选取计数点。
5．准确作图：在坐标纸上，纵、横坐标轴选取合适的单位(避免所描点过密或过疏而导致误差过大)，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线，让各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧。
0.30
0.45
0.74
0.60
0.89
1.03
选择纸带
求瞬时速度
记录数据
增减钩码数目
改变小车速度
再做两次试验
1
数据处理
五
数据处理
五
用刻度尺测量位移并算出两个计数点间的位移Δx,算出打下两个计数点所用的时间Δt，则平均速度＝Δt(Δx)，当Δt很短时，可以认为Δt(Δx)为Δt时间内任意时刻的瞬时速度。
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)
运动规律？
a？
不在一条直线上
匀变速直线运动
数据处理
五
1.误差：测量值跟被测物理量的________之间的差异叫做误差.误差按产生原因可分为偶然误差和系统误差.
(1)偶然误差
①产生原因：由偶然因素造成的.
②特点：重复多次测量同一被测物体。
③减小偶然误差的方法：取平均值.
(2)系统误差
①产生原因：由仪器结构缺陷、实验_____ 不完善造成的.
②特点：多次重复测量的结果总是_____ (或小于)被测量的真实值.
③减小系统误差的方法：校准测量_____，改进实验_____，完善实验原理.
误差和有效数字
六
真实值
方法
大于
仪器
方法
2.绝对误差和相对误差
(1)绝对误差：测量值和_____值之差.
(2)相对误差：绝对误差与_____值之比.
3.有效数字
(1)定义：带有一位_______数字的近似数字叫做有效数字.
(2)运算结果一般用两位或三位有效数字表示.
真实
测量
不可靠
误差和有效数字
六
有效数字
误差和有效数字
六
从一个数的左边第一个非0数字起，到末位数字止，所有的数字都是这个数的有效数字。
简单的说，把一个数字前面的0都去掉，从第一个正整数到精确的数位止所有的都是有效数字了。
例：0.010；0.109*10^5，5.2*10^6；0.0230；1.20 ；1100.120 ；2.998*10^4；3.00*10^4；0.0009；0.00013
其他记录时间和位移的方法
六
六
其他记录时间和位移的方法
例1 如图2所示是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干纸带中选中的一条纸带的一部分，他每隔4个点取一个计数点，图中注明了他对各计数点间距离的测量结果.所接电源是频率为50 Hz的交流电.
(1)为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，并填入下表内.(单位：cm)
应用匀变速直线运动规律处理纸带问题
一
x2－x1 x3－x2 x4－x3 x5－x4 x6－x5
1.58 1.57
由此可以得出结论：小车的运动是________.
(2)两个相邻计数点间的时间间隔Δt＝________ s.
(3)计算打计数点B时小车的速度vB＝________m/s(结果保留三位有效数字).
解析 （1）数据如表所示.
x2－x1 x3－x2 x4－x3 x5－x4 x6－x5
1.58 1.57 1.57 1.58 1.58
由数据表分析可知，在误差允许范围内相邻相等时间内的位移差相等，因此可以得出结论：小车的运动是匀变速直线运动.
（2）该打点计时器所接的电源是频率为50 Hz的交流电，纸带上每隔4个点取一个计数点，即两个相邻计数点间的时间间隔Δt＝5× s＝0.10 s.
（3）由于小车做匀变速直线运动，因此，打计数点B时小车的速度等于AC段的平均速度，即vB＝ ≈0.517 m/s.
例2 (2017·全国卷Ⅰ)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间.实验前，将该计时器固定在小车旁，如图3(a)所示.实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车.在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续6个水滴的位置.(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴)
实验原理的迁移应用
二
图3
(1)由图(b)可知，小车在桌面上是_________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的.
从右向左
解析 小车在阻力的作用下，做减速运动，由题图(b)知，从右向左相邻水滴间的距离逐渐减小，所以小车在桌面上是从右向左运动的.
针对训练 一个小球沿斜面向下运动，用每隔 s曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片，如图4所示，即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为 s，测得小球在几个连续相等时间内的位移数据见下表：
图4
x1/cm x2/cm x3/cm x4/cm
8.20 9.30 10.40 11.50
(1)小球在相邻的相等时间内的位移差______(填“相等”或“不相等”)，小球的运动属于_______直线运动.
相等
匀加速
解析 由表格中的数据知，相邻的相等时间内的位移差为1.1 cm，位移差相等，小球做匀加速直线运动.
1
2
2.(2016·天津理综)某同学利用图6所示装置研究小车的匀变速直线运动.
(1)实验中，必须的措施是________.
A.细线必须与长木板平行
B.先接通电源再释放小车
C.小车的质量远大于钩码的质量
D.平衡小车与长木板间的摩擦力
解析 实验时，细线必须与长木板平行，以减小实验的误差，选项A正确；
实验时要先接通电源再释放小车，选项B正确；
此实验中没必要使小车的质量远大于钩码的质量，选项C错误；
此实验中不需要平衡小车与长木板间的摩擦力，选项D错误.
图6
√
√
1．“研究匀变速直线运动”的实验中,使用电磁打点计时器(所用交流电的频率为50 Hz)，得到如下图所示的纸带．
图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是( )
A．实验时应先放开纸带再接通电源
B．相邻两个计数点间的时间间隔为0.1 s
C．从纸带可求出计数点B对应的速率
D．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s
BC
当堂测试
×
×
2．在下列给出的器材中，本节实验中所需的器材有 ( )
①打点计时器 ②天平 ③低压交流电源
④低压直流电源 ⑤细绳和纸带 ⑥钩码和小车
⑦秒表 ⑧一端有滑轮的长木板 ⑨刻度尺
A．①③⑧⑨ B．⑤⑥⑧⑨
C．①③⑤⑥ D．①③⑤⑥⑧⑨
D
当堂测试
×
×
×
本课结束
§2.1 实验：研究匀变速直
线运动的规律
第二章 匀变速直线运动的研究
【实验目的】
1.用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车
速度随时间的变化规律．
2.进一步熟悉打点计时器的使用及纸带的分析方法．
3.会用图象法处理实验数据．
一
打点计时器、________、纸带、一端附有定滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、复写纸、坐标纸、细铅笔、刻度尺.
实验器材(以小车的匀变速直线运动为例)
二
交流电源
实验器材(以小车的匀变速直线运动为例)
二
实验步骤
三
(1) 把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，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.
(2)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，放手后，小车能在长木板上平稳的加速滑行一段距离，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车后面.
实验步骤
三
(3)把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打出一 系列的点，立即关闭电源.取下纸带，换上新纸带，增减所挂钩码，或在小车上放置重物，再做两次实验.
(4)选择一条比较理想的纸带，舍掉开头的比较密集的点，确定计数始点，标明计数点，正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离（测长不测短），并把测量结果填入表中，然后求出各计数点的瞬时速度.
注意事项
四
1．平行：纸带和细绳要和木板平行。2．两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源后取纸带。
3．防碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，要防止钩码落地和小车与滑轮相撞。
4．纸带选取：选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点密集部分，适当选取计数点。
5．准确作图：在坐标纸上，纵、横坐标轴选取合适的单位(避免所描点过密或过疏而导致误差过大)，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线，让各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧。
0.30
0.45
0.74
0.60
0.89
1.03
选择纸带
求瞬时速度
记录数据
增减钩码数目
改变小车速度
再做两次试验
1
数据处理
五
数据处理
五
用刻度尺测量位移并算出两个计数点间的位移Δx,算出打下两个计数点所用的时间Δt，则平均速度＝Δt(Δx)，当Δt很短时，可以认为Δt(Δx)为Δt时间内任意时刻的瞬时速度。
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)
运动规律？
a？
不在一条直线上
匀变速直线运动
数据处理
五
1.误差：测量值跟被测物理量的________之间的差异叫做误差.误差按产生原因可分为偶然误差和系统误差.
(1)偶然误差
①产生原因：由偶然因素造成的.
②特点：重复多次测量同一被测物体。
③减小偶然误差的方法：取平均值.
(2)系统误差
①产生原因：由仪器结构缺陷、实验_____ 不完善造成的.
②特点：多次重复测量的结果总是_____ (或小于)被测量的真实值.
③减小系统误差的方法：校准测量_____，改进实验_____，完善实验原理.
误差和有效数字
六
真实值
方法
大于
仪器
方法
2.绝对误差和相对误差
(1)绝对误差：测量值和_____值之差.
(2)相对误差：绝对误差与_____值之比.
3.有效数字
(1)定义：带有一位_______数字的近似数字叫做有效数字.
(2)运算结果一般用两位或三位有效数字表示.
真实
测量
不可靠
误差和有效数字
六
有效数字
误差和有效数字
六
从一个数的左边第一个非0数字起，到末位数字止，所有的数字都是这个数的有效数字。
简单的说，把一个数字前面的0都去掉，从第一个正整数到精确的数位止所有的都是有效数字了。
例：0.010；0.109*10^5，5.2*10^6；0.0230；1.20 ；1100.120 ；2.998*10^4；3.00*10^4；0.0009；0.00013
其他记录时间和位移的方法
六
六
其他记录时间和位移的方法
例1 如图2所示是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干纸带中选中的一条纸带的一部分，他每隔4个点取一个计数点，图中注明了他对各计数点间距离的测量结果.所接电源是频率为50 Hz的交流电.
(1)为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，并填入下表内.(单位：cm)
应用匀变速直线运动规律处理纸带问题
一
x2－x1 x3－x2 x4－x3 x5－x4 x6－x5
1.58 1.57
由此可以得出结论：小车的运动是________.
(2)两个相邻计数点间的时间间隔Δt＝________ s.
(3)计算打计数点B时小车的速度vB＝________m/s(结果保留三位有效数字).
解析 （1）数据如表所示.
x2－x1 x3－x2 x4－x3 x5－x4 x6－x5
1.58 1.57 1.57 1.58 1.58
由数据表分析可知，在误差允许范围内相邻相等时间内的位移差相等，因此可以得出结论：小车的运动是匀变速直线运动.
（2）该打点计时器所接的电源是频率为50 Hz的交流电，纸带上每隔4个点取一个计数点，即两个相邻计数点间的时间间隔Δt＝5× s＝0.10 s.
（3）由于小车做匀变速直线运动，因此，打计数点B时小车的速度等于AC段的平均速度，即vB＝ ≈0.517 m/s.
例2 (2017·全国卷Ⅰ)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间.实验前，将该计时器固定在小车旁，如图3(a)所示.实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车.在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续6个水滴的位置.(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴)
实验原理的迁移应用
二
图3
(1)由图(b)可知，小车在桌面上是_________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的.
从右向左
解析 小车在阻力的作用下，做减速运动，由题图(b)知，从右向左相邻水滴间的距离逐渐减小，所以小车在桌面上是从右向左运动的.
针对训练 一个小球沿斜面向下运动，用每隔 s曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片，如图4所示，即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为 s，测得小球在几个连续相等时间内的位移数据见下表：
图4
x1/cm x2/cm x3/cm x4/cm
8.20 9.30 10.40 11.50
(1)小球在相邻的相等时间内的位移差______(填“相等”或“不相等”)，小球的运动属于_______直线运动.
相等
匀加速
解析 由表格中的数据知，相邻的相等时间内的位移差为1.1 cm，位移差相等，小球做匀加速直线运动.
1
2
2.(2016·天津理综)某同学利用图6所示装置研究小车的匀变速直线运动.
(1)实验中，必须的措施是________.
A.细线必须与长木板平行
B.先接通电源再释放小车
C.小车的质量远大于钩码的质量
D.平衡小车与长木板间的摩擦力
解析 实验时，细线必须与长木板平行，以减小实验的误差，选项A正确；
实验时要先接通电源再释放小车，选项B正确；
此实验中没必要使小车的质量远大于钩码的质量，选项C错误；
此实验中不需要平衡小车与长木板间的摩擦力，选项D错误.
图6
√
√
1．“研究匀变速直线运动”的实验中,使用电磁打点计时器(所用交流电的频率为50 Hz)，得到如下图所示的纸带．
图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是( )
A．实验时应先放开纸带再接通电源
B．相邻两个计数点间的时间间隔为0.1 s
C．从纸带可求出计数点B对应的速率
D．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s
BC
当堂测试
×
×
2．在下列给出的器材中，本节实验中所需的器材有 ( )
①打点计时器 ②天平 ③低压交流电源
④低压直流电源 ⑤细绳和纸带 ⑥钩码和小车
⑦秒表 ⑧一端有滑轮的长木板 ⑨刻度尺
A．①③⑧⑨ B．⑤⑥⑧⑨
C．①③⑤⑥ D．①③⑤⑥⑧⑨
D
当堂测试
×
×
×
本课结束