第二章 匀变速直线运动的研究 1 实验：探究小车速度随时间变化的规律课件（30张PPT）
文档属性
| 名称 | 第二章 匀变速直线运动的研究 1 实验：探究小车速度随时间变化的规律课件（30张PPT） |
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| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-09-28 00:00:00 | ||
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文档简介
(共30张PPT)
第二章 匀变速直线运动的研究
1实验：探究小车速度随时间变化的规律
题组 一
1.（1）用如图所示装置在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，给你以下器材：电磁打点计时器、低压交流电源、纸带、复写纸、小车、钩码、细线、停表、一端附有定滑轮的长木板。其中不需要的器材是 ，还需要增添的器材有 。
（2）关于“探究小车速度随时间变化的规律”这一实验，下列说法正确的是 。
A.长木板不能侧向倾斜，也不能一端高一端低
B.在释放小车前，小车应靠近打点计时器
C.应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放小车
D.打点计时器应接在低压直流电源上
E.小车运动时要保持纸带与打点计时器平面、木板平行
F.作v-t图像时，应先描点后连线，并且要把描出的所有点都连接起来
实验原理和实验操作
BCE
停表
刻度尺
（1）打点计时器记录了小车的运动时间，不需要秒表，本实验中需要测量长度，故需要刻度尺。
（2）A错：长木板不能侧向倾斜，但是可以一端高一端低，以便平衡摩擦力。B对：在释放小车前，小车应尽量靠近打点计时器，以能在纸带上打出更多的点，有利于实验数据的处理和误差的减小。C对：实验中为了在纸带上打出更多的点，以及打点的稳定，具体操作中要求先启动打点计时器后释放小车。D错：打点计时器应接在低压交流电源上。E对：小车运动时要保持纸带与打点计时器平面、木板平行。F错：作v-t图像时，让尽量多的点均匀分布在图线的两边，描绘成平滑的曲线，误差较大的点应舍掉，不要求所有的点都在图线上。
解 析
题组 一
限位孔
交流
BAEDCF
复写纸
（n-1）×0.02 s
A中电磁打点计时器应使用低压交流电源；B中应将纸带穿过限位孔，并放于复写纸的下方；D中纸带上记录的时间Δt=（n-1）×0.02 s。实验步骤的合理顺序为BAEDCF。
点题：理解实验原理，按实际操作顺序将实验步骤排序。
解 析
题组 二
3.做“探究小车速度随时间变化规律”的实验：
（1）用一条纸带穿过打点计时器，该同学发现有如图所示的两种穿法，感到有点犹豫，你认为 （选填“A”或“B”）的穿法效果更好。
实验数据的处理
B
（2）完成实验后，小明用刻度尺测量纸带距离时如图所示，B点对应读数是 cm，已知打点计时器每0.02 s打一个点，则B点对应的速度vB= m/s （此结果保留三位有效数字）。
1.45
3.20
（3）某实验小组中的四位同学利用同一条纸带分别作出了如图所示的四幅v-t图像，其中最规范的是 ，由此图像得到的加速度是 m/s2。
0.48
A
解 析
4.［多选］在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，对于减小实验误差来说，下列方法中有益的是（ ）
A.选取计数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位
B.使小车运动的加速度尽量小些
C.舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的一部分进行测量、计算
D.选用各处平整程度、光滑程度不相同的长木板做实验
AC
选取的时间间隔较大，可以减小测量误差，故A正确；如果小车运动的加速度过小，打出的点过于密集，长度测量的相对误差将较大，测量准确度会降低，因此小车的加速度略大一些较好，故B错误；为了减小长度测量的相对误差，舍去纸带上过于密集甚至分辨不清的点是必要的，故C正确；如果实验中所用长木板各部分的平整程度和光滑程度不同，小车的速度变化会不均匀，从而导致实验误差增大，故D错误。
点题：明确减小实验误差的做法。
解 析
5.易错在实验中，利用纸带上的数据得出各计数点的瞬时速度后，以速度v为纵轴，以时间t为横轴建立直角坐标系。某次实验中一同学描出的点如图所示。在直角坐标系上一共描出了10个点。
下列思考有道理的是（ ）
①这10个点无论如何也不在一条直线上，因此小车运动的v-t图线不可能为一条直线，而应为一条光滑的曲线
②这10个点中有6个点虽然不在一条直线上，但它们在一条直线附近，只有F和B两点离这条直线太远
③在10个点当中只有4个点能画在一条直线上（A、D、G、I），有6个点不在该直线上，这条直线肯定不能表示小车运动的规律
④与直线偏差较小的点（C、E、H、J）可能是实验误差造成的，而与直线偏离较大的点（B、F）则可能是实验中出现错误造成的
A.①③ B.②④ C.①② D.③④
B
因为实验存在误差，这些点可能不在一条直线上，若理想化，这些点将都在一条直线上，①③错误，②④正确，故B正确。
易错提醒：不能认为描出的点不在一条直线上，作出的图线就是错误的，应考虑实验误差。
解 析
题组 三
6.用图甲所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。
新高考适应练
B
主要实验步骤如下：
a.安装好实验器材，接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。
b.选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O（t=0），然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点，如图乙中A、B、C、D、E、F……所示。
c.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度，分别记作v1、v2、v3、v4、v5……
d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图丙所示。
结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
（1）在下列仪器和器材中，还需要使用的有 和 （填选项前的字母）。
A.电压合适的50 Hz交流电源
B.电压可调的直流电源
C.刻度尺
D.停表
E.天平（含砝码）
A
C
越小越好
加速度
有关
解 析
7.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，如图甲所示。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，图乙记录了桌面上连续的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）
小车运动到图乙中A点位置时的速度大小为 m/s。（结果保留两位有效数字）
0.19
解 析
8.［多选］在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学将打点计时器打出的三条纸带，分别以间隔相同点迹的方式依次剪成短纸条，按先后顺序一端对齐粘贴在一起。然后用平滑线段将各段纸带顶端的中点连起来，如图甲、乙、丙所示，则根据纸带的特点即可研究物体的速度随时间的变化规律。以下说法正确的是（ ）
A.图甲表示物体处于静止状态
B.图乙表示物体做匀速直线运动
C.图乙表示物体的速度随时间均匀增加
D.图丙表示物体的速度先随时间均匀增加，后保持不变
CD
题图甲中表示任意相等时间内发生的位移相等，表示物体做匀速直线运动，故A错误；题图乙中表示相等时间内的位移差值相等，且位移逐渐增大，物体做匀加速直线运动，故B错误，C正确；题图丙表示物体先做加速直线运动后做匀速直线运动，故D正确。
点题：纸带的宽度等效为相等的时间间隔，纸带的长度对应位移。
解 析
9.某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出0、1、2、3、4、5、6共7个测量点，各点与0点间的距离如图所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10 s，试完成下面问题。
AC
（1）根据纸带上各个测量点间的距离，某同学已将1、2、3、5点对应时刻的瞬时速度进行计算并填入表中，请你将4点对应时刻的瞬时速度填入表中。（要求保留三位有效数字）
0.314
（2）在如图所示的直角坐标系中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。
（3）由图像求出小车的加速度a = m/s2。（保留三位有效数字）
（4）图线与纵轴交点的物理意义是 。
AC
0.495
测量点0对应的速度
解 析
10.光电计时器是一种常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有滑块从a、b间通过时，光电计时器就可以显示出滑块的挡光时间。现有一滑块在斜面上滑行，先后两次通过光电门1和2，计时器显示的挡光时间分别是t1=5×10-2 s，t2=3×10-2 s，从光电门1到光电门2所经历的总时间t=1.5 s，用分度值为1 mm的刻度尺测量滑块的长度d，示数如图乙所示。
（1）滑块的长度d为 cm。
（2）滑块通过光电门1、2的速度v1、v2分别为 m/s、 m/s。
（3）滑块的加速度大小为 m/s2。
0.39
4.42
0.88
1.47
解 析
11.用频闪照相的方法可以探究物体速度随时间变化的规律，一木块沿斜面下滑，用一频闪频率为10 Hz的照相机对其拍摄，A、B、C、D、E为其在不同时刻的影像，如图2-1-12所示，相邻的两个影像之间的距离依次为x1、x2、x3、x4，测出它们的长度，并测出斜面的高度h和长度s，数据如下表所示，g取9.80 m/s2，则：
（1）木块通过C位置时的瞬时速度为 m/s。（结果保留三位有效数字）
（2）如何求木块下滑时的加速度？
1.72
画出木块运动的速度—时间图像，利用斜率求出木块下滑时的加速度。
解 析
谢 谢
第二章 匀变速直线运动的研究
1实验：探究小车速度随时间变化的规律
题组 一
1.（1）用如图所示装置在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，给你以下器材：电磁打点计时器、低压交流电源、纸带、复写纸、小车、钩码、细线、停表、一端附有定滑轮的长木板。其中不需要的器材是 ，还需要增添的器材有 。
（2）关于“探究小车速度随时间变化的规律”这一实验，下列说法正确的是 。
A.长木板不能侧向倾斜，也不能一端高一端低
B.在释放小车前，小车应靠近打点计时器
C.应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放小车
D.打点计时器应接在低压直流电源上
E.小车运动时要保持纸带与打点计时器平面、木板平行
F.作v-t图像时，应先描点后连线，并且要把描出的所有点都连接起来
实验原理和实验操作
BCE
停表
刻度尺
（1）打点计时器记录了小车的运动时间，不需要秒表，本实验中需要测量长度，故需要刻度尺。
（2）A错：长木板不能侧向倾斜，但是可以一端高一端低，以便平衡摩擦力。B对：在释放小车前，小车应尽量靠近打点计时器，以能在纸带上打出更多的点，有利于实验数据的处理和误差的减小。C对：实验中为了在纸带上打出更多的点，以及打点的稳定，具体操作中要求先启动打点计时器后释放小车。D错：打点计时器应接在低压交流电源上。E对：小车运动时要保持纸带与打点计时器平面、木板平行。F错：作v-t图像时，让尽量多的点均匀分布在图线的两边，描绘成平滑的曲线，误差较大的点应舍掉，不要求所有的点都在图线上。
解 析
题组 一
限位孔
交流
BAEDCF
复写纸
（n-1）×0.02 s
A中电磁打点计时器应使用低压交流电源；B中应将纸带穿过限位孔，并放于复写纸的下方；D中纸带上记录的时间Δt=（n-1）×0.02 s。实验步骤的合理顺序为BAEDCF。
点题：理解实验原理，按实际操作顺序将实验步骤排序。
解 析
题组 二
3.做“探究小车速度随时间变化规律”的实验：
（1）用一条纸带穿过打点计时器，该同学发现有如图所示的两种穿法，感到有点犹豫，你认为 （选填“A”或“B”）的穿法效果更好。
实验数据的处理
B
（2）完成实验后，小明用刻度尺测量纸带距离时如图所示，B点对应读数是 cm，已知打点计时器每0.02 s打一个点，则B点对应的速度vB= m/s （此结果保留三位有效数字）。
1.45
3.20
（3）某实验小组中的四位同学利用同一条纸带分别作出了如图所示的四幅v-t图像，其中最规范的是 ，由此图像得到的加速度是 m/s2。
0.48
A
解 析
4.［多选］在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，对于减小实验误差来说，下列方法中有益的是（ ）
A.选取计数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位
B.使小车运动的加速度尽量小些
C.舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的一部分进行测量、计算
D.选用各处平整程度、光滑程度不相同的长木板做实验
AC
选取的时间间隔较大，可以减小测量误差，故A正确；如果小车运动的加速度过小，打出的点过于密集，长度测量的相对误差将较大，测量准确度会降低，因此小车的加速度略大一些较好，故B错误；为了减小长度测量的相对误差，舍去纸带上过于密集甚至分辨不清的点是必要的，故C正确；如果实验中所用长木板各部分的平整程度和光滑程度不同，小车的速度变化会不均匀，从而导致实验误差增大，故D错误。
点题：明确减小实验误差的做法。
解 析
5.易错在实验中，利用纸带上的数据得出各计数点的瞬时速度后，以速度v为纵轴，以时间t为横轴建立直角坐标系。某次实验中一同学描出的点如图所示。在直角坐标系上一共描出了10个点。
下列思考有道理的是（ ）
①这10个点无论如何也不在一条直线上，因此小车运动的v-t图线不可能为一条直线，而应为一条光滑的曲线
②这10个点中有6个点虽然不在一条直线上，但它们在一条直线附近，只有F和B两点离这条直线太远
③在10个点当中只有4个点能画在一条直线上（A、D、G、I），有6个点不在该直线上，这条直线肯定不能表示小车运动的规律
④与直线偏差较小的点（C、E、H、J）可能是实验误差造成的，而与直线偏离较大的点（B、F）则可能是实验中出现错误造成的
A.①③ B.②④ C.①② D.③④
B
因为实验存在误差，这些点可能不在一条直线上，若理想化，这些点将都在一条直线上，①③错误，②④正确，故B正确。
易错提醒：不能认为描出的点不在一条直线上，作出的图线就是错误的，应考虑实验误差。
解 析
题组 三
6.用图甲所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。
新高考适应练
B
主要实验步骤如下：
a.安装好实验器材，接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。
b.选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O（t=0），然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点，如图乙中A、B、C、D、E、F……所示。
c.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度，分别记作v1、v2、v3、v4、v5……
d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图丙所示。
结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
（1）在下列仪器和器材中，还需要使用的有 和 （填选项前的字母）。
A.电压合适的50 Hz交流电源
B.电压可调的直流电源
C.刻度尺
D.停表
E.天平（含砝码）
A
C
越小越好
加速度
有关
解 析
7.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，如图甲所示。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，图乙记录了桌面上连续的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）
小车运动到图乙中A点位置时的速度大小为 m/s。（结果保留两位有效数字）
0.19
解 析
8.［多选］在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学将打点计时器打出的三条纸带，分别以间隔相同点迹的方式依次剪成短纸条，按先后顺序一端对齐粘贴在一起。然后用平滑线段将各段纸带顶端的中点连起来，如图甲、乙、丙所示，则根据纸带的特点即可研究物体的速度随时间的变化规律。以下说法正确的是（ ）
A.图甲表示物体处于静止状态
B.图乙表示物体做匀速直线运动
C.图乙表示物体的速度随时间均匀增加
D.图丙表示物体的速度先随时间均匀增加，后保持不变
CD
题图甲中表示任意相等时间内发生的位移相等，表示物体做匀速直线运动，故A错误；题图乙中表示相等时间内的位移差值相等，且位移逐渐增大，物体做匀加速直线运动，故B错误，C正确；题图丙表示物体先做加速直线运动后做匀速直线运动，故D正确。
点题：纸带的宽度等效为相等的时间间隔，纸带的长度对应位移。
解 析
9.某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出0、1、2、3、4、5、6共7个测量点，各点与0点间的距离如图所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10 s，试完成下面问题。
AC
（1）根据纸带上各个测量点间的距离，某同学已将1、2、3、5点对应时刻的瞬时速度进行计算并填入表中，请你将4点对应时刻的瞬时速度填入表中。（要求保留三位有效数字）
0.314
（2）在如图所示的直角坐标系中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。
（3）由图像求出小车的加速度a = m/s2。（保留三位有效数字）
（4）图线与纵轴交点的物理意义是 。
AC
0.495
测量点0对应的速度
解 析
10.光电计时器是一种常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有滑块从a、b间通过时，光电计时器就可以显示出滑块的挡光时间。现有一滑块在斜面上滑行，先后两次通过光电门1和2，计时器显示的挡光时间分别是t1=5×10-2 s，t2=3×10-2 s，从光电门1到光电门2所经历的总时间t=1.5 s，用分度值为1 mm的刻度尺测量滑块的长度d，示数如图乙所示。
（1）滑块的长度d为 cm。
（2）滑块通过光电门1、2的速度v1、v2分别为 m/s、 m/s。
（3）滑块的加速度大小为 m/s2。
0.39
4.42
0.88
1.47
解 析
11.用频闪照相的方法可以探究物体速度随时间变化的规律，一木块沿斜面下滑，用一频闪频率为10 Hz的照相机对其拍摄，A、B、C、D、E为其在不同时刻的影像，如图2-1-12所示，相邻的两个影像之间的距离依次为x1、x2、x3、x4，测出它们的长度，并测出斜面的高度h和长度s，数据如下表所示，g取9.80 m/s2，则：
（1）木块通过C位置时的瞬时速度为 m/s。（结果保留三位有效数字）
（2）如何求木块下滑时的加速度？
1.72
画出木块运动的速度—时间图像，利用斜率求出木块下滑时的加速度。
解 析
谢 谢