高中物理 第2章 探究小車速度隨時間變化的規(guī)律課件 新人教版必修1

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1、成才之路成才之路 物理物理路漫漫其修遠兮路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索吾將上下而求索人教版人教版 必修必修1 勻變速直線運動的研究勻變速直線運動的研究第二章第二章1.1.1集合的概念1實驗：實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律探究小車速度隨時間變化的規(guī)律第二章第二章1.1.1集合的概念學習目標定位學習目標定位1課堂情景切入課堂情景切入2知識自主梳理知識自主梳理3重點難點突破重點難點突破4考點題型設計考點題型設計5課后強化作業(yè)課后強化作業(yè)6學習目標定位學習目標定位掌握實驗原理及實驗儀器的安裝與使用學會用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)能根據(jù)“vt”圖象描述小車的運動規(guī)律課堂情景切入課堂情景切入 要探究一個物體的

2、速度隨時間變化的規(guī)律，必須知道物體在不同時刻的速度，但直接測量物體的速度是不容易的。請同學們思索一下怎樣利用下面的實驗裝置，探究小車速度隨時間的變化規(guī)律。知識自主梳理知識自主梳理1 實驗原理 平均平均 形狀形狀 斜率斜率 2 打點計時器、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、復寫紙片、細繩、鉤碼、刻度尺、導線、_電源。 一交流交流3 1.(如圖所示)把一端附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上遠離滑輪的一端，連接好電路。 實驗步驟 2把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，放手后，看小車能否在木板上_，然后把紙帶穿過打點計時器，并把紙帶的另一

3、端固定在小車的后面。 3把小車停靠在打點計時器處，先_，后_，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的小點。 4換上新的紙帶，重復實驗兩次。 5增減所掛鉤碼，按以上步驟再做兩次實驗。平穩(wěn)地滑行平穩(wěn)地滑行接通電源接通電源釋放小車釋放小車4 1.在幾條紙帶中選擇一條_，為了便于測量，_開頭一些過于密集的點跡，找一個適當?shù)狞c當做計時_。 2計算出各計數(shù)點的_速度，填入設計好的表格中。 3以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標系，根據(jù)表中v、t數(shù)據(jù)，在直角坐標系中描點，探究小車_隨時間變化的規(guī)律。 數(shù)據(jù)處理最理想的最理想的舍掉舍掉起點起點瞬時瞬時速度速度重點難點突破重點難點突破 一、實驗

4、數(shù)據(jù)處理的方法 1表格法 從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開始一些比較密集的點，在后面便于測量的地方找一個開始點，作為計數(shù)始點，以后依次每五個點取一個計數(shù)點，并標明0、1、2、3、4，測量各計數(shù)點到0點的距離x，并記錄填入表中。位置編號012345時間t/sx/mv/(ms1) 分別計算出與所求點相鄰的兩計數(shù)點之間的距離x1、x2、x3。 利用一段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度求得各計數(shù)點1、2、3、4、5的瞬時速度，填入上面的表格中。 根據(jù)表格的數(shù)據(jù)，分析速度隨時間怎么變化。 2圖象法 在坐標紙上建立直角坐標系，橫軸表示時間，縱軸表示速度，并根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標系中

5、描點。 畫一條直線，讓這條直線通過盡可能多的點，不在線上的點均勻分布在直線的兩側，偏差比較大的點忽略不計，如圖所示。 三、實驗注意事項 1開始釋放小車時，應使小車靠近打點計時器。 2先接通電源，計時器工作后，再放開小車，當小車停止運動時及時斷開電源。 3要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，當小車到達滑輪前及時用手按住它。 4牽引小車的鉤碼個數(shù)要適當，以免加速度過大而使紙帶上的點太少，或者加速度太小，而使各段位移無多大差別，從而使誤差增大，加速度的大小以能在50cm長的紙帶上清楚地取得六、七個計數(shù)點為宜。 5要區(qū)別計時器打出的點與人為選取的計數(shù)點，一般在紙帶上每隔四個點取一個計數(shù)點，即時間間隔為T0

6、.025s0.1s。 6不要分段測量各段位移，應盡可能地一次測量完畢(可先統(tǒng)一量出各計數(shù)點到計數(shù)起點O之間的距離)。讀數(shù)時應估讀到毫米的下一位。 7描點時最好用坐標紙，在縱、橫軸上選取合適的單位，用細鉛筆認真描點?？键c題型設計考點題型設計在探究小車速度隨時間變化的規(guī)律實驗中，某同學操作中有以下實驗步驟，其中有錯誤或遺漏的步驟。(遺漏步驟可編上序號G、H、) A.拉住紙帶，將小車移至靠近打點計時器處先放開紙帶，再接通電源； B.將打點計時器固定在平板上，并接好電路； C.把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下面吊著適當重的鉤碼； D.取下紙帶；1 對實驗過程的掌握 1 E.將平板一端抬高，輕推

7、小車，使小車能在平板上平穩(wěn)地滑行； F.將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔。 (1)所列步驟中有錯誤的是：_。 (2)遺漏的步驟：_。 (3)將以上步驟完善后寫出合理的步驟順序：_。 解析：(1)步驟A中應先通電，再放紙帶，順序不能顛倒；D中取下紙帶前先斷開電源；E中操作時應不掛鉤碼。 (2)遺漏的步驟G：換上新紙帶，重復實驗三次。 (3)步驟完善后，合理的實驗步驟順序為：BFECADG 答案：(1)A中應先通電，再放紙帶；D中取下紙帶前應先斷開電源；E中操作時應不掛鉤碼 (2)G：換上新紙帶，重復實驗三次 (3)BFECADG 在“探究小車速度隨時間變化規(guī)律”的實驗中： (1)從

8、下列器材中，選出實驗所需的器材_；為達到實驗目的，還缺少_。 打點計時器；天平；低壓直流電源；細繩；紙帶；小車；鉤碼；秒表；一端有滑輪的長木板。 (2)下列操作中正確的有_。(填選項代號) A.通過調(diào)節(jié)，使小車、紙帶、細繩和定滑輪上邊緣在一條直線上 1 1 B.坐標軸單位長度越小越好 C.開始前要先接通電源后松開紙帶，打完點要先斷開電源后取紙帶 D.鉤碼的質量越大越好 答案：(1)交流電源(2)AC 解析：(1)打點計時器是一種計時儀器，所用電源為交流電，因此不用選，但實驗還缺少低壓交流電源，鉤碼的質量在實驗中不用測量，因此不用選。 (2)實驗中要調(diào)節(jié)滑輪的高度使小車、紙帶、細繩和定滑輪上邊緣

9、在一條直線上，可以減小摩擦，所以A對；要適當?shù)剡x取坐標軸的單位長度使圖象盡量分布在較大的坐標平面內(nèi)，所以B錯；開始前要先接通電源后松開紙帶，打完點要先斷開電源后取紙帶，這樣可以使實驗效果更好，所以C對；鉤碼的質量要適中，不要太大也不要太小，以100g左右為宜，所以D錯。在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，如圖所示，給出了從0點開始，每5個點取一個計數(shù)點的紙帶，其中0、1、2、3、4、5、6都為計數(shù)點，測得：x11.40cm，x21.90cm，x32.38cm，x42.88cm，x53.39cm，x63.87cm。那么：2 根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)判斷物體的速度隨時間變化的規(guī)律 2 (1)在打點計時

10、器打出點1、2、3、4、5時，小車的速度分別為：v1_cm/s，v2_cm/s，v3_cm/s，v4_cm/s，v5_cm/s。 (2)在平面直角坐標系中作出vt圖象。 (3)分析小車運動速度隨時間變化的規(guī)律。 (3)小車運動的vt圖象是一條傾斜的直線，說明速度隨時間均勻增加，它們成“線性關系”。 答案：(1)16.5021.4026.3031.3536.30 (2)如圖所示(3)速度隨時間均勻增加 (青島20132014學年高一上學期六校聯(lián)考)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，打點計時器使用的交流電的頻率為50Hz，記錄小車運動的紙帶如圖所示，在紙帶上選擇0、1、2、3、4、5的6

11、個計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點未畫出，紙帶旁并排放著帶有最小分度為毫米的刻度尺，零點跟“0”計數(shù)點對齊，由圖可以讀出三個計數(shù)點1、3、5跟0點的距離填入下列表格中。 2 2距離d1d3d5 答案：1.205.4012.000.210.60為研究實驗小車沿斜面向下運動的規(guī)律，把打點計時器紙帶的一端固定在小車上，小車拖動紙帶運動時，紙帶上打出的點如圖所示： 3 拓展延伸 3 (1)某同學用以下方法繪制小車的vt圖象，先把紙帶每隔0.1s剪斷，得到若干短紙條，再把這些紙條并排貼在一張紙上，使這些紙條下端對齊，作為時間坐標軸，標出時間。最后將紙條上端中心連接起來，于是得到vt圖象。請你按以上辦法

12、(用一張薄紙壓在圖上，復制得到紙帶)繪制這個圖象。 (2)這樣做有道理嗎？說說你的看法。 解析：小車沿斜面向下，其速度是變化的。在很短時間內(nèi)的平均速度可以等效為中間時刻的瞬時速度，由于計時的間隔相等，據(jù)xvt知，位移與速度成正比，因此紙帶的速度與紙帶長度成正比，可用紙帶長度“等效”速度大小。 答案：(1)繪制的圖象如圖所示 (2)剪下的紙帶長度表示0.1 s時間內(nèi)位移大小，vx，因此紙帶長度可表示某點速度大小 點評：本題采用等效替代的方法，把紙帶的寬度等效為時間，由于每段紙帶選5個間隔，因此，等效時間為0.1s，水平軸為時間軸，物體運動的速度等于這段時間內(nèi)的平均速度，也近似等于中間時刻的速度。因此把中間位置連成一條直線，表示把不同的速度所表示的點連成一條直線，從而反映出運動規(guī)律。在vt圖象中，直線的斜率表示加速度，因此可以求出加速度。 除用打點計時器探究物體速度隨時間變化的規(guī)律外，人們還可以用其他方法來進行實驗，記錄物體運動的時間和位移，“頻閃照相法”就是其中最常用的一種。下圖是采用每秒閃光10次拍攝的小球在斜面上運動的頻閃照片示意圖，圖中每兩個相鄰的小球的影像間隔的時間就是0.1s，這樣便記錄了小球運動的時間，而小球運動的位移則可以用刻度尺測出。試根據(jù)圖中信息作出小球的vt圖象。 3 3 答案：根據(jù)所求數(shù)據(jù)作出的vt圖象如圖所示。