21探究小车速度随时间的变化规律

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2.1,实验：探究小车速度随时间的变化规律,第,2,章 匀变速直线运动的研究,学习重点,练习使用打点计时器,对运动的速度随时间变化规律的探究。,学习难点,1,、各点瞬时速度的计算。,2,、对实验数据的处理、规律的探究。,一、回忆：,2,、纸带能给我们提供哪些信息？,3,、通过测量或计算还能得到哪些信息？,1,、打点计时器的类型、结构、工作原理？,一、实验目的：,用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车速度随时间的变化规律。,二、,实验步骤：,1,、把一端附有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远离滑轮的一端，连好电路。,2,、把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，启动电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后，关闭电源,3,、换上纸带，重复操作三次,三、注意事项：,1,在安装仪器时，要注意让滑轮伸出桌面外；细绳应与木板平行；打点计时器应与低压电源,4,6V,交流输出连接；如果用电火花计时器，不再需要使用低压电源；实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们被碰坏或跌坏。,2,选择纸带的原则：点迹清晰且连续相等时间内的位移差大致相等。,3,注意计时点和计数点的区别,4.,从纸带中选择较理想的，舍弃开头一些比较密集的点子，在后边便于测量的地方找一个开始点来确定计数点。,四、纸带分析：,问题,1,：怎样分析和选取纸带上的点？,1,、开头过于密集的点舍掉，纸带的一段；若纸带上点与点之间的距离较小，可取多个间隔（可,5,）为一个计数间隔时间（间隔不再是,0.02s,）（但要看具体情况灵活选定）；,2,、原则上能取六、七个计数点为宜；,3,、给选取的点加标记。,0,1,，,2,，,3,，,4,，,5,，,6(,计数点,),用求平均速度的方法来代替（用计算较准确的平均速度来代替），如何代替？（选择包括该点在内的一段位移（该点最好处在中间时刻位置）,x,，找出对应的时间,t,，用,x,t,作为该点的瞬时速度）；,对于选取的两个端点的速度暂时不计算（误差较大）；,测量各个计数点之间的距离应考虑,估位,、,单位,。,四、纸带分析：,问题,2,：如何计算出所取点的瞬时速度？,四、纸带分析：,问题,3,：如何根据速度,时间图象（,vt,图象）求小车的加速度和初速度？,取任意两组数据求出,v,和,t,，然后代入,v,t,求解。,在,vt,图象上取一段时间,t,（尽量取大一些），找出两个时刻对应的坐标值求出,v,，代入,v,t,求解。,哪一种方法更好？（画图时让不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小误差的一种手段，也就是说应该用图象上的点，而不是用实验所得到的数据）,纸带上零时刻的速度和末速度如何求？（根据图象来求，这样可以减小误差）,五、数据处理：,1,、列表法。,2,、图象法（,v-t,图象）：,根据所得数据，选择合适的标度建系（图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）,根据所得数据确定点的位置,观察和思考点的分布规律。,“,拟合”图象：从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上，画出一条直线，让尽可能多的点处在这条直线上，其余均匀分布，去掉偏差太大的点,在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图给出了从,0,点开始，每,5,个点取一个计数点的纸带，其中,0,，,l,，,2,，,3,，,4,，,5,，,6,都为计数点测得：,s,0l,=1.40cm,，,s,12,=1.90cm,，,s,23,2.38cm,，,S,34,2.88cm,，,S,45,=3.39cm,，,S,56,=3.87cm,那么：,(1),在计时器打出点,l,，,2,，,3,，,4,，,5,时，小车的速度分别为；,V,1,=_cm,s,，,V,2,=_cm,s,，,V,3,=_cm,s,，,V,4,=_cm,s,，,V,5,=_cm,s,(2),在平面直角坐标系中作出速度一时间图像,(3),分析小车运动速度随时间变化的规律,0.165,0.214,0.263,0.315,0.363,数据处理,：,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,t/s,o,0.10,0.20,0.30,0.40,v/m/s,与纵轴的交点是什么意思？,如何求加速度？,t=0.4s,V=,？,0.198m/s,六、,用计算机描绘,V-t,图,实验结论：,小车的速度随时间的增加而均匀增加,小车速度随时间逐渐增大；相同时间里，速度增量相同；成正比,。,实验：探究小车速度随时间变化的规律,第,2,课时问题讨论,江苏省滨海中学梁加琪,2024年11月11日,第,2,章 匀变速直线运动的研究,问题：,求出纸带的加速度和,B,点的速度。（相邻两点间还有,4,点未标出）,可以。,剪下的纸条长度表示,0.1 s,时间内位移大小，可近似认为速度,.,vx,，纸条长度可认为表示速度,问题与练习,P,33,/3,问题与练习：,1,、质量都是,m,的物体在水平面上运动，则在下图所示的运动图像中表明物体做匀速直线运动的图像的是,(),答案：,A,、,C,问题与练习：,一枚自制的小火箭由地面竖直向上发射时的,V-t,图像如图所示，则火箭上升到最高点的位置对应图中的,(),A,O,点,B,A,点,C.B,点,D,C,点,答案：,D,问题与练习：,甲、乙两车从平直公路上的同一处向同一方向运动，其速度图像如图所示，则,A,、开始阶段甲车在乙车的前面，,20s,后乙车比甲车的速度大,B,、开始阶段乙车在甲车的前面，,20s,后乙车比甲车的速度大,C,、,20s,末乙车追上甲车,D,、在某一时刻乙车会追上甲车,答案：,A,、,D,问题与练习：,有一物体做直线运动，其速度图线如图所示那么，物体的加速度和速度方向相同的时间间隔,t,为,(),A,、只有,0t2s B,、只有,2st4s,C 0t2s,和,5st6s D,、,0t2s,和,6st8s,答案：,C,问题与练习：,某物体运动的,V-t,图像如图所示，下列说法中正确的是,A,、物体在,1s,末和,3s,末运动方向发生变化,B,、物体在,2s,末回到出发点,C,、物体在,2s,末和,4s,末时速度为零,D,、物体始终向前运动,答案：,CD,问题与练习：,汽车运动的,V-t,图像如下图所示，则汽车在,50s,末的加速度是,_m/s,2,，在,20s,末的加速度是,_m/s,2,，,200s,内的平均速度是,_,m/s,0.25,0.25,17,问题与练习：,如图给出了汽车从,A,点出发到,B,点做直线运动的,V-t,图像，根据图像填空,(1),在,0,40s,内汽车做,_,运动，加速度是,_,(2),在,40s,120s,内汽车做,_,运动，加速度是,_,(3),在,120s,200s,内汽车做,_,运动，加速度是,_,，发生位移是,_,。,(4),由图像得到汽车从,A,点开始到速度大小为,10m/s,时所需的时间,_,。,匀加速,0.5,匀速直线,0,匀减速,0.5m/s,2,800m,20s,160s,（一）知识与技能,1,、根据相关实验器材，设计实验并熟练操作。,2,、会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度。,3,、会用表格法处理数据，并合理猜想。,4,、巧用,v-t,图象处理数据，观察规律。,5,、掌握画图象的一般方法，并能用简洁语言进行阐述。,（二）过程与方法,1,、初步学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法。,2,、对打出的纸带，会用近似的方法得出各点瞬时速度。,3,、初步学会根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。,4,、认识数学化繁为简的工具作用，直观地运用物理图象展现规律，验证规律。,（三）情感、态度与价值观,1,、通过对小车运动的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。,2,、通过对纸带的处理，实验数据的图象展现，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意识。,3,、在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力。,4,、在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引伸到各事物间的关联性，使自己溶入社会。,