人教版 (2019)必修 第一册1 实验：探究小车速度随时间变化的规律教学ppt课件

这是一份人教版 (2019)必修 第一册1 实验：探究小车速度随时间变化的规律教学ppt课件，共21页。PPT课件主要包含了情境导入，右往左，08s，实验方法，1测平均速度，2测瞬时速度，速度时间图像，基本步骤，v-t图像，数据处理的基本思路等内容，欢迎下载使用。

某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。把滴水计时器固定在小车的末端，在小车上固定一平衡物；调节滴水计时器的滴水速度，使滴水计时器每1 s内滴下1个小水滴；实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。
（1）由图（b）可知，小车在桌面上是从右向左运动还是从左向右运动的呢？（2）怎样知道小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小呢？
测两相邻点之间的位移，用位移除以时间
如图所示，是通过打点计时器得到的一条纸带，思考回答：
1、如果要得到CG之间的距离，下面哪种测量方式误差更小?方式一：依次测出CD、DE、EF、FG的距离，然后相加方式二：依次测出OC、OG的距离，然后OG减去OC
对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，因这样会引起读数误差增大。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O之间的距离），读数时应估读到毫米的下一位。
2、CG两点之间表示的时间是多少？3、CG的距离与CG两点间时间的比值表示什么速度？能不能用这个速度表示E点的速度？如果想得到更精确的E点的速度我们可以采取什么措施？
1、实验器材：电火花计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、电源、复写纸片。
【制订方案、设计实验】
②由纸带上的点迹，粗略计算瞬时速度。由 可知，如果取得时间足够短，某两点间的平均速度可以表示这两点之间某个位置的瞬时速度，这就是利用打点计时器和纸带测量速度的原理。如图所示，即某点E的瞬时速度可以由包含E点在内的D、F（或D、G）两点间的平均速度来表示，vE≈vDF或vE≈vCG。所取的两点与该点越靠近，求出的平均速度越接近该点的瞬时速度，故vE更接近vDF。
①用刻度尺测出n个点之间的间距Δx，n个点之间的时间Δt＝(n－1)×0.02s，则可以利用 计算出两点间的平均速度。
1、实验步骤①按照如图所示实验装置，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源；②把一细绳系在小车上，细绳绕过定滑轮，下端挂合适钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面③把小车停靠在打点计时器处，先接通电源，后放开小车；④小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带；⑤换纸带重复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析。
【分组实验，采集数据】
2、实验操作过程中有哪些注意事项
（1）平行：纸带、细绳要和长木板平行。（2）两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源，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，防止钩码落地及小车与滑轮相撞。
2、所测得的数据记录下来
1、以时间为横坐标，瞬时速度为纵坐标，建立平面直角坐标系2、根据所测数据，在坐标纸上描点；3、按照图中各点的分布，作出一条平滑的曲线，所画的点不一定正好在这条曲线上，但要使曲线两侧的点数大致相同。
【分析论证、得出结论】
例1、打点计时器所用电源的频率为50Hz，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测量的情况如图所示，纸带在A、C间的平均速度为 m/s，在A、D间的平均速度为 m/s，两者之间B点的瞬时速度更接近于 m/s。
【应用规律、反思改进】
练习1、用接在50Hz交流电源上的打点计时器测定小车的运动情况。某次实验中得到的一条纸带如图所示，从比较清晰的点起，每五个点取一个计数点，分别标明0、1、2、3、…，量得0与1两点间的距离x1=30mm，2与3两点间的距离x3=48mm，则小车在0与1两点间的平均速度v1= m/s，在2与3两点间的平均速度v3= m/s，据此判定小车做 （选填“加速”或“减速”）运动。
1、v-t图像的建立（1）以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系，依据 实验数据设定合适的刻度，并注明单位。（2）根据计算出的不同时刻对应的瞬时速度值，在坐标系 中描点（3）用平滑曲线来“拟合”实验中描出的点，得出v-t图像，如图
【拓展】拟合：根据实验数据描出的点是不连续的，但物体在各个时刻都有速度，速度随时间是连续变化的，观察描出的点的分布特点，然后用平滑的曲线表示出速度随时间变化的规律，这一过程称为“拟合”。
2、v-t 图像的物理意义： 反映做直线运动的物体的速度随时间变化的规律。
3、v-t 图像的应用（1）由图像能看出每一时刻对应的瞬时速度。（2）根据图线斜率判断物体的运动性质。（3）截距。纵轴上的截距表示初始时刻物体的瞬时速度，横轴截距表示物体速度为零的时刻。（4）图线交点：交点表示两物体此时的瞬时速度相同。
例2、（多选）如图为一物体做直线运动的速度—时间图像，在整个运动过程中，下列说法正确的是（ ）A．BC段和CD段的运动方向相反B．CD段和DE段的运动方向相反C．物体在D点速度为0,此后运动方向改变D．AB段物体静止
练习2、如图所示，用频闪照相的方法记录某同学的运动情况，若设定向右的方向为正方向，则下列速度—时间图像中能大体描述该同学运动情况的是（ ）
测纸带的平均速度和瞬时速度
v-t图像各坐标轴表示的意义
由v-t图像可获取的信息
三种常见的测速方法（1）利用光电门测速度 如图所示，当滑块在导轨上运动时，光电计时器利用光敏电阻的特性记录了遮光板通过光电门的时间，而遮光板的宽度△x已知，并且非常小，由于滑块通过光电门的时间△t非常短，在这段时间内滑块的运动可以近似看作匀速直线运动，所以可认为遮光板通过光电门时的瞬时速度等于遮光板通过光电门时的平均速度
（2）借助传感器用计算机测速度如图所示，是一种运动传感器的原理图，这个系统由AB两个小盒子组成。将红外线、超声波发射器A盒固定在小车上，接收传感器B盒固定在某一位置并调整其高度与A等高，使小车上A盒发射器对着接收传感器B，并使A和B处在同一直线上。将接收传感器B探测到的红外线、超声波到达的时间差等数据输入计算机，利用专门软件可以分析出小车的位移与时间差的关系，再利用计算机进行处理，就可以分析出小车的速度随时间的变化情况。设小车到达两个位置时的位移差为△x，时间差为△t，则小车速度