高中物理 第二章 匀变速直线运动的研究（第1课时）实验探究小车速度随时间变化的规律 匀变速直线运动的速度与时间的关系课件 新人教版必修

第1课时 实验：探究小车速度随时间变化的规律 匀变速直线运动的速度与时间的关系,研究学考明确要求,知识点一 实验探究 基 础 梳 理 1.实验器材 打点计时器、_、纸带、一端附有滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、_、坐标纸。 2.实验原理 (1)纸带上某点的瞬时速度一般用一小段时间内的_代替。 (2)用描点法画出小车的vt图象,图线的_表示加速度，如果vt图象是一条倾斜的直线，说明小车的速度是均匀变化的。,交流电源,刻度尺,平均速度,斜率,3.实验步骤 (1)如图1所示，把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端，连接好电路。,图1,(2)把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下面挂上适当的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另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，先_，后_ _，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一串小点，随后立即关闭电源。换上新纸带，重复操作两次。,接通电源,释放,小车,即 学 即 练 1.在“探究小车的速度随时间变化的规律”的实验中，某同学操作过程中有以下实验步骤： 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长木板上，并连接好电路； C.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着适当重的钩码，放手后看小车能否在木板上做平稳的加速运动； D.关闭电源，取下纸带； E.把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使附有定滑轮的一端伸出桌面；,F.将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔； G.换上新纸带，重复操作两次。 (1)其中有错误的步骤是 ；应改正为 。 (2)将改正后的步骤按合理的顺序写在横线上： 步骤顺序为 。 解析 (1)打点计时器在使用时，为了使打点稳定，同时为了提高纸带的利用率，使尽量多的点打在纸带上，要应先接通电源，再放开纸带，故A错误。 (2)本着先安装器材，后进行实验的思路，如在该实验中，先固定长木板，安装打点计时器，准备完毕开始进行实验，注意要先打点后释放小车，做完一次实验要及时关闭电源，故正确的实验步骤是EBCFADG。 答案 (1)A 应先接通电源，再放开纸带 (2)EBCFADG,知识点二 实验数据的处理及误差分析 基 础 梳 理 1.计算法 (1)纸带的选取 从三条纸带中选取一条比较理想的纸带，舍掉开头一些过于密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点来确定计数点。 为了计算方便，通常选相隔0.1 s的若干计数点进行测量。 (2)采集数据的方法 如图2所示，在纸带上测出各计数点到计数零点的距离x1，x2，x3，x4，x5，x6，然后再计算出相邻两个计数点的距离。 x1x1，x2x2x1，x3x3x2，x4x4x3，x5x5x4，x6x6x5。,图2,2.图象法 (1)定标度：坐标轴的标度选取要合理，应使图象大致布满坐标纸。,图3,典 例 精 析 【例1】 (2015杭州市高一期中)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5的6个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺，零点跟“0”计数点对齐，由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离填入下列表格中。,计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为v2 m/s，小车的加速度是a m/s2。,答案 1.20 5.40 12.00 0.21 0.60,即 学 即 练 2.一小球在桌面上从静止开始做加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置编号。如图4甲所示，1位置恰为小球刚开始运动的瞬间，作为零时刻。摄影机连续两次曝光的时间间隔均相同，小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置的速度分别为v10，v20.06 m/s，v3 m/s，v40.18 m/s，v5 m/s。在图乙所示的坐标纸上作出小球的速度时间图象(保留描点痕迹)；根据图象可求出加速度a m/s2。(保留两位有效数字),图4,答案 0.12 0.24 见解析图 0.12,知识点三 匀变速直线运动及vt图象 基 础 梳 理 1.匀变速直线运动 (1)特点 加速度a_。 vt图象是一条_。 (2)分类 匀加速直线运动：物体的速度随时间_。 匀减速直线运动：物体的速度随时间_。 2.对vt图象的理解 (1)其上每一个点表示某一时刻的速度,正负表示速度的_ (即物体运动的方向)。 (2)直线的斜率表示_,斜率的正负表示加速度的_。,恒定不变,倾斜的直线,均匀增大,均匀减小,方向,加速度,方向,思考 几种常见的匀变速直线运动的vt图象(如图5所示),图5,(1)直线a：速度随时间均匀增加，为 直线运动。 (2)直线b：速度随时间均匀减小，为 直线运动。 (3)直线c：速度随着时间先 ，后反向 ，由于加速度不变，整个运动过程也是 直线运动。 答案 (1)匀加速 (2)匀减速 (3)均匀减小 均匀增加 匀变速,典 例 精 析 【例2】 如图6所示，请回答：,图6,(1)图线分别表示物体做什么运动？ (2)物体3 s内速度的改变量是多少，方向与速度方向有什么关系？ (3)物体5 s内速度的改变量是多少？方向与其速度方向有何关系？ (4)物体运动的加速度分别为多少？方向如何？ (5)两图线的交点A的意义。,答案 (1)做匀加速直线运动。做匀减速直线运动。(2)物体3 s内速度的改变量是9 m/s，方向与速度方向相同。 (3)物体5 s内速度的改变量是9 m/s，方向与其速度方向相反。 (4)物体的运动加速度分别为3 m/s2，1.80 m/s2，物体加速度与速度方向相同，物体加速度与速度方向相反。 (5)两图线的交点表示此时两者速度相同。,技巧点拨 由vt图象可获得物体运动的信息有： (1)物体运动的快慢对应纵轴数值。 (2)物体运动的方向一般t轴上方为正方向，t轴下方为负方向 (3)物体运动快慢的变化从图线对应的v数值变化可以看运动快慢的变化。 (4)加速度大小图线斜率绝对值大则a大，斜率绝对值小则a小，图象的斜率不变，a即不变。,即 学 即 练 3.如图7所示是某物体做直线运动的vt图象，由图象可知 ( ),图7,A.物体在02 s内做匀速直线运动 B.物体在28 s内静止 C.t1 s时物体的加速度为6 m/s2 D.t5 s时物体的加速度为12 m/s2,答案 C,知识点四 速度与时间的关系式 基 础 梳 理 1.公式vv0at中各量的物理意义 v0是开始计时时的瞬时速度，称为初速度；v是经时间t后的瞬时速度，称为末速度;at是在时间t内的速度_,即vat。 2.公式的适用条件：做_运动的物体 3.公式的矢量性 公式中的v0、v、a均为矢量，应用公式解题时，一般取v0的方向为正方向。若物体做匀加速直线运动，a取正值；若物体做匀减速直线运动，a取负值。,变化量,匀变速直线,4.公式vv0at的特殊形式 (1)当a0时，vv0(匀速直线运动)； (2)当v00时，vat(由静止开始的匀加速直线运动)。,典 例 精 析 【例3】 汽车以45 km/h的速度匀速行驶。 (1)若汽车以0.6 m/s2的加速度加速，则10 s后速度能达到多少？ (2)若汽车刹车以0.6 m/s2的加速度减速，则10 s后速度能达到多少？,答案 (1)