2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律课件 (共25张PPT) 高一上学期物理人教版（2019）必修第一册
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 (共25张PPT) 高一上学期物理人教版（2019）必修第一册 |
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| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 37.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-09-14 00:00:00 | ||
图片预览
文档简介
(共25张PPT)
2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律
目标定位
1.知道电磁打点计时器、电火花计时器的构造及工作原理，学会使用两种计时器.
2.会根据纸带上的点迹计算物体运动的平均速度.
3.能运用实验数据描绘v-t图象.
在我们的生活中有跳远助跑、高山滑雪、驾车等运动，在自然界中有瀑布、苹果落地、猎豹捕羚羊等运动，在这些运动中都有速度的变化，且变化规律不尽相同，我们怎样才能知道速度随时间变化的规律呢？
导入新课
实验思路
要探究一个物体的运动随时间变化的规律，必须知道物体在不同时刻的速度，直接测量瞬时速度是比较困难的，我们可以借助打点计时器先记录物体在不同时刻的位置，再通过对纸带的分析，计算得到相应时刻的瞬时速度。
1、如何设计此实验？需要哪些器材？
把一端带有滑轮的长木板平放在实验桌上，木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钩码（槽码）的细绳。小车在钩码的牵引下运动，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。
滑轮
小车
槽码
纸带
（9
打点计时器
细绳
长木板
学生电源，刻度尺、导线
2、需要测量哪些物理量？
0
1
2
3
4
5
D
E
F
G
Δx
Δt
用直尺测量各个计数点间的距离，或各计数点到0点的距离。
实验步骤：
①把一端带有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端，连接好电路。
②让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钩码（槽码）的细绳，把小车停在靠近打点计时器的位置。
③先接通电源启动计时器，然后放开小车，让它拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一行小点。随后，立即关闭电源。
④增减所挂的钩码（或在小车上放置重物），更换纸带，再做两次实验。
1、开始释放小车的时候，小车应该靠近打点计时器。
2、先通电，后释放小车。
3、打点完毕，马上关闭电源。
4、钩码的质量要适中，不能质量太大，也不能质量太小。
5、实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们被碰坏或跌坏。
注意事项
数据处理
1.取计数点：舍掉开头一些过于密集的点，找一个适当的点作为计时起点（0点）；然后选取相隔T=0.1s（或更短）的若干计数点，并标明1、2、3、4……
2.测量各计数点到0点的距离：……，填入表中。
3.求各计数点的瞬时速度：利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度，即…… 将各计数点的瞬时速度填入表中。
计数点序号 0 1 2 3 4 ……
计数点对应时刻t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4
到计时起点的距离x/cm 0
各计数点的瞬时速度v/()
如何处理计算出来的数据？
（１）．列表法.
（注意列表要求）
位置 1 2 3 4 5 6 7 8
时间(s)
位移(m)
v(m/s)
（２）．图象法：
①根据所得数据，选择合适的标度建立坐标系（让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）。
②描点：观察和思考点的分布规律。
③拟合：从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上，用直线拟合，让尽可能多的点处在直线上，不在直线上的点应对称地分布在直线两侧。
误差分析：
(1)木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀．
(2)根据纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬时速度有误差．
(3)作v－t图象时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差.
例 请同学们根据实验所得数据，同学们分组进行讨论如何求出纸带的加速度（保证实验数据都能用上，以v1、v2、v3、v4、v5、v6六组为例）
方案一：各相邻计数点间的加速度分别是：
求加速度的平均值
从结果看，真正参与运算的只有v6和v1，其他的数据都没用上，所以不宜用此方法求加速度。
方案二：分别以1和4,2和5,3和6进行组合求加速度
求加速度的平均值
从结果看，所有数据都参与了运算，可以有效的减小误差，所以方法二比方法一更合适。
注意：原则上来讲，学生有其他的组合方式（只要保证数据都能使用上）都正确。只不过方法二这种组合计算和结果记忆更简单方便。因此我们习惯上都是使用方法二。
思考与归纳
①当数据只有v1、v2、v3、v4四组时，求加速度？
②当数据只有v1、v2、v3、v4、v5五组时，怎么求加速度？
v-t图象和x-t图象的比较
考点精讲
一、v-t 图像
1.交点：与横轴的交点表
示质点速度为零; 两条图
线的交点表示两个质点速度相等
2.点：表示物体的状态，即表示某时刻质点的速度
3.线：表示物体的运动过程，即表示质点在某段时间内速度的改变量；横轴上方的图线表示速度大于零。
4.斜率：表示加速度
5.面积：表示质点通过的位移，t轴以上面积为正，t轴以下面积为负
v-t图象和x-t图象的比较
考点精讲
二、x-t 图象
1.交点：与横轴的交点表示质点回到出发点；两条图线的交点表示两个质点相遇
2.点：表示物体的状态，即表示质点在某时刻相对于基准点（位移为零）的位置
3.线：表示物体的运动过程，即表示质点在某段时间内发生的位移横轴上方的图线表示位移大于零，斜向上的图线表示速度大于零。
4.斜率：表示速度
5.面积：无意义
v-t图象和x-t图象的比较
考点精讲
注意注意！！
无论v－t图像还是图像中，图像是直线还是曲线都表示物体做直线运动。
1．(湖北部分重点高中高一上期中)小明同学按如图所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。
(1)释放小车时，实验装置如图甲所示，指出该装置中操作错误的是________。
A．电磁打点计时器接在直流电源上了
B．小车质量没有远大于槽码质量
C．小车离打点计时器过远
解析 (1)电磁打点计时器应接在交变电源上；不需小车质量远大于槽码质量；小车离打点计时器过远，故选A、C。
AC
实验能力自测
莫愁前路无知己，天下谁人不识君
2．某同学在玩具赛车的赛车场看赛车比赛时，用相机连拍功能对经过的某玩具赛车进行了连拍，然后他把连拍后的照片对应赛道位置排列好，排列好的位置关系如图所示。已知该照相机的连拍频率是每秒10片，照片与实物的比例为1∶10。为了判断该赛车的运动情况，该同学对整理好的照片进行了研究。请根据图中数据回答下列问题：
(1)该照相机连拍时，其拍摄周期为T＝________s。
(2)图中从左向右玩具赛车在第二个位置的速度v2＝________m/s，赛车在第五个位置的速度v5＝________m/s。
(3)该玩具赛车在连拍时间内的平均加速度a＝________m/s2。
匀变速直线运动：
加速度恒定不变（大小、方向都不变）的变速直线运动
匀变速直线运动可分为两类：
a、匀加速直线运动；b、匀减速直线运动
匀变速直线运动的速度特点
Ⅰ.相等时间内速度的变化相等
Ⅱ.加速度恒定不变
匀变速直线运动的位移特点
在任意两个连续相等的时间内的位移之差是相等的。
本课总结
谢谢！
2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律
目标定位
1.知道电磁打点计时器、电火花计时器的构造及工作原理，学会使用两种计时器.
2.会根据纸带上的点迹计算物体运动的平均速度.
3.能运用实验数据描绘v-t图象.
在我们的生活中有跳远助跑、高山滑雪、驾车等运动，在自然界中有瀑布、苹果落地、猎豹捕羚羊等运动，在这些运动中都有速度的变化，且变化规律不尽相同，我们怎样才能知道速度随时间变化的规律呢？
导入新课
实验思路
要探究一个物体的运动随时间变化的规律，必须知道物体在不同时刻的速度，直接测量瞬时速度是比较困难的，我们可以借助打点计时器先记录物体在不同时刻的位置，再通过对纸带的分析，计算得到相应时刻的瞬时速度。
1、如何设计此实验？需要哪些器材？
把一端带有滑轮的长木板平放在实验桌上，木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钩码（槽码）的细绳。小车在钩码的牵引下运动，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。
滑轮
小车
槽码
纸带
（9
打点计时器
细绳
长木板
学生电源，刻度尺、导线
2、需要测量哪些物理量？
0
1
2
3
4
5
D
E
F
G
Δx
Δt
用直尺测量各个计数点间的距离，或各计数点到0点的距离。
实验步骤：
①把一端带有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端，连接好电路。
②让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钩码（槽码）的细绳，把小车停在靠近打点计时器的位置。
③先接通电源启动计时器，然后放开小车，让它拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一行小点。随后，立即关闭电源。
④增减所挂的钩码（或在小车上放置重物），更换纸带，再做两次实验。
1、开始释放小车的时候，小车应该靠近打点计时器。
2、先通电，后释放小车。
3、打点完毕，马上关闭电源。
4、钩码的质量要适中，不能质量太大，也不能质量太小。
5、实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们被碰坏或跌坏。
注意事项
数据处理
1.取计数点：舍掉开头一些过于密集的点，找一个适当的点作为计时起点（0点）；然后选取相隔T=0.1s（或更短）的若干计数点，并标明1、2、3、4……
2.测量各计数点到0点的距离：……，填入表中。
3.求各计数点的瞬时速度：利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度，即…… 将各计数点的瞬时速度填入表中。
计数点序号 0 1 2 3 4 ……
计数点对应时刻t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4
到计时起点的距离x/cm 0
各计数点的瞬时速度v/()
如何处理计算出来的数据？
（１）．列表法.
（注意列表要求）
位置 1 2 3 4 5 6 7 8
时间(s)
位移(m)
v(m/s)
（２）．图象法：
①根据所得数据，选择合适的标度建立坐标系（让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）。
②描点：观察和思考点的分布规律。
③拟合：从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上，用直线拟合，让尽可能多的点处在直线上，不在直线上的点应对称地分布在直线两侧。
误差分析：
(1)木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀．
(2)根据纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬时速度有误差．
(3)作v－t图象时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差.
例 请同学们根据实验所得数据，同学们分组进行讨论如何求出纸带的加速度（保证实验数据都能用上，以v1、v2、v3、v4、v5、v6六组为例）
方案一：各相邻计数点间的加速度分别是：
求加速度的平均值
从结果看，真正参与运算的只有v6和v1，其他的数据都没用上，所以不宜用此方法求加速度。
方案二：分别以1和4,2和5,3和6进行组合求加速度
求加速度的平均值
从结果看，所有数据都参与了运算，可以有效的减小误差，所以方法二比方法一更合适。
注意：原则上来讲，学生有其他的组合方式（只要保证数据都能使用上）都正确。只不过方法二这种组合计算和结果记忆更简单方便。因此我们习惯上都是使用方法二。
思考与归纳
①当数据只有v1、v2、v3、v4四组时，求加速度？
②当数据只有v1、v2、v3、v4、v5五组时，怎么求加速度？
v-t图象和x-t图象的比较
考点精讲
一、v-t 图像
1.交点：与横轴的交点表
示质点速度为零; 两条图
线的交点表示两个质点速度相等
2.点：表示物体的状态，即表示某时刻质点的速度
3.线：表示物体的运动过程，即表示质点在某段时间内速度的改变量；横轴上方的图线表示速度大于零。
4.斜率：表示加速度
5.面积：表示质点通过的位移，t轴以上面积为正，t轴以下面积为负
v-t图象和x-t图象的比较
考点精讲
二、x-t 图象
1.交点：与横轴的交点表示质点回到出发点；两条图线的交点表示两个质点相遇
2.点：表示物体的状态，即表示质点在某时刻相对于基准点（位移为零）的位置
3.线：表示物体的运动过程，即表示质点在某段时间内发生的位移横轴上方的图线表示位移大于零，斜向上的图线表示速度大于零。
4.斜率：表示速度
5.面积：无意义
v-t图象和x-t图象的比较
考点精讲
注意注意！！
无论v－t图像还是图像中，图像是直线还是曲线都表示物体做直线运动。
1．(湖北部分重点高中高一上期中)小明同学按如图所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。
(1)释放小车时，实验装置如图甲所示，指出该装置中操作错误的是________。
A．电磁打点计时器接在直流电源上了
B．小车质量没有远大于槽码质量
C．小车离打点计时器过远
解析 (1)电磁打点计时器应接在交变电源上；不需小车质量远大于槽码质量；小车离打点计时器过远，故选A、C。
AC
实验能力自测
莫愁前路无知己，天下谁人不识君
2．某同学在玩具赛车的赛车场看赛车比赛时，用相机连拍功能对经过的某玩具赛车进行了连拍，然后他把连拍后的照片对应赛道位置排列好，排列好的位置关系如图所示。已知该照相机的连拍频率是每秒10片，照片与实物的比例为1∶10。为了判断该赛车的运动情况，该同学对整理好的照片进行了研究。请根据图中数据回答下列问题：
(1)该照相机连拍时，其拍摄周期为T＝________s。
(2)图中从左向右玩具赛车在第二个位置的速度v2＝________m/s，赛车在第五个位置的速度v5＝________m/s。
(3)该玩具赛车在连拍时间内的平均加速度a＝________m/s2。
匀变速直线运动：
加速度恒定不变（大小、方向都不变）的变速直线运动
匀变速直线运动可分为两类：
a、匀加速直线运动；b、匀减速直线运动
匀变速直线运动的速度特点
Ⅰ.相等时间内速度的变化相等
Ⅱ.加速度恒定不变
匀变速直线运动的位移特点
在任意两个连续相等的时间内的位移之差是相等的。
本课总结
谢谢！