《实验：探究小车速度随时间变化的规律》课件

单击此处编辑母版文本样式,返回导航,第二章匀变速直线运动的研究,单击此处编辑母版标题样式,物理,必修,第一册,RJ,第二章,匀变速直线运动的研究,实验：探究小车速度随时间变化的规律,PPT,课件,1,实验：探究小车速度随时间变化的规律,PPT,课件,1,情 境 导 入,在生活中，高山滑雪、汽车启动、百米赛跑,；在自然界里，物体下落、猎豹捕食，蚂蚁搬家这些物体的运动，大多是变速运动，其运动规律比较复杂。,本章在掌握了描述运动学的几个物理量的基础上，具体研究一种最简单的变速运动匀变速直线运动的规律。,本章素养概述,内 容 提 要,本章的探究不是从抽象的概念出发，而是先让同学们探究小车在重物牵引下做的变速运动，观察、记录小车随时间变化的情况。然后从实例出发，学习匀变速直线运动的速度与时间的关系、位移与时间的关系。最后研究最简单的匀加速直线运动,自由落体运动，领会伽利略对自由落体运动的研究方法对近代科学的影响。,本章重点：进一步理解位移、速度和加速度；掌握匀变速直线运动的规律；掌握自由落体运动的规律。,本章难点：经历匀变速直线运动的研究过程；运用匀变速直线运动的规律解决实际问题；追及、相遇问题。,本章素养概述,学 法 指 导,1,本章规律多，公式和推论多，学习中注意不要去死记硬背这些规律和公式，重要的是领会概念的实质，把握公式的来龙去脉，要通过一些具体的实例，通过实际物理现象的分析、物理过程的认识，构建正确的物理情景，逐步形成良好的思维习惯。,2,重视物理过程的分析，特别是多解问题的分析，要选择合适的规律，找准过程的连接点。注意运用数学工具,(,如图像、函数,),分析物理过程及临界状态量，例如解决追及与相遇问题。,本章素养概述,3,要有意识地培养自己画运动示意图分析复杂运动的习惯，这样运动过程会变得形象、直观，便于研究。解题时要思路开阔，通过联想比较，筛选最简洁的解题公式。另外还要注意总结分析问题的方法，除了常用的解析法，还有图像法、比例法、极值法、逆向转换法等。,本章素养概述,1实验：探究小车速度随时间变化的规律,目标体系构建,课前预习反馈,课内互动探究,课堂达标检测,夯基提能作业,目标体系构建,【,学习目标,】,1,巩固打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。,2,体验如何从实验研究中获取数据，学会利用图像处理实验数据。,3,能根据,“,v,t,”,图像描述小车的运动规律。,【,思维脉络,】,课前预习反馈,1,实验目的,研究小车速度随时间变化的规律，测量小车在不同时刻的瞬时速度。,2,实验器材,_,、一端附有定滑轮的长铝板、,_,、纸带、细绳、槽码、,_,、导线、交流电源。,知识点,1,实验思路,打点计时器,小车,刻度尺,3,实验思路,如图所示，把一端带有,_,的长铝板平放在实验桌上，铝板上放一个可以左右移动的,_,，小车一端连接穿过打点计时器的,_,，另一端连接绕过滑轮系有,_,的细绳。小车在槽码的牵引下运动，通过研究纸带上的信息，就可以知道小车运动的速度是怎样随时间变化的。,滑轮,小车,纸带,槽码,1,按照图固定好实验器材，并连接好电路。,2,把小车停在,_,打点计时器的位置。,3,启动计时器，然后,_,小车，让它拖着纸带运动。打点计时器在,_,上打下一行小点。,4,_,电源，取下纸带。,5,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。,知识点,2,进行实验,靠近,放开,纸带,关闭,知识点,3,数据分析处理,平均速度,斜率,判一判,(1),长铝板一定要水平放置，不能一端高一端低。,(,),(2),纸带上可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点。,(,),(3),使用刻度尺测量长度时，要进行估读。,(,),(4),作,v,t,图像时，所描曲线必须经过每一个点。,(,),(5),在处理数据时，常用公式法和图像法。,(,),预习自测,选一选,(,多选,),关于用打点计时器探究小车速度随时间变化规律的实验，下列说法正确的是,(,),A,打点计时器应固定在长铝板上，且靠近滑轮一端,B,开始实验时小车应靠近打点计时器一端,C,应先接通电源，待打点稳定后再释放小车,D,牵引小车的槽码个数越多越好,BC,解析：,A,错，,B,对：打点计时器与滑轮间的距离要尽可能大，小车尽可能靠近打点计时器，都是为了使小车运动的距离较大，打出较多的点，充分利用纸带。,C,对：若先释放小车再接通电源，只能在纸带的后面部分打点。,D,错：槽码个数应适当，槽码个数少，打的点很密；槽码个数多，打的点少，都会带来实验误差。,想一想,某同学用以下方法绘制并得到小车的,v,t,图像如图所示。,(1),先把纸带每隔,0.1 s,剪断，得到若干短纸条。,(2),再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条的下端对齐，作为时间轴，标出时间。,(3),最后将纸条上端中心连起来，于是得到如图所示的,v,t,图像。这样做有道理吗？为什么？,课内互动探究,注意事项,1,开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。,2,先接通电源，计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源。,3,要防止槽码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它。,一,实验操作的注意事项,4牵引小车的槽码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上的点太少，或者加速度太小，而使各段位移无多大差别，从而使误差增大，加速度的大小以能在50 cm长的纸带上清楚地取得六七个计数点为宜。,5要区别计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个点取一个计数点，即时间间隔为,T,0.025 s0.1 s。,6不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕(可先统一量出各计数点到计数起点,O,之间的距离)。读数时应估读到毫米的下一位。,7描点时最好用坐标纸，在纵、横轴上选取合适的单位，用细铅笔认真描点。,在探究小车速度随时间变化的规律实验中，某同学操作中有以下实验步骤，其中有错误或遗漏的步骤。(遗漏步骤可编上序号G、H、),A拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处先放开纸带，再接通电源；,B将打点计时器固定在平板上，并接好电路；,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；,典例剖析,典题,1,D取下纸带；,E将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上平稳地滑行；,F将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔。,(1)所列步骤中有错误的是：,_。,(2)遗漏的步骤：_。,(3)将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序：_。,思路引导：,(1)牢记实验操作的步骤；(2)知道操作过程的注意事项。,A中应先通电，再放纸带；D中取下纸带前应先断开电源；E中操作时应不挂槽码,G：换上新纸带，重复实验三次,BFECADG,解析：,(1),步骤,A,中应先通电，再放纸带，顺序不能颠倒；,D,中取下纸带前先断开电源；,E,中操作时应不挂槽码。,(2),遗漏的步骤,G,：换上新纸带，重复实验三次。,(3),步骤完善后，合理的实验步骤顺序为：,BFECADG,。,1,某同学用打点计时器做研究变速运动的实验。他按下图所示安装好了实验器材，接好了线，准备打开电源开关进行实验。在他所组装的器材中，有三处错误，请你指出：,(1)_,；,(2)_,；,(3)_,。,对点训练,电压不应选2 V，应选4 V6 V,不应接直流输出，应接交流输出,小车不应靠在滑轮处，应靠近打点计时器处,解析：,由图可知，打点计时器所选电源种类错误，应选,4,6 V,的交流电源；电压选择,2 V,偏低，不能正常工作，所以要选,4 V,6 V,电压；应接交流输出，不能接直流输出。同时为了使纸带充分利用，应该使小车靠近打点计时器，而不是靠近滑轮。,1,纸带的选取和处理,(1)多条纸带中选取一条点迹清晰且点迹排成直线的纸带进行处理。,(2)舍掉开头一段过于密集的点，找一个适当的点作计时起点，为了减少测量误差和便于计算，每隔4个“计时点”选取一个“计数点”进行测时，相邻计数点的时间间隔为0.1秒。,(3)测量距离时从选取的计时起点到各个计数点的距离。,二,实验数据处理的方法,2,数据处理,(1)表格法,从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点，作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明0、1、2、3、4，测量各计数点到0点的距离,x,，并记录填入表中。,位置编号,0,1,2,3,4,5,时间,t,/s,x,/m,v,/(m,s,1,),统编版优秀公开课课件下载,PPT,课件第,2,章,1.,实验：探究小车速度随时间变化的规律,人教版（,2019,）高中物理必修第一册课件,(,共,42,张,PPT),人教版部编版,统编版优秀公开课课件下载,PPT,课件第,2,章,1.,实验：探究小车速度随时间变化的规律,人教版（,2019,）高中物理必修第一册课件,(,共,42,张,PPT),人教版部编版,分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距离,x,1,、,x,2,、,x,3,利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度，填入上面的表格中。,根据表格的数据，分析速度随时间怎么变化。,统编版优秀公开课课件下载,PPT,课件第,2,章,1.,实验：探究小车速度随时间变化的规律,人教版（,2019,）高中物理必修第一册课件,(,共,42,张,PPT),人教版部编版,统编版优秀公开课课件下载,PPT,课件第,2,章,1.,实验：探究小车速度随时间变化的规律,人教版（,2019,）高中物理必修第一册课件,(,共,42,张,PPT),人教版部编版,(2)图像法,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。,画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在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。,统编版优秀公开课课件下载,PPT,课件第,2,章,1.,实验：探究小车速度随时间变化的规律,人教版（,2019,）高中物理必修第一册课件,(,共,42,张,PPT),人教版部编版,统编版优秀公开课课件下载,PPT,课件第,2,章,1.,实验：探究小车速度随时间变化的规律,人教版（,2019,）高中物理必修第一册课件,(,共,42,张,PPT),人教版部编版,3,误差分析,(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。,统编版优秀公开课课件下载,PPT,课件第,2,章,1.,实验：探究小车速度随时间变化的规律,人教版（,2019,）高中物理必修第一册课件,(,共,42,张,PPT),人教版部编版,统编版优秀公开课课件下载,PPT,课件第,2,章,1.,实验：探究小车速度随时间变化的规律,人教版（,2019,）高中物理必修第一册课件,(,共,42,张,PPT),人教版部编版,如图所示，是某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，用打点计时器得到的表示小车运动过程中的一条清晰纸带，打点计时器打点的时间间隔,T,0.02 s，将纸带上每隔四个点(图上没画出)按打点顺序依次标为,A,、,B,、,C,，其中,x,1,7.05 cm、,x,2,7.68 cm、,x,3,8.33 cm、,x,4,8.95 cm、,x,5,9.61 cm、,x,6,10.26 cm。,典例剖析,典题,2,统编版优秀公开课课件下载,PPT,课件第,2,章,1.,实验：探究小车速度随时间变化的规律,人教版（,2019,）高中物理必修第一册课件,(,共,42,张,PPT),人教版部编版,统编版优秀公开课课件下载,PPT,课件第,2,章,1.,实验：探究小车速度随时间变化的规律,人教版（,2019,）高中物理必修第一册课件,(,共,42,张,PPT),人教版部编版,(1),下表列出了打点计时器打下,B,、,C,、,E,、,F,时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下,D,点时小车的瞬时速度