【公开课】实验：探究小车速度随时间变化的规律高一上学期物理人教版（2019）必修第一册.pptx

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1、第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究1 1 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 今天我们要用打点计时器研究今天我们要用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动小车在重物牵引下的运动，看看小车，看看小车的速度是怎样随时间变化的。的速度是怎样随时间变化的。寻求一种运动的特点和规律，一般要从某个具体事例开始。寻求一种运动的特点和规律，一般要从某个具体事例开始。一、实验思路打点计时器可以测量什么物理量？打点计时器可以测量什么物理量？位移、时间通过打点计时器打出的纸带可以间接求什么物理量？通过打点

2、计时器打出的纸带可以间接求什么物理量？可以求两点间的平均速度某一点的瞬时速度实验室如何获得较简单的运动？实验室如何获得较简单的运动？重物通过跨过定滑轮的细绳拉水平长木板上的静止的小车.实验器材学生电源钩码小车细绳纸带打点计时器一端附有定滑轮的长木板刻度尺二、进行实验（视频）小窗口播放实验步骤 木板平放，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定，连接好电路。穿纸带；挂钩码。先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后立即关闭电源。换纸带，加钩码，再做两次。1.选择所打纸带中最清晰的一条，舍掉开头一些过于密集的点，找一个适当的点当作计时起点 2.选择相隔0.1 s，即中间空四个点的时间间隔的

3、若干计数点进行测量（时间间隔不再是0.02s），把数据填入表格注：原则上能取六、七个计数点为宜，给选取的点加标记。3.计算各点的瞬时速度,填入设计的表格中 问题：怎样选取和分析纸带上的点？问题：怎样选取和分析纸带上的点？三、数据记录选择一条较理想的纸带，用平均速度代替瞬时速度的方法得到各选择一条较理想的纸带，用平均速度代替瞬时速度的方法得到各计数点的瞬时速度。计数点的瞬时速度。0 0 0 01 1 1 12 2 2 23 3 3 3x0 0 x1 1x2 2x3 3位置 012345时间/s00.10.20.30.40.5v1/ms-1v2/ms-1v3/ms-1位置0123456时间t/s0

4、0.10.20.30.40.50.6v/（ms-1）0.45 0.60 0.74 0.89 1.03 1.19实验测得一组数据如下四、数据分析你能否从表格中的数据看出小车速度随时间变化的定量关系？你能否从表格中的数据看出小车速度随时间变化的定量关系？你能否从表格中的数据看出小车速度随时间变化的定量关系？你能否从表格中的数据看出小车速度随时间变化的定量关系？如果不能，怎么办？如果不能，怎么办？如果不能，怎么办？如果不能，怎么办？00.10.20.30.40.5 0.61.21.00.80.60.40.2t/sv/(ms-1)位置0123456时间t/s00.10.20.30.40.50.6v/（

5、ms-1）0.45 0.60 0.74 0.89 1.03 1.19实验测得一组数据如下，请画出对应的v-t图像。描点时要力求准确，点不要描得描点时要力求准确，点不要描得过于粗大。过于粗大。请观察，这些点的分布有什么规律请观察，这些点的分布有什么规律？应该选择什么线将这些点拟合起来应该选择什么线将这些点拟合起来？怎样拟合？怎样拟合？思考描出的点并非全分布在一条直线上，我们为什么用一条直线拟描出的点并非全分布在一条直线上，我们为什么用一条直线拟合这些点？合这些点？实验中产生误差是不可避免的，所以得到的点不可能严格地处在一条直线上，会有偏差。我们可以这样认为，如果没有误差，这些点都分布在一条直线的

6、概率非常大。所以我们选择用直线拟合这些点。思考若某些点偏离直线，可能是什么原因及怎样处理？若某些点偏离直线，可能是什么原因及怎样处理？实验必然存在偏大或偏小的误差。画图时让这些不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧，这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，也就是说应该图象上的点，不一定是实验所得到的数据。若某些点明显偏离直线，可能是操作失误造成的，作图时可以不考虑这个点。但这个点仍应保留在纸上。不要擦去。因为我们应该尊重实验事实。你能用自己的语言描述小车速度随时间变化的规律吗？你能用自己的语言描述小车速度随时间变化的规律吗？实验结论实验结论1 1、小车的速度随

7、时间的增加而均匀增加、小车的速度随时间的增加而均匀增加2 2、小车速度随时间逐渐增大；相同时间里，速度增量相同、小车速度随时间逐渐增大；相同时间里，速度增量相同五、实验结论做一做：用计算机绘制v-t图像小窗口播放练习与应用1.1.为研究实验小车沿斜面向下运动的规律，把打点计时器纸带的一端为研究实验小车沿斜面向下运动的规律，把打点计时器纸带的一端固定在小车上，小车拖动纸带运动时，纸带上打出的点如图所示。固定在小车上，小车拖动纸带运动时，纸带上打出的点如图所示。（1）某同学用以下方法绘制小车的图像。先把纸带每隔）某同学用以下方法绘制小车的图像。先把纸带每隔0.1s剪断，剪断，得到若干短纸条。再把这

8、些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条下得到若干短纸条。再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条下端对齐，作为时间坐标轴，标出时间。最后将纸条上端中心连起来，端对齐，作为时间坐标轴，标出时间。最后将纸条上端中心连起来，于是得到题型。请你按以上办法于是得到题型。请你按以上办法(用一张薄纸压在图上，复制得到纸用一张薄纸压在图上，复制得到纸带带)绘制这个图像。绘制这个图像。（2）这样做有道理吗）这样做有道理吗?说说你的看法。说说你的看法。演示：演示：先把纸带每隔先把纸带每隔0.1s剪断，得到若干短纸条剪断，得到若干短纸条。v(cm/s)t(s)0 把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条下端对齐，作为时间把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条下端对齐，作为时间坐标轴，标出时间。最后将纸条上端中心连起来，于是得到坐标轴，标出时间。最后将纸条上端中心连起来，于是得到图像。图像。可以；可以；因为剪下的纸条长度表示因为剪下的纸条长度表示0.1 s时间内位移大小时间内位移大小x，这些纸带构，这些纸带构成上述所示的直方图。小车运动速度近似认为成上述所示的直方图。小车运动速度近似认为 v v=x/0.1s ，由于，由于v x，所以纸带长度反映了小车运动速度的大小。，所以纸带长度反映了小车运动速度的大小。