人教版高中物理必修1课件：2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律(第一课时)

课件21张PPT。§2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律第二章 匀变速直线运动的研究 物理定律不能单靠“思维”来获得，还应致力于观察和实验。----普朗克学习目标
1.通过小车在钩码牵引下运动的实验探究，进一步掌握打点计时器的使用方法和利用打点计时器研究物体运动的方法。
2.知道计时点与计数点、打点周期与计数周期的区别。
3.会根据纸带上的点迹计算物体运动的瞬时速度、加速度。
4.知道列表法、图象法是处理实验数据的基本方法。会设计表格填入实验数据，并能在坐标纸上画出v-t图象。 §2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律第一课时 自学指导 （3分钟）
阅读课本P30-31的内容，思考以下问题：1.物理定律能单靠“思维”来获得吗？
2.本探究实验的目的是什么？如何设计探究方案？需要哪些器材？本实验的注意事项有哪些？
3.通过打点计时器打出的纸带可以直接读出哪些物理量?还可以间接测量、计算出哪些物理量？
4.通过什么方法描述小车速度随时间变化的规律？
实验：探究小车速度随时间变化的规律1.通过打点计时器打出的纸带可以直接读出哪些物理量?
2.通过打点计时器打出的纸带可以间接测量出哪些物理量？
3.通过打点计时器打出的纸带可以间接计算出哪些物理量？两点间的平均速度某点的瞬时速度加速度时间位移二、实验器材电源、刻度尺钩码小车细绳纸带打点计时器一端附有定滑轮的长木板一、实验目的
探究小车速度随时间变化的规律三、实验步骤①把附有滑轮的长木板放在实验桌上;将细绳绕过滑轮并使滑轮伸出桌面;把打点计时器固定,连接好电路。
②将纸带穿过打点计时器，连在小车后面。在小车的另一端通过细绳挂上钩码。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,打完一条纸带后立即关闭电源。
④更换纸带,重复操作两次。 【思考1】纸带的选择方法①对于实验打出的不同纸带：有的点迹清晰、有的点迹模糊不清，选择哪条纸带进行测量？
②对于选定的纸带：有时开头点迹过于密集，而后点迹才清晰地散开，你对这样的纸带如何选定计时起点？
③对于选定的纸带：为了使数据便于处理，相邻的两个计数点间还应有几个计时点？（即计数周期是多少？分析理由。） 四、处理数据选择建议：
①选择点迹清晰的条纸带进行测量。
②为便于测量,舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点当做计时起点,即计数点0。
③相邻的两个计数点间还应有4个计时点，计数周期是0.1s。 选取点迹清晰的纸带，舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始，每五个计时点取一个计数点；取六个计数点，依次标号为0、1、2、3、4、5……0.10s0.10s过于密集
（不清晰的点）【例题1】纸带计时起点的选择【思考2】计数点瞬时速度的求法用计算较准确的平均速度来代替某点的瞬时速度 平均速度→瞬时速度【例题2】求纸带经过计数点3时的瞬时速度：T为多少?【例题3】求纸带经过计数点3时的瞬时速度：t 又为多少?【思考3】怎样求纸带的平均加速度？【注意】不要分段测量各段位移，应尽可能一次测量完毕（可先统一量出到计数点0之间的距离），读数时应估读到分度值的下一位。
四、数据处理：列表法小车的瞬时速度随时间增大而增大【猜想】小车是做匀加速直线运动吗?用什么方法来验证?- - 0.201 0.280 0.432 0.355 0.512 增加所挂的钩码，或在小车上放置重物，再做两次实验。【例题4】根据纸带数据计算并说明小车的速度如何变化？1.固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。
2.滑轮不能过高，细绳应与木板平行。
3.小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击长木板末端前应让小车停止运动，防止小车从木板上掉下来。
4.先接通电源，后让纸带运动。
5.打点结束后立即关闭电源。
6.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区别不大,从而看不出小车的速度变化。 五、注意事项 细绳与木板平行是要保证小车所受合力恒定，使小车做匀加速直线运动。
小车开始要停靠在打点记时器附近，是为了尽可能打出较多的点。 使用打点计时器时应先接通电源后再释放小车让纸带运动，其目的有两个：
一是让打点计时器频率稳定后才开始打点；
二是打出的点尽可能多一些才便于研究分析。纸带打出的原始点叫计时点。【辨 析】小心！计时点
计数点
由于纸带被打出的原始点过于密集、间距较小，测出的间距误差较大，为便于测量，我们另选间距较大且时间间隔相等的计时点来研究，这样的点叫做计数点。 【辨 析】小心！打点周期
计数周期打点周期是打点计时器打两个相邻点的时间间隔。通常打点计时器所用交流电源频率为50Hz，则打点周期为T=0.02s。计数周期指相邻计数点间的时间间隔，一般来说计数周期大于等于打点周期T，即 t = nT = 0.02n。如：每隔一个计时点选一个计数点,
计数周期 t = 0.04s。1.关于计数点的下列说法中正确的是( )
A.用计数点进行测量计算,既方便,又可减小误差；
B.相邻计数点间的时间间隔是不相等的；
C.相邻计数点间的距离是相等的；
D.计数点是从计时器打出的实际点中选出来，相邻计数点间点痕的个数相等。AD当堂训练2.接通电源与让纸带随物体开始运动，这两项操作的时间关系应当是( )
A.先接通电源，后释放纸带；
B.先释放纸带，后接通电源；
C.释放纸带的同时接通电源；
D.先接通电源或先释放纸带都可以。A 3.某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,得到的纸带打的点很稀,这是由于(　　)
A.接的电压太高　 B.接的电源频率偏高
C.所挂钩码太少 D.所挂钩码太多D4.在探究小车速度随时间变化规律的实验中,下列哪些器材是本实验必须的？达到实验目的还需哪些器材？
①打点计时器 ②天平 ③直流电源
④细绳 ⑤纸带 ⑥小车
⑦钩码 ⑧秒表 ⑨一端有滑轮的长木板
答案：① ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑨
交流电源 刻度尺5.在研究匀变速直线运动的实验中，某同学操作以下实验步骤，其中错误或遗漏的步骤有(遗漏步骤可编上序号G、H……)________。
A.将小车安放至靠近打点计时器处，先放开小车，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，下面吊着适当重的钩码。
D.取下纸带。
E.将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀速运动。
F.将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔。
将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序_________ AD应先通电，后放小车 D中取下纸带前应先断开电源
补充步骤G：换上新纸带，重复操作两次BFECADG6.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,用打点周期为0.02s的计时器记录小车做匀变速直线运动的纸带如图所示,在纸带上选择0、1、2、3、4、5共6个计数点,相邻两计数点之间还有四个点未画出,纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺,零刻度线跟“0”计数点对齐.由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离d1、d2、d3.① d1=______cm，d2=______cm，d3=______cm。
②计算小车经过计数点“2”、“4”的瞬时速度v2=_____m/s、v4=______m/s.(结果保留两位有效数字)
③小车加速度大小a=______m/s2.(结果保留两位有效数字)1.205.4012.000.210.330.60【小 结】【实验目的】探究小车速度随时间变化的规律。
【实验原理】利用打点计时器打出的纸带上记录的数据，先计算各时刻小车的瞬时速度，再寻求速度与时间的关系，进而可以计算出加速度。
求纸带上某点迹瞬时速度一般用一小段时间内的平均速度代替。作 业课时作业