高中物理 第一课时 实验 探究小车速度随时间变化的规律课件 新人教版必修1.pptVIP

第一课时实验 探究小车速度随时间变化的规律 匀变速直线运动的研究 物体的运动通常是比较复杂的 放眼所见 在生活中 人们跳远助跑 水中嬉戏 驾车行驶 高山滑雪 在自然界里 雨点下落 鸽子飞翔 猎豹捕食 蜗牛爬行 蚂蚁搬家 这些运动中都有速度的变化 物体的速度变化存在规律吗 怎样探索复杂运动蕴含的规律呢 1 通过实验了解匀变速直线运动中速度随时间变化的规律 2 掌握瞬时速度 加速度的求法 知识清单 实验步骤 1 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 把打点计时器固定在长木板上 的一端 连接好电路 2 把一条细绳拴在小车上 使细绳跨过滑轮 下边挂上合适的钩码 启动计时器 然后 让小车拖着纸带运动 打完一条立即关闭 3 换上新纸带 重复操作三次 4 在三条纸带上选择一条最清晰的 舍掉 的点 找一个适当的点当作计时起点 2 放开小车电源 开头一些过于密集 远离滑轮 综合拓展 实验中的注意事项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 要防止钩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 4 牵引小车的钩码个数要适当 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50cm长的纸带上清楚地取得六 七个计数点为宜 5 要区别计时器找出的点与人为选取的计数点 一般在纸带上每隔五个点取一个计数点 即时间间隔为t 0 02 5s 0 1s 特别提示 先通电 后放小车 先止住小车 再断电 注意区分计数点间时间间隔的计算 尝试应用 1 下列关于使用打点计时器的说法 其中正确的是 a 不要在未放纸带时通电打点 每次打点完毕 应及时切断电源 切忌长时间通电使用b 每打完一条纸带 要将复写纸调整一下 确保下一次打点清晰c 若发现振片振幅不稳定 应调节振片螺母 以使振动稳定d 若打出的点带尾巴或双点 则是由于打点针太长所造成的 应适当调节打点针的长度e 若打的点不清楚或有漏点 则检查复写纸是否已损坏或是否打点针太短 abce 2 在探究小车速度随时间变化的规律的实验中 按照实验进行的先后顺序 将下述步骤地代号填在横线上 a 把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面b 把打点计时器固定在木板的没有滑轮的一端 并连好电路c 换上新的纸带 再重做两次d 把长木板平放在实验桌上 并使滑轮伸出桌面e 使小车停在靠近打点计时器处 接通电源 放开小车 让小车运动f 把一条细线拴在小车上 细线跨过定滑轮 下边吊着合适的钩码g 断开电源 取出纸带 dbfaegc 知识清单 实验数据处理 1 在三条纸带中选择一条最清晰的 为了便于测量 舍掉开头一些 的点迹 找一个适当的点当作计时起点 0点 每5个点 相隔t 取1个计数点进行测量 如下图所示 相邻两点中还有4个点 2 计算各计数点的瞬时速度 如上图中打点6时的速度 1 过于密集0 1s 3 把各数据填入自己设计的表格 4 作小车运动的v t图象 以速度v为纵轴 时间t为横轴建立坐标系 根据表中v t数据在坐标系中描点 观察点的分布规律 然后用 拟合 这些点作出小车运动的v t图象 5 分析小车速度随时间的变化规律 4 一条曲线 包括直线 综合拓展 1 在打出点迹清晰的纸带后 要 舍掉开头一些过于密集的点迹 找一个适当的点做计时起点 这样做的目的是 可以减小因点迹过于密集而在测量位移时带来较大的偶然误差 2 量出各计数点左右两计时点 注意计数点与计时点的区别 间的距离x1 x2 计算出平均速度 用此平均速度代替相关计数点的瞬时速度 3 我们在作图时 用一条曲线 包括直线 去 拟合 数据点 即所画曲线要尽可能贴近数据点 并使两侧点数大致相同 从而使每个有意义的数据点都发挥了作用 取数群的平均位置减少了测量的偶然误差 这就画出了小车运动的速度图象 图象能比较形象直观地反映物理量间的函数关系 从图象上还能求得相应的物理量 因而 运用图象探究物理规律 这是物理学常用的一种研究方法 特别提示 1 坐标轴单位长度的选取要合适 使图象分布在坐标平面的中央面积上 2 作图时 应让曲线连接尽可能多的点 不能连接的点应分布在图象两侧且点数大致相同 以减小偶然误差 尝试应用 1 在用打点计时器做 探究小车速度随时间变化的规律 的实验时 下列关于v t图象的说法中 正确的是 a 实验只需测出两组数据 确定出v t图象中的两点 就可以得到小车运动的v t图象b 作v t图象时 所取的点越多 图线就越接近真实情况c 作出的v t图线应通过所有取定的点d 偏离图线较远的点 误差大 应舍去 bd 2 在实验中 利用纸带上的数据和第一章的方法得出各计数点的瞬时速度后 以速度v为纵轴 以时间t为横轴建立直角坐标系 某次实验中某同学描出的点如右图所示 在直角坐标系上一共描出了10个点 下列思考有道理的是 这10个点无论如何也不在一条直线上 因此小车运动的vt图象不可能为一条直线 而应为一条光滑的曲线 这10个点中有8个点虽然不在一条直线上 但它们紧挨在一条直线附近 只有f和b两点离这条直线太远 答案 b 在8个点当中只有4个点能画在一条直线上 a d g j 有六个点不在该直线上 这条直线肯定不能表示小车运动的规律 与直线偏差较小的点 c e h j 可能是实验误差造成的 而与直线偏离较大的点 b f 则可能是实验中出现错误造成的a b c d 实验操作及注意事项 关于打点计时器探究小车速度随时间变化规律的实验 下列说法中正确的是 a 打点计时器应固定在长木板上 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 牵引小车的钩码个数越多越好 解析 打点计时器与滑轮间的距离尽可能要大 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 尽可能打出较多的点 选项a错误 b正确 若先释放小车再接通电源 只能在纸带的后面部分打点 选项c正确 钩码个数应适当 钩码个数少 打的点很密 钩码个数多 打的点少 都会带来实验误差 选项d错误 答案 bc名师点睛 熟练实验操作的步骤及操作中的注意事项是能否成功完成本实验的关键 变式应用 1 下面是在实验 探究小车速度随时间变化的规律 中的实验步骤 把小车停在靠近打点计时器的位置 把附有滑轮的长木板平放在实验桌上 将细绳穿过滑轮 下面挂上适当的钩码 小车在钩码牵引下可以运动 启动计时器 然后放开小车 让小车拖着纸带运动 将打点计时器固定在木板上 待打点计时器在纸带上打下一行小点 随后关闭电源 把纸带穿过打点计时器 连在小车的后面 换上新纸带 重复操作三次在实验过程中 正确的步骤按序号排应该是 a b c d b 实验数据处理 某同学在 探究小车速度随时间变化的规律 的实验中 用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况 在纸带上确定出a b c d e f g共七个计数点 其相邻点间的距离如下图所示 每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0 10s 1 试根据纸带上各个计数点间的距离 计算出打下b c d e f五个点时小车的瞬时速度 并将各个速度值填入下式 要求保留三位有效数字 vb m s vc m s vd m s ve m s vf m s 2 将b c d e f各个时刻的瞬时速度标在上图所示的坐标纸上 并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线 3 根据第 2 问中画出的vt图线 求出小车运动的加速度为 m s2 保留两位有效数字 2 利用描点法 先描出不同时刻各点的速度 再画出速度时间图线 并让尽可能多的点位于这条直线上 如右图所示 3 由加速度的公式a 或者根据图线的斜率都可确定出小车运动的加速度 数值应在0 78 0 82m s2之间 答案 1 0 4000 4790 5600 6400 721 2 如上图所示 3 0 80 名师点睛 作图时应该先判断图象的大体走势 然后将各点连接起来 要使尽量多的点分布在直线 或曲线 上 其余的点平均分布在直线或者曲线的两侧 变式应用 2 在做 研究匀变速直线运动 的实验时 所用电源频率为50hz 取下一段纸带研究 如图所示 设0点为计数点的起点 每5个点取一个计数点 则第一个计数点与起始点间的距离x1 cm 计算此纸带的加速度大小a m s2 物体经过第3个计数点的瞬时速度为v3 m s 答案 331 05 水平测试 1 研究匀变速直线运动 的实验中 使用电磁式打点计时器 所用交流电的频率为50hz 得到如图所示的纸带 图中的点为计数点 相邻两计数点间还有四个点未画出来 下列表述正确的是 a 实验时应先放开纸带再接通电源