21探究小车速度随时间的变化规律.ppt

2.12.1实验：探究小车速度随时间的变化规律实验：探究小车速度随时间的变化规律第第2 2章章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究学习重点学习重点练习使用打点计时器练习使用打点计时器对运动的速度随时间变化规律的探究。对运动的速度随时间变化规律的探究。学习难点学习难点1 1、各点瞬时速度的计算。、各点瞬时速度的计算。2 2、对实验数据的处理、规律的探究。、对实验数据的处理、规律的探究。一、回忆：一、回忆：2、纸带能给我们提供哪些信息？、纸带能给我们提供哪些信息？3、通过测量或计算还能得到哪些信息？、通过测量或计算还能得到哪些信息？1 1、打点计时器的类型、结构、工作原理？、打点计时器的类型、结构、工作原理？一、实验目的：用打点计时器研究小车在重物牵引下的用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车速度随时间的变化规律。运动，探究小车速度随时间的变化规律。二、二、实验步骤：实验步骤：1 1、把一端附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸、把一端附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，连好电路。连好电路。2、把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上、把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，启动电源，然后放开小车，让小车拖着纸带合适的钩码，启动电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后，关闭电源运动，打完一条后，关闭电源3 3、换上纸带，重复操作三次、换上纸带，重复操作三次三、注意事项：三、注意事项： 1 1在安装仪器时，要注意让滑轮伸出桌面外；在安装仪器时，要注意让滑轮伸出桌面外；细绳应与木板平行；打点计时器应与低压电源细绳应与木板平行；打点计时器应与低压电源4 46V6V交流输出连接；如果用电火花计时器，不再需交流输出连接；如果用电火花计时器，不再需要使用低压电源；实验时要注意保护小车及滑轮，要使用低压电源；实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们被碰坏或跌坏。要避免它们被碰坏或跌坏。 2 2选择纸带的原则：点迹清晰且连续相等时选择纸带的原则：点迹清晰且连续相等时间内的位移差大致相等。间内的位移差大致相等。 3 3注意计时点和计数点的区别注意计时点和计数点的区别 4. 4.从纸带中选择较理想的，舍弃开头一些比较从纸带中选择较理想的，舍弃开头一些比较密集的点子，在后边便于测量的地方找一个开始密集的点子，在后边便于测量的地方找一个开始点来确定计数点。点来确定计数点。四、纸带分析：四、纸带分析：问题问题1：怎样分析和选取纸带上的点？：怎样分析和选取纸带上的点？1 1、开头过于密集的点舍掉，纸带的一段；若纸、开头过于密集的点舍掉，纸带的一段；若纸带上点与点之间的距离较小，可取多个间隔（可带上点与点之间的距离较小，可取多个间隔（可5 5）为一个计数间隔时间（间隔不再是为一个计数间隔时间（间隔不再是0.02s0.02s）（但要）（但要看具体情况灵活选定）；看具体情况灵活选定）；2 2、原则上能取六、七个计数点为宜；、原则上能取六、七个计数点为宜；3 3、给选取的点加标记。、给选取的点加标记。0,10,1，2 2，3 3，4 4，5 5，6(6(计计数点数点) )用求平均速度的方法来代替（用计算较准确的平均用求平均速度的方法来代替（用计算较准确的平均速度来代替），如何代替？（选择包括该点在内的一段速度来代替），如何代替？（选择包括该点在内的一段位移（该点最好处在中间时刻位置）位移（该点最好处在中间时刻位置）xx，找出对应的，找出对应的时间时间tt，用，用xxtt作为该点的瞬时速度）；作为该点的瞬时速度）；对于选取的两个端点的速度暂时不计算（误差较对于选取的两个端点的速度暂时不计算（误差较大）；大）；测量各个计数点之间的距离应考虑测量各个计数点之间的距离应考虑估位估位、单位单位。四、纸带分析：四、纸带分析：问题问题2 2：如何计算出所取点的瞬时速度？：如何计算出所取点的瞬时速度？四、纸带分析：四、纸带分析：问题问题3 3：如何根据速度：如何根据速度时间图象（时间图象（ v vt t图象）图象）求小车的加速度和初速度？求小车的加速度和初速度？v取任意两组数据求出取任意两组数据求出vv和和tt，然后代入，然后代入vvtt求求解。解。v在在v vt t图象上取一段时间图象上取一段时间tt（尽量取大一些），找（尽量取大一些），找出两个时刻对应的坐标值求出出两个时刻对应的坐标值求出vv，代入，代入vvtt求解。求解。v哪一种方法更好？（画图时让不在直线上的点尽可能等哪一种方法更好？（画图时让不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小的误差尽量地分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小误差的一种手段，也就可能地抵消，所以图象也是减小误差的一种手段，也就是说应该用图象上的点，而不是用实验所得到的数据）是说应该用图象上的点，而不是用实验所得到的数据）v纸带上零时刻的速度和末速度如何求？（根据图象来求，纸带上零时刻的速度和末速度如何求？（根据图象来求，这样可以减小误差）这样可以减小误差）五、数据处理：1 1、列表法。、列表法。2 2、图象法（、图象法（v - t v - t 图象）：图象）： 根据所得数据，选择合适的标度建系（图象尽根据所得数据，选择合适的标度建系（图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）量分布在坐标系平面的大部分面积） 根据所得数据确定点的位置根据所得数据确定点的位置, ,观察和思考点的分观察和思考点的分布规律。布规律。 “ “拟合拟合”图象：从点的分布可以有很大把握地图象：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，画出一条直线，让尽可说这些点应该在一条直线上，画出一条直线，让尽可能多的点处在这条直线上，其余均匀分布，去掉偏差能多的点处在这条直线上，其余均匀分布，去掉偏差太大的点太大的点 在在“探究小车速度随时间变化的规律探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图给出的实验中，如图给出了从了从0 0点开始，每点开始，每5 5个点取一个计数点的纸带，其中个点取一个计数点的纸带，其中0 0，l l，2 2，3 3，4 4，5 5，6 6都为计数点测得：都为计数点测得：s s0l0l=1.40cm=1.40cm，s s1212=1.90cm=1.90cm，s s23232.38cm2.38cm，S S34342.88cm2.88cm，S S4545=3.39cm=3.39cm，S S5656=3.87cm=3.87cm那么：那么：(1)(1)在计时器打出在计时器打出点点l l，2 2，3 3，4 4，5 5时，小车的速度分别为；时，小车的速度分别为；V V1 1=_cm=_cms s，V V2 2=_cm=_cms s，V V3 3=_cm=_cms s，V V4 4=_cm=_cms s，V V5 5=_cm=_cms s(2)(2)在平面直角坐标系中作出速度一时间图像在平面直角坐标系中作出速度一时间图像(3)(3)分析小车运分析小车运动速度随时间变化的规律动速度随时间变化的规律0.165 0.2140.263 0.315 0.363数据处理：0.10.20.30.40.50.6t/so0.100.200.300.40v/m/s与纵轴的与纵轴的交点是什交点是什么意思？么意思？如何求加如何求加速度？速度？t=0.4sV=？0.198m/s2/495. 040. 0/198. 0smssmatV六、用计算机描绘V-t图实验结论：v小车的速度随时间的增加而均匀增加v小车速度随时间逐渐增大；相同时间里，速度增量相同；成正比 v。实验：探究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第2课时问题讨论江苏省滨海中学梁加琪2022年8月19日第第2 2章章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究问题： 求出纸带的加速度和求出纸带的加速度和B B点的速度。点的速度。（相邻两点间还有（相邻两点间还有4 4点未标出）点未标出）可以。可以。剪下的纸条长度表示剪下的纸条长度表示0.1 s0.1 s时间内位移大时间内位移大小，可近似认为速度小，可近似认为速度 . . vxvx，纸，纸条长度可认为表示速度条长度可认为表示速度 问题与练习问题与练习 P P3333 /3 /3问题与练习：1、质量都是m的物体在水平面上运动，则在下图所示的运动图像中表明物体做匀速直线运动的图像的是 ( )答案：A、C问题与练习： 一枚自制的小火箭由地面竖直向上发射时的一枚自制的小火箭由地面竖直向上发射时的V-tV-t图像如图所示，则火箭上升到最高点的位置图像如图所示，则火箭上升到最高点的位置对应图中的对应图中的 ( )( ) A AO O点点 B BA A点点 C.BC.B点点 D DC C点点答案：答案：D D问题与练习：v甲、乙两车从平直公路上的同一处向同一方向运动，其速度图像如图所示，则vA、开始阶段甲车在乙车的前面，20s后乙车比甲车的速度大vB、开始阶段乙车在甲车的前面，20s后乙车比甲车的速度大vC、20s末乙车追上甲车 vD、在某一时刻乙车会追上甲车答案：答案：A A、D D问题与练习：v有一物体做直线运动，其速度图线如图所示那么，有一物体做直线运动，其速度图线如图所示那么，物体的加速度和速度方向相同的时间间隔物体的加速度和速度方向相同的时间间隔t t为为 ( )( )vA A、只有、只有0t2s B0t2s B、只有、只有2st4s2st4svC 0t2sC 0t2s和和5st6s D5st6s D、0t2s0t2s和和6st8s6st8s答案：答案：C C问题与练习：v某物体运动的某物体运动的V-tV-t图像如图所示，下列说法中正确的是图像如图所示，下列说法中正确的是vA A、物体在、物体在1s1s末和末和3s3s末运动方向发生变化末运动方向发生变化vB B、物体在、物体在2s2s末回到出发点末回到出发点 vC C、物体在、物体在2s2s末和末和4s4s末时速度为零末时速度为零vD D、物体始终向前运动、物体始终向前运动答案：答案：CDCD问题与练习：问题与练习：v汽车运动的汽车运动的V-tV-t图像如下图所示，则汽车在图像如下图所示，则汽车在50s50s末的加末的加速度是速度是_m/s_m/s2 2，在，在20s20s末的加速度是末的加速度是_m/s_m/s2 2，200s200s内的平均速度是内的平均速度是_ _ m/sm/s0.250.250.250.251717问题与练习：v如图给出了汽车从如图给出了汽车从A A点出发到点出发到B B点做直线运动的点做直线运动的V-tV-t图像，图像，根据图像填空根据图像填空v(1)(1)在在0 040s40s内汽车做内汽车做_运动，加速度是运动，加速度是_v(2)(2)在在40s40s120s120s内汽车做内汽车做_运动，加速度是运动，加速度是_v(3)(3)在在120s120s200s200s内汽车做内汽车做_运动，加速度是运动，加速度是_，发生位移是，发生位移是_。v(4)(4)由图像得到汽车从由图像得到汽车从A A点开始到速度大小为点开始到速度大小为10m/s10m/s时所时所需的时间需的时间_。匀加速匀加速0.5匀速直线匀速直线0匀减速匀减速0.5m/s2800m800m20s, 160s20s, 160s（一）知识与技能（一）知识与技能v1 1、根据相关实验器材，设计实验并熟练操作。、根据相关实验器材，设计实验并熟练操作。v2 2、会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速、会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度。度。v3 3、会用表格法处理数据，并合理猜想。、会用表格法处理数据，并合理猜想。v4 4、巧用、巧用v-tv-t图象处理数据，观察规律。图象处理数据，观察规律。v5 5、掌握画图象的一般方法，并能用简洁语言、掌握画图象的一般方法，并能用简洁语言进行阐述。进行阐述。 （二）过程与方法（二）过程与方法v1、初步学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法。v2、对打出的纸带，会用近似的方法得出各点瞬时速度。v3、初步学会根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。v4、认识数学化繁为简的工具作用，直观地运用物理图象展现规律，验证规律。 （三）情感、态度与价值观（三）情感、态度与价值观v1 1、通过对小车运动的设计，培养学生积极主动思考、通过对小车运动的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。辑性。v2 2、通过对纸带的处理，实验数据的图象展现，培养、通过对纸带的处理，实验数据的图象展现，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意识。学方法来研究问题，解决问题，提高创新意识。v3 3、在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究、在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力。能力。v4 4、在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言、在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引伸到表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引伸到各事物间的关联性，使自己溶入社会。各事物间的关联性，使自己溶入社会。