高中物理 2-1《實(shí)驗(yàn)探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律》課件 新人教必修1

1、,第二章 勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的研究,第1節(jié)：實(shí)驗(yàn)：探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律,?思維體操,實(shí)驗(yàn)室如何獲得較簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)？如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？需要哪些器材？,一`實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),二`實(shí)驗(yàn)注意點(diǎn),1．固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)讓限位孔處在長(zhǎng)木板的中央位置。2．滑輪不能過(guò)高,細(xì)繩應(yīng)與木板平行.3．小車(chē)應(yīng)由緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處開(kāi)始釋放，在撞擊長(zhǎng)木板末端前應(yīng)讓小車(chē)停止運(yùn)動(dòng),防止小車(chē)從板上掉下來(lái)。4．先接通電源，后讓紙帶運(yùn)動(dòng)。5．打點(diǎn)結(jié)束后立即關(guān)閉電源。,三`

2、實(shí)驗(yàn)步驟,⑴ 木板平放，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定，連接好電路⑵ 穿紙帶；掛鉤碼。⑶ 先接通電源，然后放開(kāi)小車(chē)，讓小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打完一條后立即關(guān)閉電源。⑷ 換紙帶，加鉤碼，再做一次.,?回憶,紙帶能給我們提供哪些信息？通過(guò)測(cè)量或計(jì)算還能得到哪些信息？,四`紙帶分析,? 怎樣分析和選取紙帶上的點(diǎn)開(kāi)頭過(guò)于密集的點(diǎn)舍掉，從清楚的點(diǎn)開(kāi)始,每隔五個(gè)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，(每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔是0.1s）；取七個(gè)點(diǎn)，標(biāo)號(hào)

3、0，1，2，3，4，5，6? 如何計(jì)算所取點(diǎn)的速度？ 平均速度 → 瞬時(shí)速度（如何測(cè)△x）? 如何設(shè)計(jì)表格記錄數(shù)據(jù)？,五`數(shù)據(jù)處理,1、列表法。,五`數(shù)據(jù)處理,1、列表法。2、圖象法（v - t 圖象）：① 根據(jù)所得數(shù)據(jù)，選擇合適的標(biāo)度建系（圖象盡量分布在坐標(biāo)系平面的大部分面積）② 根據(jù)所得數(shù)據(jù)確定點(diǎn)的位置,觀(guān)察和思考點(diǎn)的分布規(guī)律。③ “擬合”圖象：從點(diǎn)的分布可以有很大把握地說(shuō)這些點(diǎn)應(yīng)該在一條直線(xiàn)上，畫(huà)出一條直線(xiàn)，讓

4、盡可能多的點(diǎn)處在這條直線(xiàn)上，其余均勻分布，去掉偏差太大的點(diǎn),?思考,① 為什么畫(huà)出的是一條直線(xiàn)？② 若某個(gè)點(diǎn)明顯偏離直線(xiàn)，可能是什么原因及怎樣處理？③ 從圖上可以看出小車(chē)的速度隨時(shí)間怎樣變化？④ 實(shí)驗(yàn)冊(cè)上的思考題.,（2）紙帶的選取與測(cè)量點(diǎn)的選取：從三條紙帶中選取較理想的紙帶，舍去點(diǎn)跡密集的部分；在后邊便于測(cè)量的地方找一個(gè)開(kāi)始點(diǎn)作為起點(diǎn)，再往后選取“測(cè)量點(diǎn)”。測(cè)量點(diǎn)的選取一般用連續(xù)打5個(gè)點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間單位，即T=0.1

5、s。,學(xué)點(diǎn)2 處理數(shù)據(jù),（1） 由于小車(chē)做變速運(yùn)動(dòng)，因此要選取較短時(shí)間求平均速度，此時(shí)的平均速度與瞬時(shí)速度幾乎相同，方法是：以待求點(diǎn)為中間時(shí)刻，測(cè)出相鄰的前后計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的位移x1和x2，則,（3）測(cè)量與數(shù)據(jù)收集：用毫米刻度尺測(cè)量每相鄰兩測(cè)量點(diǎn)間的距離，填表并計(jì)算瞬時(shí)速度。,【例1】在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí) 驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電的頻率為50 Hz，記錄小車(chē)運(yùn)動(dòng)的紙帶如圖2-1-2

6、所示，在 紙帶上選擇0、1、2、3、4、5 共6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)， 相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，紙帶旁 并排放著帶有最小分度為毫米的刻度尺，零刻 度線(xiàn)跟“0”計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)齊，由圖可以讀出三個(gè)計(jì)數(shù) 點(diǎn)1、3、5跟0 點(diǎn)的距離填入下列表格中 （1）填表： （2）計(jì)算小車(chē)通過(guò)計(jì)數(shù)點(diǎn)“2”的瞬時(shí)速度公式為v2=___________(以

7、d1、d2及相鄰計(jì)數(shù) 點(diǎn) 間時(shí)間T來(lái)表示)代入得v2=_______m/s。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）,圖2-1-2,【解析】（1）用毫米刻度尺測(cè)量紙帶上各計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離時(shí)，盡量一次性測(cè)量完畢，注意到最小精確度為毫米，讀數(shù)時(shí)要估讀到毫米后一位，即d1=1.20 cm，d2=5.40 cm，d3=12.00 cm。（2）計(jì)數(shù)點(diǎn)“2”的瞬時(shí)速度v2可用計(jì)數(shù)點(diǎn)“1”和“3”間的平均速度來(lái)代替。即v2=(d2-d1

8、)/2T，代入數(shù)據(jù)得v2=0.21 m/s。,【評(píng)析】 (1)用mm刻度尺測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)數(shù)點(diǎn)O的距離時(shí)，要注意讀數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)，當(dāng)以mm為單位時(shí)，讀數(shù)保留到小數(shù)點(diǎn)后第一位，本題以cm為單位，讀數(shù)要保留到小數(shù)點(diǎn)后第2位。 （2）密切注意相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T，在本題中，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間“還有四個(gè)打點(diǎn)”，故T=5×0.02 s=0.1 s。,作出速度—時(shí)間圖象：以速度v為縱軸，時(shí)間t為橫軸，建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)表中

9、數(shù)據(jù)描點(diǎn)，將這些點(diǎn)連成一條直線(xiàn)，連線(xiàn)時(shí)應(yīng)使盡量多的點(diǎn)落在直線(xiàn)上，不在直線(xiàn)上的點(diǎn)要盡量對(duì)稱(chēng)分布在直線(xiàn)兩側(cè)。誤差較大的點(diǎn)可舍去。由v-t圖象的特點(diǎn)，分析小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況，如果圖象是一條傾斜的直線(xiàn)，則表示小車(chē)做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。,學(xué)點(diǎn)３ 作出ｖ－ｔ圖像,【評(píng)析】作v-t圖象時(shí)，要標(biāo)明縱軸和橫軸對(duì)應(yīng)的字母、單位、坐標(biāo)原點(diǎn)和標(biāo)度。,在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50 Hz，記錄了小車(chē)運(yùn)動(dòng)的一段紙帶如圖2

10、-1-７所示，在紙帶上選擇A、B、C、D、E、F六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出。（1）由紙帶提供的數(shù)據(jù)求出打下C、E點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度，填入下表： (2)根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)，在圖2-1-8中作出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的v-t圖線(xiàn)；（3）根據(jù)作出的v-t圖線(xiàn)可得小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度為_(kāi)_________m/s2。,2,圖2-1-７,圖2-1-8,鉤碼的個(gè)數(shù)決定小車(chē)所受的牽引力，小車(chē)在不同牽引力作用下的運(yùn)動(dòng)不同，若鉤碼個(gè)數(shù)過(guò)多，

11、在紙帶上打的點(diǎn)過(guò)少，若鉤碼個(gè)數(shù)過(guò)少，在紙帶上打的點(diǎn)過(guò)密，這兩種情況都不利于對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析。 結(jié)論：掛適當(dāng)?shù)你^碼的目的是使紙帶受適中的拉力，從而使紙帶運(yùn)動(dòng)的速度適中，紙帶上的點(diǎn)疏密適中。,1.教材上：“……將細(xì)繩繞過(guò)滑輪，下面掛上適當(dāng)?shù)你^碼，小車(chē)在鉤碼的牽引下運(yùn)動(dòng)?！逼渲?，你對(duì)“適當(dāng)?shù)你^碼”如何理解?,(1) 固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)讓限位孔處在長(zhǎng)木板的中央位置。 （2）滑輪不能過(guò)高。 （3）應(yīng)考慮復(fù)寫(xiě)紙與紙帶的位

12、置關(guān)系。 （4）鉤碼數(shù)量不能過(guò)多，長(zhǎng)木板兩端高低相差不能太大。 （5）小車(chē)應(yīng)由緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處開(kāi)始釋放，以紙帶上打出盡量多的點(diǎn)，在撞擊長(zhǎng)木板末端前應(yīng)讓小車(chē)停止運(yùn)動(dòng)，防止小車(chē)從板上掉下來(lái)。 （6）先接通電源，后釋放紙帶。 （7）打點(diǎn)結(jié)束后立即關(guān)閉電源。 （8）在用刻度尺測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離時(shí)，應(yīng)注意讀數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)，以mm為單位時(shí)，應(yīng)保留到小數(shù)點(diǎn)后第一位。 （9）作v-t圖象時(shí)，