【课件】实验：探究小车速度随时间变化的规律+课件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 匀变速直线运动的研究2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律实验预备知识实验预备知识一、实验的重要性一、实验的重要性(自学自学)三、误差和有效数字二、怎样做好物理实验 1、不仅动手，而且动脑 2、实事求是，尊重事实 3、谨慎操作，细心分析 古时候的计时方法是滴水法和日影法古时候的计时方法是滴水法和日影法等原始方法。随着科学技术的发展，今天等原始方法。随着科学技术的发展，今天我们日常生活中的计时工具有哪些我们日常生活中的计时工具有哪些?手表、机械钟、手机、电脑、秒表手表、机械钟、手机、电脑、秒表打点计时器打点计时器永久磁铁永久磁铁限位孔限位孔纸带纸带线圈线圈振针振针振片振片复写纸复写

2、纸定位轴定位轴电磁打点计时器放电针放电针纸盘轴纸盘轴墨粉纸盘墨粉纸盘电源开关电源开关电火花计时器视频实验步骤：实验步骤：1、把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没有滑轮的一端，连接电路。2、把一条细线栓在小车上，使细线跨过滑轮，下面挂上砝码。3、把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。练练习习使使用用打打点点计计时时器器|实实验验步步骤骤4、把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点。5、换上新纸带，重复以上步骤两次。6、增加砝码质量，重复以上步骤再做两次实验。注意事项：注意事项：

3、1、实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，并先轻轻试拉纸带，应无明显的阻滞现象；2、使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带；4、打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源；3、使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面；使用电火花计时器时，应注意把两条纸带穿好，墨粉纸盘位于两条纸带中间；练练习习使使用用打打点点计计时时器器|注注意意事事项项5、对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕（可先统一测量出各个测量点到起始测量点0之间的距离）。读数时应估读到毫米的下一位。电磁打点计时器电火花计时器比较：电磁

4、打点计时器、电火花计时器打点方式打点频率与交流电的频率相同，若交流电的频率为50Hz，则每隔0.02s打一个点利用振动的振针打点利用火花放电打点工作电压6v以下交流电220v交流电阻力来源来自振针和纸带间的摩擦，以及限位孔和纸带间的摩擦，阻力较大来自纸带本身的运动而不是由打点时产生的，阻力极小，实验误差小需要测量小车运动不同时刻的速度测量位移和时间刻度尺测量位移由纸带直接读出时间小车拖动纸带运动，打点计时器打出点迹求解并记录各计数点的瞬时速度取某计数点相邻两计数点，算出此段的平均速度，该点的瞬时速度近似等于此段的平均速度(注意估读、单位以及有效数字)。v1 ，v2 ，T为相邻两个计数点间的时间

5、间隔，若交变电源频率为50 Hz，每5个点取一个计数点(中间隔4个点)，则T0.1 s。探究小车速度随时间变化规律知识清单数据处理数据处理作出小车运动的作出小车运动的v vt t图象图象（1 1）定标度、描点）定标度、描点：坐标轴的标度选取要合理，应使图象大致分布在坐标平面中央。描点时要用平行于两坐标轴的虚线标明该点的位置坐标.(所描的点一般用“”标明)（2 2）连线：）连线：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 3）观察所得到的直线）观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律。3.3.求解加速度求解加速度：根据

6、所画vt图象的斜率求出小车运动的加速度 。探究小车速度随时间变化规律知识清单注意事项注意事项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，等打点稳定后，再释放小车。3.打点完毕，应立即断开电源。4.要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，在小车到达滑轮前及时用手按住。探究小车速度随时间变化规律知识清单5.牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上的点太少，或者加速度太小，而使各段位移差别不大，误差增大。6.要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个计时点取一个计数点，即时间间隔t0.1 s。7.在坐标纸上画vt图象时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图

7、象尽量分布在较大的坐标平面内。1、误差：测量值跟被测量的真实值之间的差异、误差的来源：一、仪器本身和缺陷二、实验人员操作的读数不准确、通过改进仪器和谨慎操作，可以减小误差，但任何测量都不能消灭误差。（系统误差）（偶然误差）2、误差的分类分类分类产生原因产生原因解决办法解决办法偶然误差偶然误差 由偶然因素造成由偶然因素造成多次测量取平均值多次测量取平均值系统误差系统误差 由仪器结构缺陷、由仪器结构缺陷、实验方法不完善实验方法不完善改进原理改进原理采用高精度仪器采用高精度仪器测量值测量值实际测量的结果实际测量的结果真实值真实值一般取多次测量取平均的结果（或已知）一般取多次测量取平均的结果（或已知）

8、3、有效数字长度的测量需估读到最小分度值的下一位xA=13.3mmxB=19.0mm三位有效数字科学计数法特别大的数字或特别小的数字中学阶段运算结果一般取两位或三位有效数字1.在测定匀变速直线运动加速度的实验中，某同学操作中有以下实验步骤：A.换上纸带重复做三次，选择一条较为理想的纸带B.将打点计时器固定在长木板上没有定滑轮的一端，并接好电路C.将小车移至靠近打点计时器处，先放开小车，再启动打点计时器D.断开电源，取下纸带E.把一条细绳拴在小车前端，绳跨过定滑轮挂上钩码，把纸带固定在小车后端并让纸带穿过打点计时器F.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（1）以上

9、步骤有误的是，应更正为 。（2）将以上步骤完善并按合理顺序写在横线上：。CFBECDA先启动打点计时器，再放开小车2.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图给出了从0点开始，每五个点取一个计数点的纸带，其中0，1，2，3，4，5，6都为计数点。测得x1=1.40cm，x2=1.90cm，x3=2.38cm，x4=2.88cm，x5=3.39cm，x6=3.87cm。在打点计时器打出点1、2、3、4、5时，计算出小车的速度v1、v2、v3、v4、v5，并利用描点法作v-t图像，分析小车速度随时间变化的规律。3.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，打点计时器使用的交流电源频率为50

10、 Hz，记录小车运动的一段纸带如图所示，在纸带上选择A、B、C、D、E、F六个计数点，相邻计数点之间还有四个点未画出。（1）由纸带提供的数据求出打下C、E点时小车的速度，填入表中：（2）根据表中的数据，在图中作出小车运动的v-t图线，并分析 小车速度随时间的变化规律。（3）根据作出的v-t图线可得小车运动的加速度为m/s2。计数点序号BCDE计数点对应的时刻t/s00.10.20.3通过计数点时小车的速度v/（ms-1）0.250.450.350.5514.多选“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，某同学将打点计时器打出的三条纸带分别以间隔相同点迹的方式依次剪成纸条，按先后顺序一端对齐粘在一

11、起，然后用平滑线段将各段纸带顶端的中点连起来，如图所示，则根据纸带的特点即可研究物体的速度随时间的变化规律，以下说法中正确的是（）A.图甲表示小车处于静止状态B.图乙表示小车做匀速直线运动C.图乙表示小车的速度随时间均匀增加D.图丙表示小车的速度先随时间均匀增加，后保持不变CD甲 乙 丙5.在做“匀加速直线运动的实验探究”的实验中，打点计时器接在50Hz的低压交变电源上，某同学在打出的纸带上每5点取一个计数点，共取了A、B、C、D、E、F六个计数点(每相邻两个计数点间的四个点未画出)。从每一个计数点处将纸带剪开分成五段(分别为a、b、c、d、e段)，将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy

12、坐标系中，如图所示，由此可以得到一条表示v-t关系的图线，从而求出加速度的大小。(1)请你在xOy坐标系中用最简洁的方法作出能表示v-t关系的图线(作答在图上)，其_(填“x”或“y”)轴相当于v轴。(2)从第一个计数点开始计时，为求出0.15s时刻的瞬时速度，需要测出_段纸带的长度。(3)若测得a段纸带的长度为2.0cm，e段纸带的长度为10.0cm，则可求出加速度的大小为_m/s2。yb2德国物理学家、量子论的奠基人普朗克德国物理学家、量子论的奠基人普朗克过过：“物理定律不能单靠思维来获物理定律不能单靠思维来获得，还应致力于观察和实验。得，还应致力于观察和实验。”那么，这句话是什么意思呢？

13、那么，这句话是什么意思呢？其实，在古代，大约其实，在古代，大约2000多年前，最早研究我们物理的并不多年前，最早研究我们物理的并不 是所谓的物理学家，那么什么样职业的人在研究物理呢？对是所谓的物理学家，那么什么样职业的人在研究物理呢？对！是哲学家，就是一些爱胡思乱想的人，他们看到神奇美丽大是哲学家，就是一些爱胡思乱想的人，他们看到神奇美丽大 自然多姿多彩的现象后，不禁提出了这样那样的问题：比方自然多姿多彩的现象后，不禁提出了这样那样的问题：比方 说为什么会打雷下雨？为什么有春天夏天？但是当时没有老说为什么会打雷下雨？为什么有春天夏天？但是当时没有老 师可以为他们解答。怎么办呢？这些问题他们在心

14、里憋得难受，师可以为他们解答。怎么办呢？这些问题他们在心里憋得难受，于是他们就开始自己琢磨，得出了很多对问题的经典解释。于是他们就开始自己琢磨，得出了很多对问题的经典解释。课外拓展课外拓展课外拓展课外拓展比方说：春秋时代的曾参就告诫人们比方说：春秋时代的曾参就告诫人们“天圆地方天圆地方”，“天似天似穹庐笼盖四野穹庐笼盖四野”，天是圆的而地呢？是方形的。所以那时人们出，天是圆的而地呢？是方形的。所以那时人们出门不敢走太远，因为地是方形的，走的很远说不定就会掉下去！门不敢走太远，因为地是方形的，走的很远说不定就会掉下去！现在看起来是不是很滑稽呀；现在看起来是不是很滑稽呀；课外拓展课外拓展那么不仅我

15、们中国有这样的空想家，那么不仅我们中国有这样的空想家，在西方的古希腊也是有的啊。比方说，在西方的古希腊也是有的啊。比方说，古希腊的亚里士多德，他认为重的物体古希腊的亚里士多德，他认为重的物体应该比轻的物体下落的快，这是他经过应该比轻的物体下落的快，这是他经过长期的观察与思考得出的，看似符合实长期的观察与思考得出的，看似符合实际但是其实也是有问题的。际但是其实也是有问题的。那么，我们看到以上的哲学家在研究问题时基本上都是处于那么，我们看到以上的哲学家在研究问题时基本上都是处于这种状态。基本上都是在思考，通过思考得出结论。这些结论这种状态。基本上都是在思考，通过思考得出结论。这些结论在当时看来有种

16、在当时看来有种“众人皆醉我独醒众人皆醉我独醒”的意味，对社会的发展进的意味，对社会的发展进步起到了一些积极意义，但是在今天我们用科学的眼光对其再步起到了一些积极意义，但是在今天我们用科学的眼光对其再次审视时却发现当时的次审视时却发现当时的“金科玉律金科玉律”其实很多都不正确。为什其实很多都不正确。为什么会出现这样的情况呢？就是因为他们没有致力于观察和实验么会出现这样的情况呢？就是因为他们没有致力于观察和实验没有使用科学的研究方法。没有使用科学的研究方法。课外拓展课外拓展练习：根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上 直接得到的物理量是（）A时间间隔 B位移 C加速度 D平均速度A B课堂练习

17、练习：在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，某同学的操作有 以下步骤 A拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，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将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔 其中错误或遗漏的步骤有 （遗漏步骤可编上序号G、H）将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序 。课堂练习解析：（1）A中应先通电，再放纸带。（2）D中取下纸带前应先断开电源。（3）补充步骤G：换上新纸带，重复两次。步骤顺序为：BECADG课堂练习练习：在用打点计时器研究小车速度随时间变化规律的实验中，得到一条

18、纸带如图所示A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻计数点间时间间隔为0.10 s，x1=1.20 cm，x2=1.60 cm，x3=1.98 cm，x4=2.38 cm，x5=2.79 cm，x6=3.18 cm。（1）请计算运动物体在B、C、D、E、F各点的瞬时速度。（2）请画出小车运动的v-t图像。课堂练习解析：已知 T=0.10 sx1=1.20 cm，x2=1.60 cm，x3=1.98 cm，x4=2.38 cm，x5=2.79 cm，x6=3.18 cm。课堂练习cm/scm/scm/scm/scm/su匀变速直线运动：匀变速直线运动：加速度恒定不变（大小、方向都不变）的变速直线运动加速度恒定不变（大小、方向都不变）的变速直线运动u匀变速直线运动可分为两类：匀变速直线运动可分为两类：a a、匀加速直线运动；、匀加速直线运动；b b、匀减速直线运动、匀减速直线运动u匀变速直线运动的速度特点匀变速直线运动的速度特点.相等时间内速度的变化相等相等时间内速度的变化相等.加速度恒定不变加速度恒定不变u匀变速直线运动的位移特点匀变速直线运动的位移特点在任意两个连续相等的时间内的位移之差是相等的。在任意两个连续相等的时间内的位移之差是相等的。本课总结本课总结THANK S