人教版 (2019)必修 第一册实验：探究小车速度随时间变化的规律评优课课件ppt

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高中物理必修第一册课件
磁悬浮列车的行驶速度比汽车快得多，是不是它的加速度也会很大？
物体的运动通常比较复杂、运动规律也各不相同。我们如何探索物体运动所的规律呢？
物理定律不能单靠“思维”来获得，还应致力于观察和实验。——普朗克
　 寻求一种运动的特点和规律，一般要从某个具体事例开始。这一节我们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。
那么，要研究小车的速度随时间变化的规律，我们该如何设计这个实验？又要测量哪些物理量？选用什么器材？
1.进一步练习使用打点计时器.2.会利用平均速度求瞬时速度.3.会利用v－t图像处理实验数据，并根据图像能计算小车的加速度和判断小车的运动情况.
1.利用纸带计算瞬时速度
2.用v-t图像表示小车的运动情况
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。
一端附有定滑轮的长木板
1.如图，把一端带有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面.木板上放一个可以左右移动的小车，小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过滑轮系有槽码的细绳。
2.把小车停在靠近打点计时器的位置.先启动打点计时器，后放开小车，让小车拖着纸带运动。随后，立即关闭电源.3.换上新纸带，并增减所挂槽码(或在小车上放置重物)重新操作两次.
　　为了便于测量，舍弃开头一些密集的点，从一个适当的点开始作为计数0点，之后每隔 0.1s （或更短）取一个计数点进行测量，记入自己设计的表格。计算本实验中各点的瞬时速度，并记录。
如何处理计算出来的数据？
你能否从表格中的数据看出小车速度随时间变化的定量关系？如果不能，怎么办？
(1)在坐标纸上建立直角坐标系，并描点；(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；(3)观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律.
公式法:取任意两组数据求出Δv和Δt，然后代入Δv／Δt求解。图像法:在v—t图象上取一段时间Δt（尽量取大一些），找出两个时刻对应的纵坐标值求出Δv，代入Δv／Δt求解。
画图时让不在直线上的点尽可能均匀地分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消，所以图像也是减小误差的一种手段.
两种方法哪个更好呢？为什么？
与纵轴的交点是什么意思？
实验中有哪些问题需要注意？
1.固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置；滑轮不能过高,细绳应与木板平行;2.实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们被碰坏或跌坏。所以，当小车到达滑轮前及时用手按住它，防止小车从板上掉下来;3.小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免加速度过大而使纸带上打的点太少，或加速度太小使各段位移无法区别，从而使误差增大;
1.木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀。2.根据纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬时速度有误差。3.作v-t图像时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差。
　　除了利用打点计时器来设计这个实验外，我们还可以利用什么来测量小车的瞬时速度？
　　还可以利用“位移传感器”、“光电门”等技术手段更加精准的去测量小车的瞬时速度。
1.利用纸带计算瞬时速度;2.v-t图象表示小车的运动;
①木板平放，使滑轮伸出桌面；②木板远离滑轮的一端固定打点计时器，连接好电路；③拴细线，穿纸带，挂钩码；④先接通电源，再释放小车；⑤断开电源，取出纸带；
1.v-t 图像是一个理想化的运动模型2.小车的速度随时间均匀变化
小明同学按如图所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。释放小车时，实验装置如图甲所示，指出该装置中操作错误的是___。A．电磁打点计时器接在直流电源上了B．小车质量没有远大于槽码质量C．小车离打点计时器过远D．应先接通电源，后释放小车
在研究匀变速直线运动规律实验中打出的纸带如图所示，每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。点A对准刻度尺0刻线，从刻度尺上读出BCDE到A点距离备用，其中AD两点间距xAD= cm，用读出的数据求打出C点时纸带的速度大小为 vC= m/s（保留3位有效数字）；纸带运动的加速度大小为a= m/s2（保留2位有效数字）。
【参考答案】5.85 0.233 0.75
某同学用如图（a）所示的装置测定匀加速直线运动的加速度，打出的一条纸带如图（b）所示，A、B、C、D、E为在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s：(1)打点计时器打下C点时小车的速度大小为_________m/s；(2)由纸带所示数据可算出小车的加速度大小为_________m/s2。
【参考答案】 0.30     0.40
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，并将小球的位置进行编号。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，小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置的速度分别为v1＝0，v2＝0.06 m/s，v3＝ m/s，v4＝0.18 m/s，v5＝________ m/s。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）；根据图像可求出加速度a＝________ m/s2。（结果保留两位有效数字）
【答案】 0.12  0.24    0.12