2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律(共42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(共42张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 41.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-10-25 17:27:11 | ||
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文档简介
(共42张PPT)
第二章 匀变速直线运动的研究
定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动
特点：任意时间内，速度的变化量相等，及加速度不变（加速度的大小 方向都不变）
匀加速直线运动：a v 同向，速度均匀增加
匀减速直线运动：a v 反向，速度均匀减小
匀变速直线运动
v-t图像 斜率表示加速度
面积表示位移
纵截距：初速度
横截距：开始运动的时间
交点：速度相等
距离最远
正向匀加速直线运动
匀速直线运动
匀变速直线运动
正向匀减速直线运动
反向匀减速直线运动
反向匀加速直线运动
第一节 实验：探究小车速度随时间变化的规律
实验数
据的处理
打点计时器的使用
如何使用打点计时器？
如何利用纸带数据测量瞬时速度？
如何从实验中获取、处理数据，探寻规律
小车在重物牵引下速度随时间变化的规律
学习目标
电磁打点计时器
电火花打点计时器
电磁打点计时器
电火花打点计时器
频率：50Hz
每隔 0.02s打一次点
工作电压： 8V 交流电源
频率：50Hz
每隔 0.02s打一次点
工作电压：220V 交流电源
工作电压：
打点周期：
打点方式：
记录信息：
低压交流电8V
利用振动的振针打点
时间和位移
我国使用的交流电频率是50Hz
电磁打点计时器
T = 0.02S
交变电源
交流电：电流方向随时间做周期性变化
振针振动通过复写纸打点
电磁打点计时器
0.02s
工作电压： 点周期：
打点方式： 记录信息：
交流电220V
利用火花放电打点
T = 0.02S
时间和位移
电火花计时器
火花放电通过墨粉纸打点
电磁打点计时器的阻力：
电火花计时器工作时，纸带运动时受到的阻力小，实验误差小。
电火花计时器的阻力：
优点
1.纸带和限位孔、限位盘之间存在摩擦
纸带和限位孔、限位盘之间存在摩擦
2.振针与纸带打点接触时存在摩擦
两个计时器的对比
一、实验目的
1.进一步练习使用打点计时器，通过打出的纸带测量瞬时速度。
2.通过实验获取数据，利用图像处理实验数据。
3.通过数据分析得出小车速度随时间变化的规律。
二、实验器材
打点计时器（带导线）、交变电流、纸带、一端带有定滑轮的长铝板、小车、
细绳、 槽码、刻度尺、复写纸、坐标纸
实验器材
在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，所有打点计时器需器材（带导线）、长铝板、纸带、复写纸、小车、槽码、细线，此外还需要的器材有（ ）
A.直流电源、天平及砝码
B.直流电源、毫米刻度尺
C.交流电源、天平及砝码
D.交流电源、毫米刻度尺
小练
三、实验步骤
问题1.打不出点或点迹过淡
电压低、振片振动幅度小、振针短、复写纸破旧……
墨粉盘正反面放反、墨粉盘不随纸带转动
问题2.打出的是一条线
振针太低
常见现象原因分析
现象 原因 调节的方法
打点不清晰 1.振针过高 2.电压过低，振幅太小 3.复写纸用得太久 1.把振针适当调低
2.调高电压
3.换新的复写纸
打的不是点，是短线 1.振针过低 2.所加电压太高，使振幅过大 1.把振针适当调高一些
2.适当调低电压
打双点 振针松动 把振针固定好
请根据所学给下列打点计时器的使用方法排个序:___________
A.开启电源等待1~2秒拖动纸带
B.在纸带上选取计数点，测量计数点之间的长度
C.固定好打点计时器，使纸带、小车拉线和定滑轮在一条直线上
D.安装并调节好复写纸片或墨粉纸盘的位置
E.将纸带穿过限位孔，从复写纸（或墨粉盘）下穿过，从另一侧限位孔穿出
CDEAB
小练
四、开始实验
五、数据处理
1.挑选纸带并测量
纸带的选取：在三条纸带中选取一条点迹最清晰的计数点的选取；舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作为计时起点（O点）。可以每5个点取一个计数点进行测量， 这样相邻计数点间的时间间隔为0.1秒（家庭电路的电流周期是0.02秒）
2.测量各点到起点的距离
五、数据处理
3.计算瞬时速度并记录
4.作出小车运动的v-t图像：用一条平滑的曲线或直线这些点
5.实验结论
小车的v-t图像是条倾斜的直线，说明物体
做速度均匀变化的直线运动。
6.求解加速度
根据所画v-t图像的斜率，求出小车运动的加速度。
T
T
提问
根据下面这条纸带，如何求解C点的瞬时速度？
哪种方法求出的更准确？
0
1
2
3
4
5
6
求解速度
0
1
2
3
4
5
6
求解速度
逐差法：
*更科学、精确、应重点掌握
0
1
2
3
4
5
6
逐差法
图像法--找图像上相距较远的两个点用公式计算
*可以剔除误差较大的数据，有利于减小误差
图像法
纵坐标标度不同，倾角就不同了，
所以不能直接算斜率求加速度大小
特别提醒
1.计数点的时间间隔可以选取5个、2个也可以是3个，但是相信计数点间的时间间隔必须相同。
2.作图时，要尽可能使更多的点在一条直线上。
六、误差分析
1.铝板的不同部位粗糙程度不完全相同。
2.应选择点迹小而清晰的纸带，且要用分度值为1mm的刻度尺测量，并估读到0.1mm。
3.读数时，眼睛要正对点和刻度尺，以减小误差。
4.适当选几个计时点的时间间隔作为单位时间，可减小测量纸带长度带来的误差。
5.根据纸带测量的位移有误差。测量两计数点间的距离时，要一次性测量，不要分段测量。
6.小车速度应适当大些，这样可以减小测量长度带来的误差。
7.作v-t图像不准确有误差。
七、注意事项
1.开始释放小车时，应该使小车靠近打点计时器
2.先接通电源，等打点稳定后，再释放小车
3.打点完毕，应立即断开电源
4.牵引小车的槽码个数要适当
5.要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点。
6.在坐标纸上画v-t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像进来分布在较大的坐标平面内
1.如果画出来的v-t图像是一条倾斜的直线，说明小车做匀变速直线运动。
2.图线的延长线与纵轴的交点表示开始计时时小车的初速度。
3.图线的延长线与横轴的交点表示计时开始一段时间后小车才开始运动。
实验结论
探究小车速度随时间变化的规律
1
实验目的
2
实验器材
实验步骤
数据处理
3
4
小车、附有滑轮的长木板、打点计时器、交流电源、细绳、钩码、纸带
增减钩码重复上述操作2次
打点、关闭电源
放置长木板
固定打点计时器
装复写纸片
装纸带
选点迹最清楚纸带
选合适计数点
作为计时起点
相隔0.1s标计数点
表格中记录数
据、算瞬时速度
作v-t图分析运规律
课堂小结
实验目的：
实验器材：
实验步骤：
数据处理：
列表法
图像法
建坐标
描点
平滑曲线连接
课堂小结
在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法正确的是（ ）
A.小车在槽码的牵引下运动时只需打一条纸带，然后进行数据处理
B.为使测量更为严谨，应把打下的第一个点作为第一个测量点
C.为了便于测量，应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
D.两相邻计数点间的时间间隔必须是0.1s
小练
在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，某同学按以下实验步骤操作，期中错误或有遗漏：
A.拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，再接通电源；
B.将打点计时器固定在平板上，并接好电路；
C.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的槽码
D.取下纸带
E.将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔
（1）所列步骤中有错误的是步骤：
（2）有遗漏的步骤是：
（3）将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序
A中应先通电再释放纸带
D中取下纸带前应该先断开电源
F中换上新纸带，重复实验3次
BCEADF
小练
增减钩码重复上述操作两次
启动电源
释放小车
放置长木板
固定打点计时器
装复写纸片
装纸带
小车停在靠近打点计时器的位置
打点、关闭电源
选点迹最清楚纸带
选合适计数点
作为计时起点
相隔0.1s标计数点
表格中记录数
据、算瞬时速度
作v-t图分析运规律，斜率计算加速度
如图为“探究小车速度随时间变化规律”的实验中得到的纸带，电源频率50Hz，相邻计数点间有四个点未画出，刻度尺读出计数点1、3、5与0点间的距离d1,d2,d3如下图，则：小车通过计数点2的瞬时速度为_________，通过计数点4的瞬时速度为________，小车的运动规律是____________________。
小练
一个物体拖动纸带运动，获得打点计时器当初的一段纸带，如果所示，每2个计数点之间的时间间隔为0.1秒，打点计时器打下点3时物体的瞬时速度为 ；打点计时器打下计数点4时物体的瞬时速度 ；物体的加速度为
小练
在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，打点计时器的工作频率为50Hz，如图所示，相邻计数点间还有4个点没有画出来。
1.根据运动学有关公式可求得VB=16.50cm/s，VC= cm/s，VD=26.30cm/s
2.利用求得的数值在图乙所示的坐标系中作出小车的v-t图线（以打A点时开始计时），并根据图线求出小车运动的加速度a=
3.将图线延长使其与纵轴相交，交点的纵坐标是 ，此速度的物理意义是
小车在A点时的瞬时速度
小练
速度与时间的推导
整理得
对公式的理解
1. 只适用于匀变速直线运动
适用于任何运动形式
2.v、v0、a都是矢量，方向不一定相同。
在直线运动中，如果题目没有说明，一般以v0的方向为正方向
3.知三求一：
第二章 匀变速直线运动的研究
定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动
特点：任意时间内，速度的变化量相等，及加速度不变（加速度的大小 方向都不变）
匀加速直线运动：a v 同向，速度均匀增加
匀减速直线运动：a v 反向，速度均匀减小
匀变速直线运动
v-t图像 斜率表示加速度
面积表示位移
纵截距：初速度
横截距：开始运动的时间
交点：速度相等
距离最远
正向匀加速直线运动
匀速直线运动
匀变速直线运动
正向匀减速直线运动
反向匀减速直线运动
反向匀加速直线运动
第一节 实验：探究小车速度随时间变化的规律
实验数
据的处理
打点计时器的使用
如何使用打点计时器？
如何利用纸带数据测量瞬时速度？
如何从实验中获取、处理数据，探寻规律
小车在重物牵引下速度随时间变化的规律
学习目标
电磁打点计时器
电火花打点计时器
电磁打点计时器
电火花打点计时器
频率：50Hz
每隔 0.02s打一次点
工作电压： 8V 交流电源
频率：50Hz
每隔 0.02s打一次点
工作电压：220V 交流电源
工作电压：
打点周期：
打点方式：
记录信息：
低压交流电8V
利用振动的振针打点
时间和位移
我国使用的交流电频率是50Hz
电磁打点计时器
T = 0.02S
交变电源
交流电：电流方向随时间做周期性变化
振针振动通过复写纸打点
电磁打点计时器
0.02s
工作电压： 点周期：
打点方式： 记录信息：
交流电220V
利用火花放电打点
T = 0.02S
时间和位移
电火花计时器
火花放电通过墨粉纸打点
电磁打点计时器的阻力：
电火花计时器工作时，纸带运动时受到的阻力小，实验误差小。
电火花计时器的阻力：
优点
1.纸带和限位孔、限位盘之间存在摩擦
纸带和限位孔、限位盘之间存在摩擦
2.振针与纸带打点接触时存在摩擦
两个计时器的对比
一、实验目的
1.进一步练习使用打点计时器，通过打出的纸带测量瞬时速度。
2.通过实验获取数据，利用图像处理实验数据。
3.通过数据分析得出小车速度随时间变化的规律。
二、实验器材
打点计时器（带导线）、交变电流、纸带、一端带有定滑轮的长铝板、小车、
细绳、 槽码、刻度尺、复写纸、坐标纸
实验器材
在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，所有打点计时器需器材（带导线）、长铝板、纸带、复写纸、小车、槽码、细线，此外还需要的器材有（ ）
A.直流电源、天平及砝码
B.直流电源、毫米刻度尺
C.交流电源、天平及砝码
D.交流电源、毫米刻度尺
小练
三、实验步骤
问题1.打不出点或点迹过淡
电压低、振片振动幅度小、振针短、复写纸破旧……
墨粉盘正反面放反、墨粉盘不随纸带转动
问题2.打出的是一条线
振针太低
常见现象原因分析
现象 原因 调节的方法
打点不清晰 1.振针过高 2.电压过低，振幅太小 3.复写纸用得太久 1.把振针适当调低
2.调高电压
3.换新的复写纸
打的不是点，是短线 1.振针过低 2.所加电压太高，使振幅过大 1.把振针适当调高一些
2.适当调低电压
打双点 振针松动 把振针固定好
请根据所学给下列打点计时器的使用方法排个序:___________
A.开启电源等待1~2秒拖动纸带
B.在纸带上选取计数点，测量计数点之间的长度
C.固定好打点计时器，使纸带、小车拉线和定滑轮在一条直线上
D.安装并调节好复写纸片或墨粉纸盘的位置
E.将纸带穿过限位孔，从复写纸（或墨粉盘）下穿过，从另一侧限位孔穿出
CDEAB
小练
四、开始实验
五、数据处理
1.挑选纸带并测量
纸带的选取：在三条纸带中选取一条点迹最清晰的计数点的选取；舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作为计时起点（O点）。可以每5个点取一个计数点进行测量， 这样相邻计数点间的时间间隔为0.1秒（家庭电路的电流周期是0.02秒）
2.测量各点到起点的距离
五、数据处理
3.计算瞬时速度并记录
4.作出小车运动的v-t图像：用一条平滑的曲线或直线这些点
5.实验结论
小车的v-t图像是条倾斜的直线，说明物体
做速度均匀变化的直线运动。
6.求解加速度
根据所画v-t图像的斜率，求出小车运动的加速度。
T
T
提问
根据下面这条纸带，如何求解C点的瞬时速度？
哪种方法求出的更准确？
0
1
2
3
4
5
6
求解速度
0
1
2
3
4
5
6
求解速度
逐差法：
*更科学、精确、应重点掌握
0
1
2
3
4
5
6
逐差法
图像法--找图像上相距较远的两个点用公式计算
*可以剔除误差较大的数据，有利于减小误差
图像法
纵坐标标度不同，倾角就不同了，
所以不能直接算斜率求加速度大小
特别提醒
1.计数点的时间间隔可以选取5个、2个也可以是3个，但是相信计数点间的时间间隔必须相同。
2.作图时，要尽可能使更多的点在一条直线上。
六、误差分析
1.铝板的不同部位粗糙程度不完全相同。
2.应选择点迹小而清晰的纸带，且要用分度值为1mm的刻度尺测量，并估读到0.1mm。
3.读数时，眼睛要正对点和刻度尺，以减小误差。
4.适当选几个计时点的时间间隔作为单位时间，可减小测量纸带长度带来的误差。
5.根据纸带测量的位移有误差。测量两计数点间的距离时，要一次性测量，不要分段测量。
6.小车速度应适当大些，这样可以减小测量长度带来的误差。
7.作v-t图像不准确有误差。
七、注意事项
1.开始释放小车时，应该使小车靠近打点计时器
2.先接通电源，等打点稳定后，再释放小车
3.打点完毕，应立即断开电源
4.牵引小车的槽码个数要适当
5.要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点。
6.在坐标纸上画v-t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像进来分布在较大的坐标平面内
1.如果画出来的v-t图像是一条倾斜的直线，说明小车做匀变速直线运动。
2.图线的延长线与纵轴的交点表示开始计时时小车的初速度。
3.图线的延长线与横轴的交点表示计时开始一段时间后小车才开始运动。
实验结论
探究小车速度随时间变化的规律
1
实验目的
2
实验器材
实验步骤
数据处理
3
4
小车、附有滑轮的长木板、打点计时器、交流电源、细绳、钩码、纸带
增减钩码重复上述操作2次
打点、关闭电源
放置长木板
固定打点计时器
装复写纸片
装纸带
选点迹最清楚纸带
选合适计数点
作为计时起点
相隔0.1s标计数点
表格中记录数
据、算瞬时速度
作v-t图分析运规律
课堂小结
实验目的：
实验器材：
实验步骤：
数据处理：
列表法
图像法
建坐标
描点
平滑曲线连接
课堂小结
在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法正确的是（ ）
A.小车在槽码的牵引下运动时只需打一条纸带，然后进行数据处理
B.为使测量更为严谨，应把打下的第一个点作为第一个测量点
C.为了便于测量，应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
D.两相邻计数点间的时间间隔必须是0.1s
小练
在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，某同学按以下实验步骤操作，期中错误或有遗漏：
A.拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，再接通电源；
B.将打点计时器固定在平板上，并接好电路；
C.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的槽码
D.取下纸带
E.将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔
（1）所列步骤中有错误的是步骤：
（2）有遗漏的步骤是：
（3）将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序
A中应先通电再释放纸带
D中取下纸带前应该先断开电源
F中换上新纸带，重复实验3次
BCEADF
小练
增减钩码重复上述操作两次
启动电源
释放小车
放置长木板
固定打点计时器
装复写纸片
装纸带
小车停在靠近打点计时器的位置
打点、关闭电源
选点迹最清楚纸带
选合适计数点
作为计时起点
相隔0.1s标计数点
表格中记录数
据、算瞬时速度
作v-t图分析运规律，斜率计算加速度
如图为“探究小车速度随时间变化规律”的实验中得到的纸带，电源频率50Hz，相邻计数点间有四个点未画出，刻度尺读出计数点1、3、5与0点间的距离d1,d2,d3如下图，则：小车通过计数点2的瞬时速度为_________，通过计数点4的瞬时速度为________，小车的运动规律是____________________。
小练
一个物体拖动纸带运动，获得打点计时器当初的一段纸带，如果所示，每2个计数点之间的时间间隔为0.1秒，打点计时器打下点3时物体的瞬时速度为 ；打点计时器打下计数点4时物体的瞬时速度 ；物体的加速度为
小练
在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，打点计时器的工作频率为50Hz，如图所示，相邻计数点间还有4个点没有画出来。
1.根据运动学有关公式可求得VB=16.50cm/s，VC= cm/s，VD=26.30cm/s
2.利用求得的数值在图乙所示的坐标系中作出小车的v-t图线（以打A点时开始计时），并根据图线求出小车运动的加速度a=
3.将图线延长使其与纵轴相交，交点的纵坐标是 ，此速度的物理意义是
小车在A点时的瞬时速度
小练
速度与时间的推导
整理得
对公式的理解
1. 只适用于匀变速直线运动
适用于任何运动形式
2.v、v0、a都是矢量，方向不一定相同。
在直线运动中，如果题目没有说明，一般以v0的方向为正方向
3.知三求一：