【課件】實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律+課件高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊

勻速直線運動的速度圖象(v-t圖象)t/sx/m00.020.040.060.080.100.120.020.040.06交流與討論：你能根據(jù)上圖所描述的勻速直線運動，畫出它的速度時間圖象嗎？t/sv/m·s-100.020.040.060.080.100.120.5

玩具車的速度小轎車的速度自行車的速度高鐵的速度

如何探尋物體的速度隨時間的變化規(guī)律呢？第二章勻變速直線運動的研究實驗：探究小車隨時間變化的規(guī)律如何研究一個物體運動規(guī)律？（知道物體在不同時刻的速度）如何知道物體在不同時刻的速度？用什么儀器可以測得？（打點計時器）思考●我們研究一種運動，就是為了掌握它的規(guī)律。●怎樣才能說是掌握了運動的規(guī)律呢？主要解決兩個問題——▲物體的位移是怎樣隨時間變化的？▲物體的速度是怎樣隨時間變化的？第二章勻變速直線運動的研究探究目的

原理探究小車速度隨時間的變化規(guī)律，學(xué)習(xí)運用實驗研究物理運動規(guī)律的方法；通過觀察打點計時器在紙帶上打出的點跡，這些點跡不但記錄了物體的運動時間，而且相應(yīng)地表示運動物體在不同時刻的位置。研究這些點的情況，就可以了解物體的運動情況。

一、實驗?zāi)康?.練習(xí)使用打點計時器，學(xué)會用打上點的紙帶研究物體的運動。2.掌握判斷物體是否做勻變速運動的方法。3.測定勻變速直線運動的加速度。

二、實驗儀器

打點計時器、紙帶、復(fù)寫紙片、低壓交流電源、小車、細繩、一端附有滑輪的長木板、刻度尺、鉤碼、導(dǎo)線.

二、實驗器材學(xué)生電源，刻度尺鉤碼小車細繩紙帶打點計時器一端附有定滑輪的長木板

實驗原理分析1.了解打點計時器.(1)一種使用交流電源的計時儀器，它每隔0.02s打一個點（由于電源頻率是50Hz）。(2)紙帶上的點表示了相應(yīng)運動物體在不同時刻的位置，研究紙帶上所打點的間隔，就可以了解物體運動的情況。

2.由紙帶判斷物體做勻變速直線運動的方法：

如圖所示，0、1、2……為時間間隔相等的各計數(shù)點，S1、S2、S3……為相鄰兩計數(shù)點之間的距離，若△S=S2－S1=……=C（常數(shù)），即若兩連續(xù)相等的時間間隔里的位移之差為恒量，則與紙帶相連的物體的運動為勻變速運動。123450S1S2S3S4S5實驗原理分析

3.由紙帶求物體運動加速度的方法：⑴用“逐差法”求加速度.

根據(jù)S4－S1=S5－S2=S6－S3=3aT2（T為相鄰兩計數(shù)點之間的時間間隔）⑵用v-t圖象法：即先根據(jù)求出打第n個點時紙帶的即時速度，后做出v-t圖，圖線的斜率即為物體運動的加速度。123450S1S2S3S4S5實驗原理分析實驗原理示意圖

四、實驗步驟1.把一端附有滑輪的長木板平放再實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路。2.把一條細繩栓在小車上，細繩跨過滑輪，并在細繩的另一端掛上合適的鉤碼，試放手后，小車能在長木板上平穩(wěn)的加速滑行一段距離；把紙帶穿過打點計時器，并把它的一端固定在小車后面。實驗條件：a．合力恒定，細線與木板是平行的。b．接50HZ，4—6伏交流電。

3.把小車停在靠近打點計時器處，接通電源后，放開小車，讓小車運動，打點計時器就在紙帶上打出一系列的點，取下紙帶，換上新紙帶，重復(fù)實驗三次。4.選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭的比較密集的點，確定計數(shù)始點，表明計數(shù)點，正確使用毫米刻度尺測量兩點間的距離，并把測量結(jié)果填入表中，用逐差法求出加速度的值，，最后求其平均值，還可求出各計數(shù)點對應(yīng)的速度，做v——t圖象，求得直線的斜率即為物體運動的加速度。

注意事項

1.開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近打點計時器；2.先接通電源，待打點計時器打點穩(wěn)定后，再釋放小車，當(dāng)小車停止運動時及時斷開電源3.要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，當(dāng)小車到達滑輪前及時用手按住它4.小車另一端所掛的鉤碼個數(shù)要適當(dāng)，避免加速度過大而使紙帶上打的點太少，或加速度太小使各段位移無法區(qū)別，從而使誤差增大。舍掉開頭過于密集的點，從清楚的點開始,每五個計時點取一個計數(shù)點；取六個點，依次標(biāo)號為0，1，2，3，4，50.10s0.10s過于密集/不清晰的點處理的紙帶五、紙帶處理和數(shù)據(jù)記錄與分析處理的紙帶例：求3這個計數(shù)點的速度：

△x4

-△x2v3=v24=———=—————

2△t△x24

2△t△t為多少?△x1△x2△x3△x4△x5數(shù)據(jù)處理列表法小車的瞬時速度隨時間增大而增大，即小車的瞬時速度與時間大致成正比。思考:小車的具體運動規(guī)律是什么?--

0.201

0.2800.432

0.355

0.512

同理，可求出另外兩條紙帶的情況數(shù)據(jù)處理圖象法①根據(jù)所得數(shù)據(jù)，選擇合適的標(biāo)度建立直角坐標(biāo)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)描出各點的位置（描點法）,觀察和思考各點的分布規(guī)律t/sv/m/s描繪小車的vIt圖描繪圖象：各點的分布大致都落在一條直線上，我們可以推斷：如果沒有實驗誤差的理想情況下，所描出的各點應(yīng)全部落到這條直線上。因此，畫直線時，讓盡可能多的點處在這條直線上，其余均勻分布，去掉偏差太大的點。哪一種方法更好？如何利用vIt圖求加速度①取任意兩組數(shù)據(jù)求出Δv和Δt，然后代入求解。②在v—t圖象上取一段時間Δt（盡量取大一些），找出Δt對應(yīng)的Δv，代入求解。（畫圖時讓不在直線上的點盡可能等量地分布在直線兩側(cè)，就是為了使偏大或偏小的誤差盡可能地抵消，所以圖象也是減小誤差的一種手段，也就是說應(yīng)該用圖象上的點，而不是用實驗所得到的數(shù)據(jù)）△va=——△t△va=——△t例1.某學(xué)生用打點計時器研究小車的勻變速直線運動。他將打點計時器接到頻率為50Hz的交流電源上，實驗時得到一條紙帶。他在紙帶上便于測量的地方選取第一個計時點，在這點下標(biāo)明A

，第六個點下標(biāo)明B

，第十一個點下標(biāo)明C

，第十六個點下標(biāo)明D

，第二十一個點下標(biāo)明E

。測量時發(fā)現(xiàn)B點已模糊不清，于是他測得AC長為14.56cm，CD長為11.15cm，DE長為13.73cm，則打C點時小車的瞬時速度大小為________m/s,小車運動的加速度大小為

m／s2

，AB的距離應(yīng)為

cm。(保留三位有效數(shù)字)ABCDE【典例一】1、在“研究勻變速直線運動”的實驗中，包含下列四個步驟:①把長木板放在實驗臺上，用木塊墊高;②把紙帶穿過打點計時器，并固定在小車后面;③把打點計時器固定在長木板墊高的一端，連接好電路;④把小車停在靠近打點計時器處，接通電源后，放開小車。正確的操作順序是()A.①②③④ B.①②④③ C.②①③④ D.①③②④解題思路：先組裝器材，然后進行實驗操作，所以首先把長木板放在實驗臺上，用木塊墊高，然后將打點計時器固定在長木板墊高的一端，并接好電路;再將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔，最后把小車停在靠近打點計時器處，接通電源后，放開小車，故順序為①③②④，故選D。答案：D【典例二】2、某同學(xué)在測定勻變速直線運動加速度時，得到了幾條較為理想的紙帶，已在每條紙帶上每5個點取一個計數(shù)點，依打點先后編號為0、1、2、3、4、5.由于不小心，紙帶被撕斷了，如圖，請根據(jù)給出的A、B、C、D四段紙帶回答，在B、C、D三段紙帶中選出從紙帶A上撕下的那段應(yīng)該是()A. B.C. D.

【基礎(chǔ)練習(xí)】1、在做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗時，根據(jù)打點計時器打出的紙帶，我們可以不利用公式計算就能直接得到的物理量是()A.時間間隔

B.瞬時速度

C.加速度

D.某段時間內(nèi)的位移答案：AD解析：打點計時器是每隔0.02s打下一個點，所以數(shù)點就可以知道時間間隔，故A正確。瞬時速度的求解需要運用公式，故B錯誤。加速度的求解需要運用公式或利用圖像求斜率，故C錯誤。某段時間內(nèi)的位移可以利用刻度尺直接測得，故D正確。2、在“測定勻變速直線運動的加速度”實驗中，下列方法有利于減小實驗誤差的是（

）A.選取記數(shù)點，把每打五個點的時間間隔作為一個時間單位B.使小車運動的加速度盡量小些C.舍去紙帶上密集的點，只利用點跡清晰，點間間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M行測量、計算D.選用各處平整程度，光滑程度相同的長木板做實驗答案：ACD解析：實驗中應(yīng)區(qū)別計時器打出的軌跡點與人為選取的計數(shù)點，通常每隔4個軌跡點選1個計數(shù)點，這樣計數(shù)點間的距離大些，測量時相對誤差較小;