第1节实验探究小车速度随时间变化的规律

1、杭州外国语学校赵唯唯2008.10高中物理(必修1)力学物理定律不能单靠“思维”来获得，还应致力于观察和实验。普朗克第二章 匀变速直线运动研究第1节实验：探究小车速度随时间变化的规律课程目标（一）知识与技能1、根据相关实验器材，设计实验并熟练操作。2、会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度。3、会用表格法处理数据，并合理猜想。4、巧用v-t图象处理数据，观察规律。5、掌握画图象的一般方法，并能用简洁语言进行阐述。（二）过程与方法1、初步学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法。2、对打出的纸带，会用近似的方法得出各点瞬时速度。3、初步学会根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法

2、。4、认识数学化繁为简的工具作用，直观地运用物理图象展现规律，验证规律。第1节实验：探究小车速度随时间变化的规律课程目标（三）情感、态度与价值观1、通过对小车运动的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。2、通过对纸带的处理，实验数据的图象展现，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意识。3、在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力。4、在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引伸到各事物间的关联性，使自己溶入社会。思考与讨论如图所示是采用每秒10次拍摄的小球沿斜面（

3、斜面上事先固定好一把刻度尺）下滑的频闪照片，所以照片中每两个相邻小球影像的间隔时间是0.1s，它们之间的间隔距离可以通过照片上的刻度尺读出。 试画出小球速度-时间图象。频闪照片原理：观看动画012345678910第1课时计算公式为： 4 x n + x n +1v n =x 5x 66思考与讨论如图所示是采用每秒10次拍摄的小球沿斜面（斜面上事先固定好一把刻度尺）下滑的频闪照片，所以照片中每两个相邻小球影像的间隔时间是0.1s，它们之间的间隔距离可以通过照片上的刻度尺读出。 试画出小球速度-时间图象。10986730 x 3思路方法：1、在图中各球的位置上标上0、1、2、3、4、5、6六个测

4、量点。221 0 x 1x 212、标出两相邻测量点间的位移为：x1、 x2 。 x6，并逐一测出大小。3、求出各测量点的瞬时速度， 3x 452T454、根据求得的速度画出v-t图象。 x n + x n +1v1 =cm / s = 6.75cm / sx2 + x3 0.90+1.35v2 = = cm/ s = 11.25cm/ sx3 + x4 1.35+1.80v3 = = cm/ s = 15.75cm/ sv4 =x4 + x5 1.80+ 2.25x 4x 5x5 + x6 2.25+ 2.701098765430 x 3x 66543221 0 x 1x 21.2T 20.

5、1= cm/ s = 2475cm/ sv5 =解：1、描点 2、测位移 x1=0.45cm x2=0.90cm x3=1.35cmx4=1.80cm x5=2.25cm x6=2.70cm2T3、根据公式：v n = 求得：x1 + x2 0.45 + 0.902T 2 0.12T 2 0.12T 2 0.1= cm/ s = 20 25cm/ s2T 20.1t1 = 0.1sv1 = 6.75cm / st2 = 0.2s v2 = 11.25cm / st3 = 0.3s v3 = 15.75cm / st4 = 0.4sv4 = 20.25cm/ st5 = 0.5s v5 = 24

6、.75cm / s4、画v-t图象*根据求得的数据适当选取坐标轴的标度v/cms-125.020.015.010.05.0067895430 x 3x 4x 5x 660.1 0.2 0.3 0.4 0.55t/s43221 0 x 1x 21v vt v024.75 6.755、思考题（1）小球的速度随时间变化有规律吗？v/cms-125.020.015.010.05.00答：小球速度随时间均匀增大。vt0.1 0.2 0.3 0.4 0.5（3）根据图线求0、6两点所对应的小球的瞬时速度。= 4.5cm / s2小球做匀加速直线运动（2）图线斜率表示的物理意义？答：小球运动的加速度。（3）

7、根据图线求出小球的加速度。a = =t tt/s= cm / s20.4v0 = 2.25cm/ s 即图线在纵轴上的截距v6 = 29.25cm/ s实验探究小车速度随时间变化的规律观看动画请认真阅读实验手册P1216内容，完成思考猜想，弄清实验目的、原理及步骤。提醒一打点计时器纸带限位孔要与长木板中心轴位置对齐，使纸带、小车、拉线和定滑轮在一条直线上。提醒二应先开启电源，待打点计时器工作稳定后再释放小车。每位同学需打出可用的纸带三条，且每条纸带对应不同的钩码质量。提醒四相邻测量点的时间间隔取0.1s。（即每5个间隔取一个计数点）提醒五同时要防止小车与滑轮碰撞而掉落地面。提醒三打好纸带后，应

8、立即关闭电源。要求：实验后完成实验手册P1516部分。数据记录及处理测量点123456xn /cm1.002.454.346.699.5012.76xn /cm1.001.451.892.352.813.26-1vn /ms0.1230.1670.2120.2580.304数据处理x1 + x22Tv1 =x2 + x32Tv2 =x3 + x42Tv3 =x4 + x52Tv4 =x5 + x62Tv5 =小车速度随时间变化的规律。第2课时0t/s0.1 0.2 0.3 0.4 0.50.300.250.200.150.100.05画v-t图象小车速度随时间变化的规律v/ms-1v1 = 0

9、.123m / sv2 = 0.167m / sv3 = 0.212m / sv4 = 0.258m/ sv5 = 0.304m / s图线是一条直线做一做用计算机用Excel软件绘制v-t图象1、折线图或散点图t/sv/ms-1t/sv/ms-10.10.20.30.40.50.62、柱状图做一做用计算机用Excel软件绘制v-t图象v = =课外实验利用纸带直方图观察速度的变化实验手册P22xTx0.1s1cm高代表10cm/s如 :14.5cm/ s0.05s28.5cm/ s0.45scm / s22.85 1.450.4a =vt问题讨论小车速度随时间变化的规律1、小车的v-t图象是

10、什么图形，说明小车的速度随时间变化有什么规律？解答：（1）若小车运动的v-t图象是一条平行于时间轴的直线，这表示物体的速度不随时间变化，它描述的是匀速直线运动。（2）若小车运动的v-t图象是一条与时间轴成某一角度的斜直线，这表示物体的速度随时间均匀变化，它描述的是一个加速度不变的匀变速直线运动。问题讨论小车速度随时间变化的规律2、在得到的v-t图象中描出的几个点为什么不能全部落在拟合的直线上？解答：因为实验总是存在误差的。3、直线跟纵轴的交点表示的物理意义是什么？直线的倾斜程度（斜率）表示的物理意义是什么？解答：直线跟纵轴的交点表示小车在计时的起始点t=0时刻的vt瞬时速度，即初速度。直线的倾

11、斜程度（斜率）表示小车运动的加速度 a =。问题讨论小车速度随时间变化的规律t/sv/cms-1甲乙丙4 、如果将三次实验得到的纸带均用上述方法在同一直角坐标系中作图，作出如图所示的甲、乙、丙三条直线，那么为什么三条直线的倾斜程度（斜率）不同？解答：因为小车所挂的钩码个数不同，挂的钩码越多小车受 0到的拉力越大，从而导致小车速度的变化越快。问题讨论小车速度随时间变化的规律5、你能根据实验中得出的v-t图象求出小运动的加速度吗？若能，请求出小车运动的加速度？解答：能。vt求出图线的斜率即得小车运动的加速度: a =课后练习实验手册P181、2、A、D、B、E、C3、AD4、BCD5、ABD6、C

12、课后练习实验手册P187、（1） x1=1.00cm x2=1.45cm x3=1.89cmx4=2.35cm x5=2.81cm规律：x2-x1=0.45cmx3-x2=0.44cmx4-x3=0.46cm在误差范围内：相邻两计数点间的位移差为一定值。x5-x4=0.46cm由此推测第6测量点与第5测量点间的距离大约为：3.26cm。cm/ s = 0.258m/ s课后练习实验手册P18+ x2T 2 0.1cm/ s = 0.167m / scm/ s = 0.212m / s1.45+1.892 0.11.89 + 2.352 0.1=x2 + x32Tx3 + x42Tv2 =v3 =2.35+ 2.8120.1=x4 + x52Tv4 =