2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律—人教版高中物理必修一课件

(共17张PPT)
2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律
人教版
高中物理必修一
第一章匀变速直线运动的研究
一、探究小车速度随时间变化的规律
导入新课
寻求一种运动的特点和规律，一般要从某个具体事例开始。这一节我们用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，看看小车的速度是怎样随时间变化的。
一、探究小车速度随时间变化的规律
一、探究小车速度随时间变化的规律
打点计时器
、纸带
、交流电源、小车
、细绳
、一端固定有滑轮的长木板
、刻度尺
、钩码。
实验器材
实验步骤
1、如图所示，把一端装有定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没有滑轮的一端，连好电路.
一、探究小车速度随时间变化的规律
2、把细绳拴在小车上，并在另一端挂上适当的钩码，使之跨过定滑轮，调整装置，使小车能在长木板上平稳地加速滑行。
3、把纸带穿过打点计时器，并将其一端固定在小车后面。
4、把上车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小车，让小车拖着纸带运动。于是，打点计时器就在纸带上打下一系列的点。换上新纸带，重新实验三次。
一、探究小车速度随时间变化的规律
一、探究小车速度随时间变化的规律
数据处理
1．选取纸带、确定计数点并进行测量
(1)在三条纸带中选择一条最清晰的纸带．
(2)为了便于测量，一般舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作计时起点(0点)．
(3)每5个点(相隔0.1
s)取1个计数点进行测量(如下图所示，相邻两点中间还有4个点未画出)．
S1=0.80cm
S2=1.19cm
S3=1.58cm
S4=1.97cm
S5=2.36cm
S6=2.75cm
一、探究小车速度随时间变化的规律
数据处理
(1)表格法:
①测量各计数点1、2、3、…到计数点0的距离x,并记录在表中。
②分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距离Δx1、Δx2、Δx3、…。
③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求得各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度,填入上面的表格中。
④根据表格的数据,分析速度随时间怎么变化。
一、探究小车速度随时间变化的规律
数据处理
(2)图象法:
①在坐标纸上建立直角坐标系,横轴表示时间,纵轴表示速度,并根据表格中的数据在坐标系中描点。
②如果描出点都大致落在一条直线上,那么画一条直线,让这条直线通过尽可能多的点,不在线上的点均匀分布在直线的两侧,偏差比较大的点忽略不计,如图所示。
③观察所得到的直线,分析物体的速度随时间的变化规律。
根据v-t图像求出小车运动的加速度a=ΔV/Δt
一、探究小车速度随时间变化的规律
注意事项
1、开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。
2、先接通电源，待打点计时器工作稳定后，再放开小车，小车停止运动后要及时断开电源。
3、安装打点计时器时要尽可能使纸带，小车、细、定滑轮上边缘在同一直线上。
4、避免小车与滑轮相碰，当小车到达滑轮前及时用手按住。
5、纸带运动时，不要让纸带与限位孔摩擦。
6、运动开始时打下的第一个点，不宜做为计量点。
7、钩码的重量要适当，不能太小也不能太大。
8、画v—t图时，直线应尽量经过较多的点，不能落在直线上的点，要均匀分布在直线两侧。同时坐标轴单位长度的选取，要使图像分布在坐标平面的大部分面积。
?
例题：在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,某同学操作过程中有以下实验步骤:
A.拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处,先放开纸带,再接通电源;
B.将打点计时器固定在长木板上,并连接好电路;
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下边吊着适当重的钩码,放手后看小车能否在木板上做平稳的加速运动;
D.取下纸带;
E.把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上,并使附有定滑轮的一端伸出桌面;
F.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔;
G.换上新纸带,重复操作两次。
(1)其中有错误的步骤是　　　　;应改正为_____________________________________?　　　　　　　　　　　　　　
(2)将改正后的步骤按合理的顺序写在横线上:步骤顺序为　　　　　　　。
EBCFADG
AD
A.应先接通电源,再放开纸带　D.取下纸带前应先关闭电源
例：某同学在测定匀变速直线运动的加速度实验中，获得一条点迹清楚的纸带，如下图所示，已知打点计时器每隔0.02
s打一个计时点，该同学选择
A、B、C、D、E、F六个计数点，对计数点进行测量的结果记录在下图中，单位是cm.
(1)试计算在打下B、C、D、E各点时小车的瞬时速度vB、vC、vD、vE各多大？
(2)计算小车的加速度为多大？
(2)画v－t图象时以A点为计时起点在图中描出B、C、D、E各点，过这些点作出一条线．由图线可得a＝2.0
m/s2.
【答案】(1)0.145
m/s　0.495
m/s　0.575
m/s
0.658
m/s　(2)2.0
m/s2
4.某同学用如图甲所示的实验装置探究物体的速度与时间的关系:
甲
乙
(1)电磁打点计时器接　　　　　　(填“低压直流”“低压交流”或“220
V交流”)电源。?
(2)实验时,使小车靠近打点计时器,先　　　　　　　再　　　　　　　　　。(填“接通电源”或“放开小车”)?
(3)若所接电源的频率是50
Hz,则每隔　　　　秒打一个点。?
(4)图乙是绘出的小车速度—时间关系图线,根据图线求出小车的加速度为a=　　　　
m/s2。(保留三位有效数字)?
解析(1)电磁打点计时器接低压交流电源。
(2)实验时,使小车靠近打点计时器,先接通电源再放开小车。
(3)若所接电源的频率是50
Hz,则每隔0.02
s打一个点。
(4)在v-t图象中图线的斜率表示加速度,即a=
=0.682
m/s2。
答案(1)低压交流　(2)接通电源　放开小车　(3)0.02　(4)0.682
课后作业：
完成第二章第一节相关练习
预习第二章第二节相关内容