物理人教版 (2019)第二章 匀变速直线运动的研究1 实验：探究小车速度随时间变化的规律说课ppt课件

这是一份物理人教版 (2019)第二章 匀变速直线运动的研究1 实验：探究小车速度随时间变化的规律说课ppt课件，共33页。PPT课件主要包含了导学·掌握必备知识，共研·突破关键能力，精炼·落实学科素养，长木板，打点计时器，启动打点计时器，放开小车，均匀增加，复写纸，02n－1等内容，欢迎下载使用。

一、实验思路如图所示，把一端带有________的长木板平放在实验桌上，木板上放一个可以左右移动的________，小车一端连接穿过打点计时器的________，另一端连接绕过滑轮系有________的细绳．小车在槽码的牵引下运动，通过研究纸带上的信息，就可以知道小车运动的速度是怎样随时间变化的．
二、进行实验1．把附有滑轮的________放在实验台上，并使滑轮伸出桌面，把____________固定在长木板没有滑轮的一端，连接好电路，如图所示．
在纸带上打更多的点2．把小车停在靠近打点计时器的位置．先________________，后________　　　　目的：在纸带上打出更多可利用的点．　 (选填“启动打点计时器”或“放开小车”)，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一行小点．随后，立即关闭电源．　　　　　　 防止损坏打点计时器．　 3．增减所挂的________(或在小车上放置重物)，更换纸带再做两次实验．
三、数据记录及数据分析1．采集数据 密集点易造成较大误差． 　 从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉纸带开头一些过于密集的点，找一个适当的点作为________起点．可选择相隔0.1 s(或更短)的若干计数点进行测量．如图所示，先测量出各个计数点到计时起点的距离x1、x2、x3、x4、x5…，再计算出相邻的两个计数点间的距离：Δx1＝x1，Δx2＝x2－x1，Δx3＝x3－x2，Δx4＝x4－x3，Δx5＝x5－x4，….
2．求各计数点的瞬时速度(1)各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替，即v1＝________，v2＝________，…T为相邻两个计数点间的时间间隔，若交流电源频率为50 Hz，每隔四个点取一个计数点(相邻两个计数点之间还有四个点)．则T＝0.1 s.(2)设计表格并记录相关数据
3．数据分析(1)在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点．(2)画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在直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，如右图所示．(3)观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律．(4)根据所画v-t图像求出小车运动的加速度a＝________．
1　匀变速直线运动物体运动的速度增大或减小时，加速度不变化，即“速度均匀增加”或“速度均匀减小”．这是一种最简单的变速运动——匀变速直线运动． 1　实验步骤速记实验步骤可简化为：放置→固定→连接→先启后放再关→重复实验→数据分析．
2　实验注意事项(1)实验前：①固定长木板时定滑轮要伸出桌面，打点计时器要固定于没有定滑轮的一端；②应让小车停在靠近打点计时器的位置，这样可以最大限度地利用纸带；③细绳应与长木板平行，保证小车的加速度不变．(2)实验时：必须先启动打点计时器，再释放小车．(3)实验后：必须先断开电源，再取下纸带．(4)牵引小车的槽码个数要适当，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，导致误差增大．(5)在坐标纸上画v-t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像尽量分布在坐标平面中央．,
2　减小长度测量的误差纸带上开头有一些过于密集的点迹，因此通常会舍去这些点；如果逐一测量计数点之间的距离xn，就会引起较大的误差，因此使用“0刻度一次对齐法”以减小长度测量时的误差．
目标一　实验操作及数据处理【导思】实验装置如图为实验开始前的装置，图中错误或不妥之处有哪些？
提示：(1)电源应改用约8 V的交变电源(电池提供直流电，直流电不能使电磁打点计时器打点)；(2)牵引小车的细线没有与木板平行(小车运动的加速度不是恒定值)；(3)小车离打点计时器太远(纸带上打的点太少)．
【典例】例 1 [2023·浙江北斗联盟高一上联考]同学们利用如图1所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”实验．请你完成下列有关问题：
(1)关于该实验，下列仪器中需要使用的是________；A．弹簧测力计 B．砝码C．秒表 D．刻度尺(2)本实验中关于轨道末端滑轮高度的调节正确的是________；
解析：(1)仪器中需要使用刻度尺测量纸带上打点间的距离，故选D.(2)调节轨道末端滑轮高度时应尽量使细线与轨道平行，故选B．
(3)小明同学选取一条点迹清晰的纸带进行研究，在纸带上选出了七个计数点，如图2所示，根据纸带提供的信息，纸带上A点对应刻度尺的读数是________ cm，计数点A对应的小车的瞬时速度是________ m/s(结果保留三位有效数字)，另测得计数点E对应的小车速度是1.03 m/s，则小车运动的加速度为________m/s2(结果保留两位有效数字)．
例 2 做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验．(1)用一条纸带穿过计时器，该同学发现有图甲中的两种穿法，感到有点犹豫．你认为________(选填“A”或“B”)的穿法效果更好．
解析：纸带应穿过打点计时器的限位孔，压在复写纸下面，据图甲可知B穿法正确．
(2)完成实验后，小明用刻度尺测量纸带距离时如图乙，B点的读数是________ cm，已知打点计时器每0.02 s打一个点，则B点对应的速度vB＝________m/s(vB结果保留三位有效数字)．
(3)某实验小组中的四位同学利用同一条纸带的数据作v-t图像，分别作出了如图所示的四幅v-t图像，其中最规范的是________．
解析：描绘图像时取坐标单位的时候不能随意，要使得大部分点落在整个坐标区域中，描完点后，先大致地判断这些点是不是在一条直线上，然后画一条直线，让这些点均匀地散落在这条直线的两侧，故A正确，B、C、D错误．
目标二　实验创新【导思】想一想：除槽码牵引小车(拉着纸带)运动外，还有哪些方法可以获得运动物体在不同时刻的位置关系？
提示：(1)让重物牵引纸带竖直下落，如图甲所示．(2)在重力作用下，让小车牵引纸带沿斜面下滑，如图乙所示．(3)让小球沿斜面滚下，用频闪照相法记录小球的运动，如图丙所示．
【典例】例 3 一小球在桌面上从静止开始做加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置编号．如图甲所示，1位置恰为小球刚开始运动的瞬间，作为零时刻．摄影机连续两次曝光的时间间隔均相同．
(1)小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置的速度如表所示，将表中的数据补充完整．
(2)在图乙所示的坐标纸上作出小球的速度—时间图像(保留描点痕迹)．(3)由v-t图像可知小球运动的规律：速度随时间________．
解析：(2)其v-t图像如图所示：(3)小球运动的v-t图像是一条斜向上的直线，表示小球的速度随时间均匀增加．
例 4 某同学在玩具赛车的赛车场看赛车比赛时，用相机连拍功能对经过的某玩具赛车进行了连拍，然后他把连拍后的照片对应赛道位置排列好，排列好的位置关系如图所示．已知该照相机的连拍频率是每秒10片，照片与实物的比例为1∶10.为了判断该赛车的运动情况，该同学对整理好的照片进行了研究．请根据图中数据回答下列问题：
(1)该照相机连拍时，其拍摄周期为T＝________ s．(2)图中从左向右玩具赛车在第二个位置的速度v2＝________ m/s，赛车在第五个位置的速度v5＝________ m/s.(3)该玩具赛车在连拍时间内的平均加速度a＝________ m/s2.
1.某同学用打点计时器做研究变速运动的实验．他按下图所示安装实验器材，准备接通电路做实验．
(1)在他所组装的器材中，有三处错误，请你指出：①_____________________________________________________；②_____________________________________________________；③_____________________________________________________.
电压不应选2 V，应选8 V
不应接直流输出，应接交流输出
小车不应靠近滑轮，应靠近打点计时器
2．在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，打点计时器使用的交变电源的频率为50 Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择6个计数点A、B、C、D、E、F，相邻两计数点之间还有四个点未画出，各点到A点的距离依次是2.0 cm、5.0 cm、9.0 cm、14.0 cm、20.0 cm.
(1)根据学过的知识可以求出小车在B点的速度为vB＝________ m/s，C、E间的平均速度为v＝________m/s.(结果保留两位有效数字)(2)以打A点时为计时起点，建立v-t坐标系图，请在下图中作出小车运动的速度与时间的关系图线．(3)根据图线可得小车运动的加速度为________ m/s2.(结果保留一位有效数字)
3．如图甲所示，用打点计时器记录小车的运动情况．小车开始在水平玻璃板上运动，后来在薄布面上做减速运动．所打出的纸带及相邻两点间的距离(单位：cm)如图乙所示，纸带上相邻两点间时间间隔为0.02 s.
(1)计算打点计时器打出点2、3时小车的速度大小，填入表中；(2)在平面直角坐标系中作出小车在薄布上运动的v-t图像：(3)小车在玻璃板上运动的速度大小为________m/s.