高中物理人教版 (2019)必修 第一册第二章 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授课ppt课件

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物理定律不能单靠“思维”来获得，还应该致力于观察和实验——普朗克。这一节我们要研究小车在重物牵引下的运动,看看小车的速度是怎样随时间变化的。你认为该如何设计此实验？需要测量哪些物理量？选用什么器材？
1.练习使用打点计时器，学会用打上点的纸带研究物体的运动2.掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法3.能够利用纸带测定物体做匀变速直线运动的速度和加速度
小车、细绳、一端附有定滑轮的长木板、打点计时器、电源、导线(两根)、纸带、毫米刻度尺、钩码、复写纸等
打点计时器（1）作用：计时仪器，当接频率为50 Hz的交流电时，打点周期为0.02 s（2）工作条件： 电磁打点计时器：4~6 V低压交流电源 电火花计时器：220 V交流电源（3）纸带的意义：表示跟纸带相连的物体不同时刻的位置
1.仪器安装把一端附有定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，连接好电路，如图所示：
2.固定纸带，把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮，并在细绳的另-端挂上合适的钩码。放手后小车能在长木板_上平稳地运动一段距离，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面。3.打纸带把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，再放开小车让小车运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，取下纸带，换上新纸带，重复实验几次。
4.由实验数据得出v-t图象(1)根据表格中的V、t数据，在直角坐标系中仔细描点。(2)作一条直线，使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧，这条直线就是本次实验的v-t图线，它是一条倾斜的直线。
1.平行：纸带和细绳要和木板平行2.一先一后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验后应先断开电源后取纸带3.防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，要防止钩码落地和小车与滑轮相撞.4.减小误差：小车的加速度宜适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出6~7个计数点为宜。
例题2-1（填空题）在研究匀变速直线运动中，某同学用一端装有定滑轮的长木板，小车、打点计时器（频率为50Hz ）、钩码、纸带、细线组成如图甲所示的装置，用钩码拉动小车，使其做匀变速直线运动，得到如图乙所示的一条纸带，纸带中相邻两个计数点之间有四个点未画出。
某同学操作实验步骤如下，有错误或不需要的步骤是 （填写字母）A.将打点计时器固定在平板上，并接好电路B.将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器C.适当抬高长木板的右端，使不挂钩码的情况下，轻推小车，小车能匀速运动D.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E.将小车移至靠近打点计时器处 F.放开纸带，再接通电源
分析：其中不需要的步骤是C，本实验在研究匀变速度直线运动，是否存在摩擦阻力，对实验没有影响，只要加速度恒定即可；错误的是F，实验时不能先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，所以应该先接通电源，再释放纸带。
例题2-2（填空题）在研究匀变速直线运动中，某同学用一端装有定滑轮的长木板，小车、打点计时器（频率为50Hz ）、钩码、纸带、细线组成如图甲所示的装置，用钩码拉动小车，使其做匀变速直线运动，得到如图乙所示的一条纸带，纸带中相邻两个计数点之间有四个点未画出。
1.（实验题）一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平抽转动。可用下面的方法测量它匀速转动时的角速度。实验器材有:电磁打点计时器、米尺、纸带、复写纸片等。实验步骤如下：
（1）如图甲所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上。（2）启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开始打点。（3）经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量。
分析：①在纸带上取两点为n个打点周期，距离为L，则圆盘的线速度为: v=L/nT，则圆盘的角速度w=v/r= L/nTr，其中T为电磁打点计时器打点的周期，r为圆盘的半径，L是用米尺测量的纸带上待定的两点的长度，n为选定的两点间的打点周期。②从图中可知第一个点到最后一个点共有n=15个周期，其总长度L= 11.50cm，代入数据解得：w= 6.97rad/s。
2-1.（多选题）某同学利用如图所示装置研究小车的匀变速直线运动
实验中,必要的措施是（ ）A.细线必须与长木板平行 B.先接通电源再释放小车C.小车的质远大于钩码的质量 D.平衡小车与长木板间的摩擦力
分析：实验时，细线必须与长木板平行，以减小实验的误差，选项A正确；实验时要先接通电源再释放小车，选项B正确；此实验中没必要小车的质量远大于钩码的质量，选项C错误；此实验中不需平衡小车与长木板间的摩擦力，选项D错误。
3-1. （填空题）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，纸带记录了小车的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F共6个计数点，每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出。S1 =1.40cm、S2 = 2.90cm、S3 = 4.38cm、S4 = 5.88cm、S5=7.39cm。
试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、E两个点时小车的瞬时速度，并将这两个速度值填入下表：
3-2.（解答题）将B、C、D、E各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。(画在 下面的直角坐标系中)
分析：将B、 C、D、E各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线，如图2。
3-3. （填空题）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，纸带记录了小车的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F共6个计数点，每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出。S1 =1.40cm、S2 = 2.90cm、S3 = 4.38cm、S4 = 5.88cm、S5=7.39cm。
探究小车速度与时间变化的规律
成功的花，人们只惊慕她现时的明艳！然而当初它的芽儿，浸透了奋斗的泪泉，洒遍了牺牲的血雨。