高中物理教科版 (2019)必修 第一册1 匀变速直线运动的研究教学ppt课件

这是一份高中物理教科版 (2019)必修 第一册1 匀变速直线运动的研究教学ppt课件，共26页。PPT课件主要包含了匀变速直线运动，测量位移和时间，刻度尺测量位移，由纸带直接读出时间，实验器材，数据分析，作出v－t图像，∆t05s，注意事项，先启动电磁打点计等内容，欢迎下载使用。

如图所示为一物体的v－t图像，物体的加速度随时间如何变化？速度随时间如何变化？
答案　物体运动的加速度保持不变，速度随时间均匀变化。
1.定义：速度随时间均匀变化的直线运动叫作匀变速直线运动。匀变速直线运动中，加速度保持不变。
匀加速直线运动匀减速直线运动
1.下列有关匀变速直线运动的认识，其中正确的是A.加速度大小不变的直线运动一定是匀变速直线运动B.匀变速直线运动的v－t图像是一条倾斜的直线C.在相等的时间内，匀加速直线运动的位移大小相等D.匀变速直线运动的速度方向一定不变
一、实验思路1.实验目的：2.实验方案：
让小车在木板上在重物的牵引下运动
槽码牵引小车在长木板上运动
探究小车速度随时间变化的规律.
方案一.用打点计时器进行实验
需要测量小车运动不同时刻的速度
小车拖动纸带运动，打点计时器打出点迹
打点计时器(带导线)、交变电源、纸带、一端带有定滑轮的长木板、小车、细绳、槽码、刻度尺、复写纸、坐标纸。
三、进行实验1.在长木板上固定打点计时器，并使滑轮伸出桌面，连接电路。让小车停在靠近打点计时器的位置，安装好纸带，连接细绳和槽码。
2.先启动计时器，后放开小车，打点完成后立即关闭电源，观察纸带的点迹是否清晰。
3.增减所挂的槽码(或在小车上放置重物)，更换纸带，再做两次实验。 4.实验获得的纸带
1.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间隔，若交变电源频率为50Hz，每5个点取一个计数点(中间隔4个点)，则T＝0.1 s。
①在坐标纸上建立坐标系，描出数据点②用一条平滑曲线(包括直线)“拟合”这些点，让这条线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在线两侧，偏差比较大的点忽略不计。
实验结论：小车运动的v－t图像是一条倾斜的直线，即小车运动的加速度不变。
(1)以作出的图像为例，你能求出小车运动的加速度吗？
(2)那么能不能直接量出直线倾角，然后求其正切值来计算加速度？
不能，一般情况下两坐标轴标度选取不一致
(1)以纸带上某一点为中心，取两边时间间隔相等的两点，求这个区间的平均速度。例如以如图所示的纸带上的C点为中心，分别取OF、AE、BD段，求这些区段的平均速度。它们相等吗？能得出什么结论？
这些区段的平均速度都相等。结论：某段区间的平均速度等于该区间中间时刻的瞬时速度，即 vPQ的中间时刻。
(2)观察上述表格中各相邻计时点的位移数值并计算每一对相邻的相等时间间隔内，后面的位移减去前面的位移，有什么特点？
相邻的相等时间间隔内的位移差为常数。它常常用来作为判断物体是否做匀变速直线运动的依据。
(1)要使纸带、小车、拉线和定滑轮共线，安装打点计时器时应注意什么？使打点计时器的限位孔沿长木板的纵轴中心线方向。(2)为了保证小车的运动距离，开始释放小车的时候，应将小车放在什么位置？小车应该靠近打点计时器。(3)为了使打点计时器工作更稳定并提高纸带的利用率，应如何操作？先接通电源，后释放小车。打点完毕，马上关闭电源。(4)为什么要增减所挂槽码(或在小车上放置重物)重复操作两次？探究规律，减小实验偶然性
1.操作实验的过程的注意事项
2.数据处理的注意事项(1)选取一条点迹清晰的纸带，舍掉开头点迹密集部分，选取适当的计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少。(2)不要分段测量各段距离，应尽可能地一次测量完毕(可统一量出各计数点到计时起点的距离)。(3)在坐标纸上作v－t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像大致布满坐标纸。
1.实验器材位移传感器、数据采集器、计算机、力学轨道、小车等。2.实验步骤(1)硬件系统的连接和调整。将轨道支架与力学轨道连接在一起，使轨道倾斜放置；将位移传感器的发射端固定在小车上；将位移传感器的接收端悬挂在轨道顶端上方，并与接收端处在同一平面内；通过数据线，将位移传感器、数据采集器和计算机连接起来。
方案二.用位移传感器进行实验
(2)对软件系统进行设置。启动计算机，同时将小车放置在斜面顶端保持静止，打开位移传感器发射端的开关，进入软件界面，在采集设置中点击“调零”按钮；设置记录时间间隔和数据采样数。(3)点击软件“开始”按钮的同时，释放小车，表格自动记录数据。(4)利用计算机软件的图像分析中的“线性拟合”功能，得到v－t图像。
2.在“研究小车的运动”的实验中，(1)实验室中给出了下列器材。A.电磁打点计时器B.天平　C.低压交流电源D.低压直流电源　E.细绳和纸带F.重物和小车　G.秒表H.一端有滑轮的长木板　I.刻度尺已经选出的器材有A、E、F、H，还需要_____。
(2)某同学按照以下步骤进行操作：A.换上纸带重复做三次，选择一条较为理想的纸带；B.将电磁打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，接上低压交流电源；C.把小车停在靠近电磁打点计时器的地方，先释放小车，再启动电磁打点计时器；D.断开电源，取下纸带；E.把一条细绳拴在小车前端，细绳跨过滑轮挂上重物，把纸带固定在小车后端并让纸带穿过电磁打点计时器。以上步骤有错误的是___(填步骤前的字母)，应更正为________________________________；步骤合理的顺序是________(填步骤前的字母)。
3.(2023·眉山市高一期末)在用电火花打点计时器(频率为50 Hz)“研究匀变速直线运动”的实验中，如图甲所示的是一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，两相邻计数点间还有四个点未画出。
(1)已求出vB＝1.25 m/s，还可求出vC＝____m/s，vD＝____m/s；
(2)利用求得的数值在图乙中作出小车的v－t图线(以打A点时开始记时)，并根据作出的图线求出小车运动的加速度a＝______m/s2；
(3)将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标大约是0.23 m/s，此速度的物理意义是：__________________________________。
打点计时器打下点A时纸带对应的速度
4.某同学在研究小车运动的实验中，获得一条点迹清晰的纸带，如图所示。已知打点计时器每隔0.02s打一个点，该同学选择了A、B、C、D、E、F六个计数点，测量数据如图中所示，单位是cm。
(1)根据实验数据判断小车做什么运动？
(2)瞬时速度vB、vC、vD、vE各是多大。
答案　0.415 m/s　0.495 m/s　0.575 m/s　0.655 m/s