《物理：21《實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律》課件(新人教版必修1)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理：21《實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律》課件(新人教版必修1)（16頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究1 1 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律復(fù)習(xí)： 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以測量什么物理量？ 位移（用刻度尺測量） 時(shí)間（兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s） 通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶可以間接求什么物理量？ 可以求 :兩點(diǎn)間的平均速度一點(diǎn)的瞬時(shí)速度加速度。例smscmvv/2625. 1/25.126202. 040. 145. 6132smscmvv/025. 2/5 .202202. 045. 655.143542224/05.19/04. 0263. 1025. 2smsmtvva導(dǎo)入： 試驗(yàn)小車運(yùn)動(dòng)是物理學(xué)中最簡單物體運(yùn)
2、動(dòng)，哪它的運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化有什么規(guī)律呢？ 我們可以通過什么方法來研究？ 通過試驗(yàn)! 可以通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器等試驗(yàn)儀器來探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?. 1. 進(jìn)一步熟練打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用。進(jìn)一步熟練打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用。2. 2. 加深學(xué)習(xí)利用紙帶求某時(shí)刻瞬時(shí)速度的方法。加深學(xué)習(xí)利用紙帶求某時(shí)刻瞬時(shí)速度的方法。3. 3. 進(jìn)一步提高用描點(diǎn)法作圖的能力。進(jìn)一步提高用描點(diǎn)法作圖的能力。4. 4. 初步學(xué)會根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行猜測、探究、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的探初步學(xué)會根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行猜測、探究、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的探究方法。究方法。5. 5. 認(rèn)識物理實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)工具在物理學(xué)發(fā)展過程中的作用。認(rèn)識物理實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)工具
3、在物理學(xué)發(fā)展過程中的作用。6. 6. 培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的實(shí)驗(yàn)態(tài)度。培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的實(shí)驗(yàn)態(tài)度。7. 7. 通過實(shí)驗(yàn)探究培養(yǎng)學(xué)習(xí)物理和研究物理問題的興趣，學(xué)通過實(shí)驗(yàn)探究培養(yǎng)學(xué)習(xí)物理和研究物理問題的興趣，學(xué)會探尋物理規(guī)律的方法。會探尋物理規(guī)律的方法。8. 8. 學(xué)習(xí)合作完成實(shí)驗(yàn)，交流實(shí)驗(yàn)體會學(xué)習(xí)合作完成實(shí)驗(yàn)，交流實(shí)驗(yàn)體會一一. 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟 把一端附有滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把把一端附有滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上遠(yuǎn)離滑輪的一端，連接好電路。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上遠(yuǎn)離滑輪的一端，連接好電路。 把一條細(xì)繩拴在小車上，使
4、細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)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平穩(wěn)地加速滑行，然后把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行，然后把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的另一端固定在小車的后面。器，并把紙帶的另一端固定在小車的后面。 把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，后釋放小車，讓小車把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，后釋放小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列小點(diǎn)，換上新紙帶，重拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列小點(diǎn)，換上新紙帶，重復(fù)該實(shí)驗(yàn)三次。復(fù)該實(shí)驗(yàn)三次。 從三條紙帶上選擇一條比較理想
5、的，舍掉開頭一些比較密集的點(diǎn)，從三條紙帶上選擇一條比較理想的，舍掉開頭一些比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測量的地方找一個(gè)開始點(diǎn)來確定計(jì)數(shù)點(diǎn)。為了計(jì)算方便和減小在后邊便于測量的地方找一個(gè)開始點(diǎn)來確定計(jì)數(shù)點(diǎn)。為了計(jì)算方便和減小誤差，通常用連續(xù)打五個(gè)點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間單位，即誤差，通常用連續(xù)打五個(gè)點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間單位，即0.1 s0.1 s。正確使。正確使用毫米刻度尺測量相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，并填入表中。用毫米刻度尺測量相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，并填入表中。 實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，一端附有定滑輪的長木板，小車，紙帶，細(xì)繩，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，一端附有定滑輪的長木板，小車，紙帶，細(xì)繩，鉤碼，電源，刻度尺。鉤碼，電
6、源，刻度尺。【例例1 1】從下列所給器材中，選出實(shí)驗(yàn)從下列所給器材中，選出實(shí)驗(yàn)“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律” 中所需的器材有；為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，還缺少。中所需的器材有；為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模€缺少。 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；天平；低壓直流電源；細(xì)繩；紙帶；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；天平；低壓直流電源；細(xì)繩；紙帶； 小車；鉤碼；秒表；一端有滑輪的長木板。小車；鉤碼；秒表；一端有滑輪的長木板。【例例2 2】在在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，按照實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，按照實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的先后順序，將下述步驟的代號填在橫線上的先后順序，將下述步驟的代號填在橫線上。A.A.把穿
7、過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶固定在小車后面把穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶固定在小車后面B.B.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板的沒滑輪的一端，并連好電路把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板的沒滑輪的一端，并連好電路C.C.換上新的紙帶，再重復(fù)做兩次換上新的紙帶，再重復(fù)做兩次D.D.把長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面把長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面E E. .使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源，放開小車，讓小車運(yùn)動(dòng)使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源，放開小車，讓小車運(yùn)動(dòng)F.F.把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下邊吊著合適的鉤碼把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下邊吊著合適的鉤碼G.G.斷開電源，取出紙帶斷
8、開電源，取出紙帶、 （2）紙帶的選取與測量點(diǎn)的選?。簭娜龡l紙帶中選取較理想的）紙帶的選取與測量點(diǎn)的選?。簭娜龡l紙帶中選取較理想的紙帶，舍去點(diǎn)跡密集的部分；在后邊便于測量的地方找一個(gè)開始點(diǎn)紙帶，舍去點(diǎn)跡密集的部分；在后邊便于測量的地方找一個(gè)開始點(diǎn)作為起點(diǎn)，再往后選取作為起點(diǎn)，再往后選取“測量點(diǎn)測量點(diǎn)”。測量點(diǎn)的選取一般用連續(xù)打。測量點(diǎn)的選取一般用連續(xù)打5個(gè)點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間單位，即個(gè)點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間單位，即T=0.1 s。二二. 處理數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù) （1） 由于小車做變速運(yùn)動(dòng)，因此要選取較短時(shí)間求平均速由于小車做變速運(yùn)動(dòng)，因此要選取較短時(shí)間求平均速度，此時(shí)的平均速度與瞬時(shí)速度幾乎相同，方法是：以待求
9、點(diǎn)度，此時(shí)的平均速度與瞬時(shí)速度幾乎相同，方法是：以待求點(diǎn)為中間時(shí)刻，測出相鄰的前后計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的位移為中間時(shí)刻，測出相鄰的前后計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的位移x1和和x2，則，則)1 . 0(221sTTxxvv （3）測量與數(shù)據(jù)收集：用毫米刻度尺測量每相鄰兩測量點(diǎn)間的）測量與數(shù)據(jù)收集：用毫米刻度尺測量每相鄰兩測量點(diǎn)間的距離，填表并計(jì)算瞬時(shí)速度。距離，填表并計(jì)算瞬時(shí)速度?！纠纠?】在】在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)的實(shí) 驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電的頻率為驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電的頻率為50 Hz，記錄小車運(yùn)動(dòng)的紙帶如圖，記錄小車運(yùn)動(dòng)的紙帶如圖2-1-2所示，在所示，在
10、 紙帶上選擇紙帶上選擇0、1、2、3、4、5 共共6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)， 相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，紙帶旁相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，紙帶旁 并排放著帶有最小分度為毫米的刻度尺，零刻并排放著帶有最小分度為毫米的刻度尺，零刻 度線跟度線跟“0”計(jì)數(shù)點(diǎn)對齊，由圖可以讀出三個(gè)計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)點(diǎn)對齊，由圖可以讀出三個(gè)計(jì)數(shù) 點(diǎn)點(diǎn)1、3、5跟跟0 點(diǎn)的距離填入下列表格中點(diǎn)的距離填入下列表格中 （1）填表：）填表： （2）計(jì)算小車通過計(jì)數(shù)點(diǎn)）計(jì)算小車通過計(jì)數(shù)點(diǎn)“2”的瞬時(shí)速度公式為的瞬時(shí)速度公式為v2=_(以以d1、d2及相鄰計(jì)及相鄰計(jì)數(shù)數(shù) 點(diǎn)點(diǎn) 間時(shí)間間時(shí)間T來表示來表示)代入得代入得v2=_m/s
11、。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）距離距離d1d2d3測量值測量值/cm圖圖2-1-22-1-2【解析解析】（1）用毫米刻度尺測量紙帶上各計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離時(shí)，）用毫米刻度尺測量紙帶上各計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離時(shí)，盡量一次性測量完畢，注意到最小精確度為毫米，讀數(shù)時(shí)要估盡量一次性測量完畢，注意到最小精確度為毫米，讀數(shù)時(shí)要估讀到毫米后一位，即讀到毫米后一位，即d1=1.20 cm，d2=5.40 cm，d3=12.00 cm。（2）計(jì)數(shù)點(diǎn)）計(jì)數(shù)點(diǎn)“2”的瞬時(shí)速度的瞬時(shí)速度v2可用計(jì)數(shù)點(diǎn)可用計(jì)數(shù)點(diǎn)“1”和和“3”間的平均間的平均速度來代替。即速度來代替。即v2=(d2-d1)/2T，代入數(shù)據(jù)得，代入
12、數(shù)據(jù)得v2=0.21 m/s。v2=(d2-d1)/2T0.210.211.205.4012.00 【評析評析】 (1)用毫米刻度尺測量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)數(shù)點(diǎn)用毫米刻度尺測量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)數(shù)點(diǎn)O的距離時(shí)，要注意讀數(shù)的距離時(shí)，要注意讀數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)，當(dāng)以毫米為單位時(shí)，讀數(shù)保留到小數(shù)點(diǎn)后第一位，本題以的有效數(shù)字位數(shù)，當(dāng)以毫米為單位時(shí)，讀數(shù)保留到小數(shù)點(diǎn)后第一位，本題以厘米為單位，讀數(shù)要保留到小數(shù)點(diǎn)后第厘米為單位，讀數(shù)要保留到小數(shù)點(diǎn)后第2位。位。 （2）密切注意相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔）密切注意相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T，在本題中，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間，在本題中，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間“還有四個(gè)打點(diǎn)還有四個(gè)打點(diǎn)”，故，故T=
13、50.02 s=0.1 s?！纠纠?】小球做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的頻閃照片如圖所示。已知頻】小球做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的頻閃照片如圖所示。已知頻閃周期閃周期T=0.1 s，小球相鄰位置的間距（由照片中的刻度，小球相鄰位置的間距（由照片中的刻度尺量得）分別為尺量得）分別為6.51 cm，AB=5.59 cm，BC=4.70 cm，CD=3.80 cm，DE=2.89 cm，2.00 cm小球在小球在位置位置時(shí)的速度大小時(shí)的速度大小vA=_ m/s；小球運(yùn)動(dòng)的加速度；小球運(yùn)動(dòng)的加速度大小大小a=_m/s2。0.90.90.6050.605 作出速度作出速度時(shí)間圖象：以速度時(shí)間圖象：以速度v為縱軸，為縱軸，時(shí)間時(shí)間t
14、為橫軸，建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)表中為橫軸，建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點(diǎn)，將這些點(diǎn)連成一條直線，數(shù)據(jù)描點(diǎn)，將這些點(diǎn)連成一條直線，連線連線時(shí)應(yīng)使盡量多的點(diǎn)落在直線上，不在直線時(shí)應(yīng)使盡量多的點(diǎn)落在直線上，不在直線上的點(diǎn)要盡量對稱分布在直線兩側(cè)，誤差上的點(diǎn)要盡量對稱分布在直線兩側(cè)，誤差較大的點(diǎn)可舍去。較大的點(diǎn)可舍去。由由v-t圖象的特點(diǎn)，分析圖象的特點(diǎn)，分析小車的運(yùn)動(dòng)情況，如果圖象是一條傾斜的小車的運(yùn)動(dòng)情況，如果圖象是一條傾斜的直線，則表示小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。直線，則表示小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。三三. 作出作出圖像圖像【例【例5】在】在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)
15、中，實(shí)驗(yàn)中， 如圖如圖2-1-4所示為一次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，所示為一次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶， 圖中圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì) 數(shù)點(diǎn)數(shù)點(diǎn) 間的時(shí)間間隔間的時(shí)間間隔0.1。 計(jì)算各點(diǎn)瞬時(shí)速度：計(jì)算各點(diǎn)瞬時(shí)速度： vD_ m/s，vC_ m/s， vB _m/s。 在圖在圖2-1-5所示坐標(biāo)系中作出小車的所示坐標(biāo)系中作出小車的v圖圖 象，并根據(jù)圖象求出象，并根據(jù)圖象求出a_。 將圖線延長與縱軸相交，交點(diǎn)的速度將圖線延長與縱軸相交，交點(diǎn)的速度 是是_，此速度的物理意義是，此速度的物理意義是_。圖圖2-1-52-1-5圖圖2-1-42-1-4【評析評析】作
16、作v-t圖象圖象時(shí)，要標(biāo)時(shí)，要標(biāo)明縱軸和明縱軸和橫軸對應(yīng)橫軸對應(yīng)的字母、的字母、單位、坐單位、坐標(biāo)原點(diǎn)和標(biāo)原點(diǎn)和標(biāo)度。標(biāo)度。 鉤碼的個(gè)數(shù)決定小車所受的牽引力，小車在不同牽引力作用下的運(yùn)鉤碼的個(gè)數(shù)決定小車所受的牽引力，小車在不同牽引力作用下的運(yùn)動(dòng)不同，若鉤碼個(gè)數(shù)過多，在紙帶上打的點(diǎn)過少，若鉤碼個(gè)數(shù)過少，在動(dòng)不同，若鉤碼個(gè)數(shù)過多，在紙帶上打的點(diǎn)過少，若鉤碼個(gè)數(shù)過少，在紙帶上打的點(diǎn)過密，這兩種情況都不利于對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析。紙帶上打的點(diǎn)過密，這兩種情況都不利于對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析。 結(jié)論：掛適當(dāng)?shù)你^碼的目的是使紙帶受適中的拉力，從而使紙帶運(yùn)結(jié)論：掛適當(dāng)?shù)你^碼的目的是使紙帶受適中的拉力，從而使紙帶運(yùn)動(dòng)的速度
17、適中，紙帶上的點(diǎn)疏密適中。動(dòng)的速度適中，紙帶上的點(diǎn)疏密適中。 1.1.教材上：教材上：“將細(xì)繩繞過滑輪，下面掛上適當(dāng)?shù)你^碼，小車在將細(xì)繩繞過滑輪，下面掛上適當(dāng)?shù)你^碼，小車在鉤碼的牽引下運(yùn)動(dòng)。鉤碼的牽引下運(yùn)動(dòng)。”其中，你對其中，你對“適當(dāng)?shù)你^碼適當(dāng)?shù)你^碼”如何理解如何理解? ? (1) 固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)讓限位孔處在長木板的中央位置。固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)讓限位孔處在長木板的中央位置。 （2）滑輪不能過高。）滑輪不能過高。 （3）應(yīng)考慮復(fù)寫紙與紙帶的位置關(guān)系。）應(yīng)考慮復(fù)寫紙與紙帶的位置關(guān)系。 （4）鉤碼數(shù)量不能過多，長木板兩端高低相差不能太大。）鉤碼數(shù)量不能過多，長木板兩端高低相差不能太大。 （5）
18、小車應(yīng)由緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處開始釋放，以紙帶上打出盡量多的點(diǎn)，）小車應(yīng)由緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處開始釋放，以紙帶上打出盡量多的點(diǎn)，在撞擊長木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動(dòng)，防止小車從板上掉下來。在撞擊長木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動(dòng)，防止小車從板上掉下來。 （6）先接通電源，后釋放紙帶。）先接通電源，后釋放紙帶。 （7）打點(diǎn)結(jié)束后立即關(guān)閉電源。）打點(diǎn)結(jié)束后立即關(guān)閉電源。 （8）在用刻度尺測量各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離時(shí)，應(yīng)注意讀數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)，）在用刻度尺測量各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離時(shí)，應(yīng)注意讀數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)，以以mm為單位時(shí)，應(yīng)保留到小數(shù)點(diǎn)后第一位。為單位時(shí)，應(yīng)保留到小數(shù)點(diǎn)后第一位。 （9）作）作v-t圖象時(shí)，應(yīng)使盡量多的點(diǎn)位于圖象時(shí)，應(yīng)使盡量多的點(diǎn)位于v-t圖象上，不在圖象上，不在v-t圖象上的點(diǎn)應(yīng)圖象上的點(diǎn)應(yīng)分布在分布在v-t圖象兩側(cè)。圖象兩側(cè)。 2.用用v-t圖象描述物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有什么優(yōu)點(diǎn)？圖象描述物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有什么優(yōu)點(diǎn)？3.3.做探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意的問題有哪些？做探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意的問題有哪些？用用v-t圖象描述物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的最大優(yōu)點(diǎn)是直觀形象、具體。圖象描述物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的最大優(yōu)點(diǎn)是直觀形象、具體。退出退出
物理：21《實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律》課件(新人教版必修1)
