人教版高一物理必修1第二章匀变速直线运动的研究第1节实验：探究小车速度随时间变化的规律课件 20张PPT

高 一 物 理 必 修 1第 二 章 匀 变 速 直 线 运 动 的 研 究第 1节 实 验 ： 探 究 小 车 速 度 随 时 间 变 化 的 规 律包 头 市 百 灵 庙 中 学史 殿 斌 一 、 进 行 实 验1 如 图 所 示 ， 把 附 有 滑 轮 的 长 木 板 平 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 没 有 滑 轮 的 一端 ， 连 接 好 电 路 。2 将 细 绳 绕 过 滑 轮 ， 下 面 挂 上适 当 的 钩 码 ， 小 车 在 钩 码 的 牵引 下 运 动 。 把 纸 带 穿 过 打 点 计时 器 ， 并 把 纸 带 的 一 端 固 定 在 小 车 的 后 面 。 3 把 小 车 停 在 靠 近 打 点 计 时 器 的 位 置 ， 启 动 打 点 计 时器 ， 然 后 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 。 换 上 新纸 带 ， 重 复 实 验 两 次 。 二 、 数 据 处 理1 从 三 条 纸 带 中 选 择 一 条 比 较 理 想 的 ， 舍 掉 开 头 比 较 密 集 的点 迹 ， 在 后 边 便 于 测 量 的 地 方 找 一 个 点 做 计 时 起 点 。 为 了 测量 方 便 和 减 少 误 差 ， 通 常 不 用 每 打 一 次 点 的 时 间 作 为 时 间 的单 位 ， 而 用 每 打 五 次 点 的 时 间 作 为 时 间 的 单 位 ， 就 是T=0.02s 5=0.1s。 在 选 好 的 计 时 起 点 下 面 表 明 0， 在 第 6点下 面 表 明 1， 在 第 11点 下 面 表 明 2 ， 点 0、 1、 2 叫 做计 数 点 ， 两 个 相 邻 计 数 点 间 的 距 离 分 别 是 x1、 x2、 x3 用刻 度 尺 测 量 出 结 果 。 2 利 用 第 一 章 的 方 法 得 出 各 计 数 点 的 瞬 时 速 度 ， 填 入 下 表 标有 “ v1” 的 一 行 。3 增 减 所 挂 的 钩 码 ， 或 在 小 车 上 放 置 重 物 ， 再 做 两 次 实 验 ，填 入 上 表 标 有 “ v 2” 和 “ v3” 的 两 行 。小 车 在 几 个 时 刻 的 速 度位 置 编 号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9时 间 t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9v1/(m/s)v2/(m/s)v3/(m/s) 三 、 作 出 速 度 时 间 图 像1 以 速 度 v为 纵 轴 ， 时 间 t为 横 轴 建 立 直 角 坐 标 系 。 根 据 表中 的 v、 t数 据 ， 在 直 角 坐 标 系 中 描 点 。 通 过 观 察 、 思 考 ，找 出 这 些 点 的 分 布 规 律 。2 我 们 会 看 到 ， 对 于 每 次 实 验 ， 描出 的 几 个 点 都 大 致 落 在 某 条 直 线 上 。3 小 车 运 动 的 v-t图 像 是 一 条 倾 斜 的直 线 ， 小 车 在 做 匀 变 速 直 线 运 动 。 【 做 一 做 】 用 计 算 机 绘 制 v-t图 象1.借 助 常 用 的 数 表 软 件 ， 可 以 迅 速 、 准 确 地 根 据 表 中 的 数 据作 出 v-t图 象 ， 甚 至 能 够 写 出 图 象 所 代 表 的 公 式 。 下 面 以Excel软 件 为 例 做 简 要 说 明 ， 有 兴 趣 的 同 学 可 以 试 一 试 。2.在 Excel软 件 工 作 簿 的 某 一 列 的 单 元 格 中 依 次 输 入 测 量 时 间 ，在 相 邻 的 一 列 输 入 对 应 的 速 度 值 。 用 鼠 标 选 中 这 些 数 据 ， 按照 “ 插 入 ” 中 的 “ 图 表 向 导 ” 的 提 示 就 能 一 步 步 地 得 到 所 画的 图 象 ， 如 图 所 示 。 3.要 注 意 的 是 ， 操 作 过 程 中 会 出 现 “ 添 加 趋 势 线 ” 对 话 框 ，其 中 的 “ 类 型 ” 标 签 中 有好 几 种 可 选 择 的 函 数 。 由 于我 们 这 个 实 验 的 数 据 几 乎 分布 在 一 条 直 线 上 ， 所 以 应 该选 择 “ 线 性 ” 类 型 。 【 课 堂 训 练 】1.在 “ 探 究 小 车 速 度 随 时 间 变 化 的 规 律 ” 实 验 中 ， 下 列 实 验操 作 中 ， 正 确 的 是 （ ）A 打 点 计 时 器 应 使 用 交 流 电 源B 将 打 点 计 时 器 固 定 在 长 木 板 无 滑 轮 一 端 ， 并 接 好 电 源C 实 验 开 始 时 ， 先 释 放 小 车 ， 再 接 通 打 点 计 时 器 电 源D 打 点 结 束 后 ， 先 断 开 电 源 ， 再 取 下 纸 带 2.在 “ 探 究 小 车 速 度 随 时 间 变 化 的 规 律 ” 实 验 中 ， 下 列 说 法正 确 的 是 （ ）A 小 车 在 钩 码 的 牵 引 下 运 动 时 只 需 打 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 第 一 个 测量 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 当 作 计 时 起 点D 两 相 邻 测 量 点 间 的 时 间 间 隔 必 须 是 0.1s 3.在 研 究 速 度 与 时 间 的 关 系 的 实 验 中 ， 获 得 如 图 所 示 的 纸带 ， A、 B、 C、 D、 E、 F、 G为 计 数 点 ， 相 邻 两 计 数 点 的 时 间间 隔 为 T， x1、 x2、 x3、 x4、 x5、 x6分 别 为 AB、 BC、 CD、 DE、EF、 FG之 间 的 距 离 ， 下 列 表 达 式 中 可 以 用 来 计 算 打 D点 时 小车 速 度 的 有 （ ）A (x2+x4)/2TB (x2+x3+x4+x5)/4TC (x 3+x4)/4T D (x2+x3)/2T 4.某 人 用 打 点 计 时 器 做 “ 探 究 小 车 速 度 随 时 间 变 化 的 规 律 ”的 实 验 ， 利 用 打 出 的 一 条 纸 带 画 出 了 小 车 速 度 随 时 间 变 化 的图 象 ， 如 图 所 示 。 下 列 说 法 正 确 的 是 （ ）A 当 电 源 频 率 为 50Hz时 ， 打 点 计 时 器 每 隔 0.02秒 打 一 个 点B 小 车 做 匀 速 直 线 运 动C 小 车 在 t 0.02秒 时 的 速 度 大 小 是 0.04m/sD 小 车 的 加 速 度 大 小 为 2m/s2 5.在 用 电 火 花 计 时 器 “ 研 究 匀 变 速 直 线 运 动 ” 的 实 验 中 ， 如图 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 ， 相 邻计 数 点 间 还 有 四 个 点 未 画 出 。（ 1） 根 据 可 以 判 定小 车 做 匀 加 速 运 动 。（ 2） 根 据 运 动 学 有 关 公 式可 求 得 v B m/s， vC m/s， vD m/s。 （ 3） 利 用 求 得 的 数 值 作 出 小 车 的 v-t图 线 （ 以 打 A点 时 开始 记 时 ） ， 并 根 据 图 线 求 出 小 车运 动 的 加 速 度 a m/s2。（ 4） 将 图 线 延 长 与 纵 轴 相 交 ，交 点 的 纵 坐 标 是 0.12m/s，此 速 度 的 物 理 意 义 是 ： 6.在 用 打 点 计 时 器 “ 探 究 小 车 速 度 随 时 间 变 化 的 规 律 ”的 实 验 中 ， 某 同 学 将 打 点 计 时 器 打 出 的 三 条 纸 带 ， 分 别以 间 隔 相 同 点 迹 的 方 式 依 次 剪 成 短 纸 条 ， 按 先 后 顺 序 一端 对 齐 粘 贴 在 一 起 。 然 后 用 平 滑 线 段 将 各 段 纸 带 顶 端 的中 点 连 起 来 ， 如 图 甲 、 乙 、 丙 所 示 ， 则 根 据 纸 带 的 特 点即 可 研 究 物 体 的 速 度 随 时 间 的 变 化 规 律 。 以 下 说 法 正 确的 是 （ ） A 图 甲 表 示 物 体 处 于 静 止B 图 乙 表 示 物 体 做 匀 速直 线 运 动C 图 乙 表 示 物 体 的 速 度随 时 间 均 匀 增 加D 图 丙 表 示 物 体 的 速 度 先 随 时 间 均 匀 增 加 ， 后 保 持 不 变 7.用 如 图 1所 示 的 实 验 装 置 研 究 小 车 速 度 随 时 间 变 化 的 规 律 。主 要 实 验 步 骤 如 下 ： 安 装 好 实 验 器 材 。 接 通 电 源 后 ，让 拖 着 纸 带 的 小 车 沿 长 木 板 运 动 ，重 复 几 次 ； 选 出 一 条 点 迹 清 晰 的 纸 带 ， 找 一 个 合 适 的 点 当 作 计 时 起 点 O（ t 0） ， 然 后 每 隔 0.1s选 取 一 个 计 数 点 ， 如 图 2中 A、 B、 C、D、 E、 F 所 示 ； 通 过 测 量 、 计 算 可 以 得 到 在 打 A、 B、 C、 D、 E 点 时 小车 的 速 度 ， 分 别 记 作 v1、 v2、 v3、 v4、 v5 ； 以 速 度 v为 纵 轴 、 时 间 t为横 轴 建 立 直 角 坐 标 系 ， 在 坐 标纸 上 描 点 ， 如 图 3所 示 。结 合 上 述 实 验 步 骤 ， 请 你 完 成下 列 问 题 ： （ 1） 在 下 列 仪 器 和 器 材 中 ， 还 必 须 使 用 的 有 （ 填 选项 前 的 字 母 ） 。A 电 压 合 适 的 50Hz交 流 电 源 B 电 压 可 调 的 直 流 电 源C 刻 度 尺 D 秒 表 E 天 平 （ 含 砝 码 ）（ 2） 对 应 的 坐 标 点 ， 并 画 出 v-t图 象 。（ 3） 观 察 v-t图 象 ， 可 以 判 断 小 车 做 匀 变 速 直 线 运 动 ， 其 依据 是 。 根 据 v-t图 象 计 算 出 小 车 的 加 速度 a m/s 2（ 保 留 两 位 有 效 数 字 ） 。 AC略v-t图 像 是 一 条 倾 斜 的 直 线0.64 8.如 图 所 示 ， 是 某 质 点 运 动 的 v-t图 象 ， 请 回 答 ：（ 1） 质 点 在 0 4s内 、 4s 8s内 、8s 10s内 、 10s 12s、 12s 15s内各 段 的 过 程 中 做 什 么 性 质 的 运 动 ？（ 2） 在 0 4s内 、 8s 10s内 、10s 12s、 12s 15s内 内 质 点 的加 速 度 各 是 多 少 ？ 并 说 明 正 负 方 向 。a1=3m/s2， a2=0， a3=-6m/s2， a4=-6m/s2， a5=4m/s2