物理必修 第一册1 实验：探究小车速度随时间变化的规律完整版课件ppt

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高中物理新教材特点分析
（一）趣味性强，激发学生学习兴趣 在新时代教育制度的改革深化下，学生对于物理课程内容的学习兴趣可以带动学生不断地进行探究。物理课程教学引入趣味性较高的新教材内容，充实物理课堂，引入信息技术，利用多媒体等新时代信息化的教学手段，利用更加直观、动态化的、可观察的教学手段，向学生们展示物理教学课程当中那些抽象的知识点，不断地吸引学生们的好奇心与兴趣力，让学生在物理课堂上能够充分感受到物理的魅力所在。（二）实践性高，高效落实理论学习 在现代化教育课程的背景之下，新课程改革理念越来越融入生活与学习的方方面面，新教材逐步的显现出强大影响力。（三）灵活性强，助力课程目标达成 随着教育制度体系的改革，通过新时代新教材内容的融入，教师不断地革新教学手段，整合线上以及线下的教育资源内容，可以为物理课堂增添新的活力与生机。
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1　实验：探究小车速度随时间变化的规律
明确原理 提炼方法 / 精析典题 提升能力 / 课时对点练
1.进一步练习使用打点计时器.2.会利用纸带求瞬时速度.3.会利用v－t图像处理实验数据，并由图像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：以纸带上某点为中间时刻取一小段位移，用这段位移的 表示这点的瞬时速度.2.用v－t图像表示小车的运动情况：以速度v为 、时间t为 建立直角坐标系，用描点法画出小车的v－t图像，图线的倾斜程度表示加速度的大小，如果v－t图像是一条倾斜的直线，说明小车的速度是_____ 的.
打点计时器(带导线)、 、纸带、一端带有定滑轮的长木板、小车、细绳、槽码、 、复写纸(墨粉)、坐标纸.
1.如图所示，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 (选填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置.先____ ，后 (均选填“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.3.换上新纸带，并增减所挂槽码(或在小车上放置重物)，再做两次实验.
1.采集数据舍掉纸带开头一些 的点，找一个适当的点作为计时起点.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，…，填入自己设计的表中.
2.求解并记录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＝___________，…，vn＝____________.T为相邻两个计数点间的时间间隔，若交变电源频率为50 Hz，每5个点取一个计数点(中间隔4个点)，则T＝0.1 s.
(2)设计表格并记录相关数据
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，如图所示.3.观察所得到的直线，分析小车速度随时间变化的规律.4.根据所画v－t图像求出小车运动的加速度a＝ .
1.开始放开小车时，应使小车靠近打点计时器.2.先启动打点计时器，等打点稳定后，再放开小车.3.打点完毕，立即关闭电源.4.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.5.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).6.在坐标纸上画v－t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像大致布满坐标纸.
　在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，(1)下列给出的器材中，有一部分已经选好了，请选出还需要的器材.A.电磁打点计时器　B.天平　C.低压交变电源　D.低压直流电源　E.细绳和纸带　F.槽码和小车　G.秒表　H.一端有滑轮的长铝板　Ι.刻度尺选出的器材有AEFH，还需要________.
在本实验中，不需要测量小车和槽码的质量，因此不需要天平，电磁打点计时器使用的是低压交变电源，因此不需要直流电源，同时电磁打点计时器记录了小车的运动时间，因此不需要秒表.测量点迹间的距离需要刻度尺，所以还需要的器材是：C、I.
(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铝板上没有滑轮的一端，接上电源；C.把小车停在靠近电磁打点计时器的地方，先放开小车，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，绳跨过滑轮挂上槽码，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).
以上步骤有错误的是C，应先启动电磁打点计时器，再放开小车.根据组装器材、进行实验、数据处理的顺序知，操作步骤顺序为：BECDA.
　在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器使用的交变电源的频率为50 Hz，记录小车运动的一段纸带如图甲所示，在纸带上选取A、B、C、D、E、F六个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出.
(1)由纸带提供的数据求出打下C、E两点时小车的速度，填入下表：
相邻两计数点间的时间间隔为T＝0.1 s，一段很短时间内的平均速度可替代中间时刻的瞬时速度，则
(2)根据表中的数据，在图乙中作出小车运动的v－t图像，分析可知小车速度随时间变化的规律为____________.
作出的v－t图像如图所示.小车运动的v－t图像是一条倾斜的直线，说明小车速度随时间均匀增加.
(3)根据作出的v－t图像可得小车运动的加速度为______ m/s2.(结果保留两位有效数字)
数据处理的规范要求1.处理纸带时，一定要分清计时点和计数点，搞清相邻计数点之间的时间间隔T.2.明确坐标轴的意义并选取合适标度，既要把数据标注在坐标系中，又要匀称直观，合理分布，大小适中.3.如果坐标系中的数据点大致落在一条直线上，作图线时应使尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点应均匀分布在直线两侧；如果图线是曲线，要用平滑的曲线连接各点.
某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时，打点计时器所用电源的频率是50 Hz，在实验中得到一条点迹清晰的纸带，他把某一点记作O，再依次选6个点作为计数点，分别标以A、B、C、D、E和F，如图甲所示.(1)如果测得C、D两点相距2.70 cm，D、E两点相距2.90 cm，则在打D点时小车的速度是_____ m/s.
(2)该同学分别算出打各点时小车的速度，然后根据数据在v－t坐标系中已描好点，请在图乙中作出小车的v－t图像，并求出小车的加速度a＝_____ m/s2.
小车的v－t图像如图所示，
1.(2022·通许县实验中学高一阶段练习)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法正确的是A.小车在槽码的牵引下运动时只需打出一条纸带，然后进行数据处理B.为使测量更为严谨，应把打下的第一个点作为计时起点C.为了便于测量，应舍掉开头一些过于密集的点，找一个适当的点作为 计时起点D.两相邻计数点间的时间间隔必须是0.1 s
小车在槽码的牵引下运动时，需要多次测量，打出多条纸带，进行数据处理，有利于减小误差，故A错误；开始时打在纸带上的点比较密集，点间距过小，测量误差较大，故应舍去，找一个适当的点作为计时起点，故B错误，C正确；选取计数点，可增加测量距离，减小测量过程所产生的误差，两相邻计数点间的时间间隔不一定取0.1 s，故D错误.
2.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中：(1)下列仪器需要用到的有________.
在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，依据实验原理，通过打点计时器在纸带上打点，借助刻度尺来测量长度，从而研究小车的速度与时间的关系，故选A、B.
(2)某同学进行了以下实验操作步骤，其中有错误的步骤是_____.A.将电火花计时器固定在长木板的一端，并接在220 V交变电源上B.将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔C.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的槽码D.将小车移到靠近打点计时器的一端后，放开小车，然后接通电源
应先接通电源，后放开小车，故步骤D错误.
(3)在实验中得到一条如图所示的纸带，已知电源频率为50 Hz，相邻两计数点间的时间间隔为0.1 s，测量出x5＝4.44 cm、x6＝4.78 cm，则打下F点时小车的瞬时速度v＝________ m/s.(结果保留两位有效数字)
(4)若实验时电源频率大于50 Hz，而做实验的同学并不知道，则打下F点时小车的实际速度_______(选填“大于”“小于”或“等于”)测量速度.
3.(2022·通海县第三中学高一阶段练习)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点(每相邻两个计数点间还有4个点没有画出)，电火花计时器接220 V、50 Hz交变电源.他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度如下表：
两个相邻计数点的时间间隔t＝5T＝0.1 s.
(1)设电火花计时器的打点周期为T，计算vF的公式为vF＝_________；
(2)根据表中的数据，以A点对应的时刻为t＝0，在图乙所示坐标系中合理地选择标度，作出v－t图像；
根据表中数据，利用描点法作出图像如图
(3)利用该图像求得小车的加速度a＝_____ m/s2；(结果保留2位有效数字)
图像斜率大小等于加速度大小，故有
(4)如果当时电网中交变电流的电压变成210 V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比______(选填“偏大”“偏小”或“不变”).
如果当时电网中交变电流的电压变为210 V，而做实验的同学并不知道，但频率不变，故打点的周期不变，不影响测量情况，故加速度的测量值与实际值相比不变.
4.一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.(结果均保留两位有效数字)
由题图知，x1＋x2＝0.06 m，
又x4＋x5＝0.24 m
根据各点的瞬时速度，作出v－t图像如图所示
v－t图像的斜率表示加速度，则加速度：
5.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.已知该相机的连拍频率是每秒10张，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.
每秒拍10张照片，则拍摄周期T＝ s＝0.1 s.
(2)图中从左向右玩具赛车在第二个位置的速度v2＝______ m/s，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.
6.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器接在50 Hz的低压交变电源上，某同学在打出的纸带上每5点取一个计数点，共取了A、B、C、D、E、F六个计数点(每相邻两个计数点间的四个点未画出)，如图甲所示.从每一个计数点处将纸带剪开分成五段(分别为a、b、c、d、e段)，将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中，如图乙所示，由此可以得到一条表示v－t关系的图线，从而求出加速度的大小.
(1)请你在图乙xOy坐标系中用最简洁的方法作出能表示v－t关系的图线，其中____(填“x”或“y”)轴相当于v轴，____(填“x”或“y”)轴相当于t轴.
分别取a、b、c、d、e五段的上方中点，并连线，则得到能表示v－t关系的图线，如图所示：y轴相当于v轴；x轴相当于t轴；
(2)从第一个计数点开始计时，为求出0.15 s时刻的瞬时速度，需要测出____段纸带的长度.
(3)若测得a段纸带的长度为2.0 cm，e段纸带的长度为10.0 cm，则可求出加速度的大小为____ m/s2.