2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律.ppt

1、新课标人教版必修一新课标人教版必修一 2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律实验：探究小车速度随时间变化的规律 第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究 知识与技能知识与技能 1.根据相关实验器材，设计实验并熟练操作根据相关实验器材，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，并合理猜想会用表格法处理数据，并合理猜想 4.巧用巧用v- t图象处理数据，观察规律图象处理数据，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掌握画图象的一般方法，并能用简洁语言进行阐述 过程与方法过程与方法

2、1.初步学习根据实验要求设计实验，完成规律的探究方法初步学习根据实验要求设计实验，完成规律的探究方法 2.对打出的纸带，会用近似的方法得出各点的瞬时速度对打出的纸带，会用近似的方法得出各点的瞬时速度 3.学会根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法学会根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法 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，验证规律律，验证规律 5.通过实验探究过程，进一步熟悉打点计时器的应用，体验瞬通过实验探究过程，进一步熟悉打点计时器的应用，体验瞬 时速度的求解方法时速度的求解方法 情感态度与价值

3、观情感态度与价值观 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、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

4、高了学生的语言表达能力，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，可引申到各事物间的关联性，还体现了各学科之间的联系，可引申到各事物间的关联性， 使自己融入社会使自己融入社会 5.通过经历实验探索过程，体验运动规律探索的方法通过经历实验探索过程，体验运动规律探索的方法 一、实验目的一、实验目的 1、用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小 车速度随时间的变化规律。 2.2.掌握判断物体是否做匀变速运动的方法掌握判断物体是否做匀变速运动的方法 3.3.测定匀变速直线运动的加速度测定匀变速直线运动的加速度 二二 、 实实 验验 器器 材材 及及 装装 置

5、 置 电源，刻度尺电源，刻度尺 钩码钩码 小车小车 细绳细绳 纸带纸带 打点计时器打点计时器 一端附有定滑一端附有定滑 轮的长木板轮的长木板 三三 、 实实 验验 步步 骤 骤 把附有滑轮的长木板放在实验桌上；把附有滑轮的长木板放在实验桌上；将细绳绕过将细绳绕过 滑轮并使滑轮伸出桌面滑轮并使滑轮伸出桌面；把打点计时器固定，连接；把打点计时器固定，连接 好电路。好电路。 将纸带穿过打点计时器，连在小车后面将纸带穿过打点计时器，连在小车后面, ,并使小并使小 车停在靠近计时器处车停在靠近计时器处, ,在小车的另一端通过细绳挂上在小车的另一端通过细绳挂上 钩码。钩码。 先接通电源，然后放开小车，先接

6、通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运让小车拖着纸带运 动，动，打完一条纸带后立即关闭电源打完一条纸带后立即关闭电源。 更换纸带，重复做三次。更换纸带，重复做三次。 1.1.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器 2.2.先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释 放小车，当小车停止运动时及时断开电源放小车，当小车停止运动时及时断开电源 3.3.实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们被实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们被 碰坏或跌坏。所以碰坏或跌坏。所以，当小车到达滑轮前及时用手，当小车到达滑轮前及时用手 按住它。

7、按住它。 4.4.小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免加速小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免加速 度过大而使纸带上打的点太少，或加速度太小使度过大而使纸带上打的点太少，或加速度太小使 各段位移无法区别，从而使误差增大各段位移无法区别，从而使误差增大 四、实验注意事项四、实验注意事项 四四 、 处处 理理 纸纸 带 带 舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始,若纸 带上点与点之间的距离较小，每五个每五个计时点取一计时点取一 个计数点个计数点 ,依次标号为依次标号为0，1，2，3，4，5 （间隔 不再是0.02s）（但要看具体情况灵活选定）； 0.10s 0.1

8、0s 过于密集过于密集/ / 不清晰的点不清晰的点 问题问题1：怎样分析和选取纸带上的点？：怎样分析和选取纸带上的点？ 四四 、 处处 理理 纸纸 带 带 例：求例：求3这个计数点的速度：这个计数点的速度： x x 4 4 - -x x 2 2 v v3 3 = = v v24 24 = = = = 2 2t t x x 2424 2 2t t t t为多少为多少? ? x1 x2 x3 x4 x5 问题问题2：如何计算出所取点的瞬时速度？：如何计算出所取点的瞬时速度？ T xx T xx V nnnn n 22 111 五五 、 列列 表表 法法 处处 理理 数数 据据 法 法 小车的瞬时速

9、度随时间增大而增大。小车的瞬时速度随时间增大而增大。 思考思考:小车的具体运动规律是什么小车的具体运动规律是什么? - - 0.201 0.280 0.432 0.355 0.512 同理，可求出另外两条纸带的情况同理，可求出另外两条纸带的情况 六六 、 图图 象象 法法 处处 理理 数数 据据 法 法 1.1.根据所得数据，选择合适的标度建立直角根据所得数据，选择合适的标度建立直角 坐标系（图象尽量分布在坐标系平面的大部坐标系（图象尽量分布在坐标系平面的大部 分面积）分面积） 2.2.根据所得数据描出各点的位置（描点法）根据所得数据描出各点的位置（描点法）, , 观察和思考各点的分布规律观察

10、和思考各点的分布规律 t t/s /s v v/( /(m/s)m/s) 3. 描描 绘绘 小小 车车 的的 v v I t t 图 图 各点的分布大致都落在一条直线上，因此，我们可以推断：如果各点的分布大致都落在一条直线上，因此，我们可以推断：如果 没有实验误差的理想情况下，所描出的各点应全部落到这条直线上。没有实验误差的理想情况下，所描出的各点应全部落到这条直线上。 画直线时，让尽可能多的点处在这条直线上，其余均匀分布，去掉画直线时，让尽可能多的点处在这条直线上，其余均匀分布，去掉 偏差太大的点偏差太大的点. 通过图像可以判断小车做匀加速直线运动通过图像可以判断小车做匀加速直线运动 哪一种

11、方哪一种方 法更好？法更好？ 4. 如如 何何 利利 用用 v v I t t 图图 求求 加加 速速 度 度 取任意两组数据求出取任意两组数据求出v v 和和t t ，然后代，然后代 入入a=a=v/ v/t t 求解。求解。 在在v v t t 图象上取一段时间图象上取一段时间t t（尽量取（尽量取 大一些），找出大一些），找出t t 对应的对应的v v ，代入，代入 a=a=v/ v/t t 求解。求解。 （画图时让不在直线上的点尽可能等量地（画图时让不在直线上的点尽可能等量地 分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小 的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小

12、的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小 误差的一种手段，也就是说应该用图象上误差的一种手段，也就是说应该用图象上 的点，而不是用实验所得到的数据）的点，而不是用实验所得到的数据） 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 t/s o 0.10 0.20 0.30 0.40 v/(m/s) 与纵轴的与纵轴的 交点是什交点是什 么意思？么意思？ 如何求加如何求加 速度？速度？ t=0.4s V=？ 2 /5 . 0 4 . 0 /2 . 0 sm s sm a t V 0.2m/s 七、实验结论七、实验结论 小车的速度随时间均匀增加小车的速度随时间均匀增加 小车速度随时间逐渐增大；相同时间里，

13、速度增小车速度随时间逐渐增大；相同时间里，速度增 量相同；速度增量与时间成正比量相同；速度增量与时间成正比 小车做匀加速直线运动小车做匀加速直线运动 同步跟综训练同步跟综训练 1.本实验中，关于计数点间时间间隔的下列说法本实验中，关于计数点间时间间隔的下列说法 中正确的有中正确的有( ) A每隔四个点取一个计数点，则计数点问的时每隔四个点取一个计数点，则计数点问的时 间间隔为间间隔为0.10秒；秒； B每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时 间间隔是间间隔是0.08秒：秒： C每隔五个点取一个计数点，则计数点问的时每隔五个点取一个计数点，则计数点问的时 间

14、间隔为间间隔为0.08秒；秒； D每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时 间间隔为间间隔为0.10秒：秒： E每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间 隔为隔为0.08秒。秒。 答案答案A 同步跟综训练同步跟综训练 2.用打点计时器测小车的运动速度用打点计时器测小车的运动速度,下列说法中下列说法中 正确的是（正确的是（ ） A.必须选择点迹清晰的纸带必须选择点迹清晰的纸带,而且应以打点计时而且应以打点计时 器打的第一个点作为第一计数点器打的第一个点作为第一计数点 B.要舍去开头比较密集的点要舍去开头比较密集的点, 选

15、后面较清晰的某选后面较清晰的某 点作为第一个计数点点作为第一个计数点 C.可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点 D.在数据处理时在数据处理时,从器材上直接读取的原始数据从器材上直接读取的原始数据 一定要有表格记录一定要有表格记录 答案答案BCD 同步跟综训练同步跟综训练 3.在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各 计数点瞬时速度如下计数点瞬时速度如下 计数点序号计数点序号 1 2 3 4 5 6 计数点对应的时刻（计数点对应的时刻（s） 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 通过计数

16、点的速度（通过计数点的速度（cm s） 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0 为了计算加速度，合理的方法是（为了计算加速度，合理的方法是（ ） A根据任意两计数点的速度用公式算出加速度根据任意两计数点的速度用公式算出加速度 B根据实验数据画出根据实验数据画出vt图，量出其倾角，由公图，量出其倾角，由公 式式a = tan求出加速度求出加速度 C根据实验数据画出根据实验数据画出vt图，由图线上相距较远图，由图线上相距较远 的两点所对应的速度、时间，用公式算出加速度的两点所对应的速度、时间，用公式算出加速度 D依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出依次算出通过连续两计

17、数点间的加速度，算出 平均值作为小车的加速度平均值作为小车的加速度 分析：方法分析：方法A偶然误差较大。方法偶然误差较大。方法D实际上也仅由始末两个实际上也仅由始末两个 速度决定，偶然误差也比较大，只有利用实验数据画出对应速度决定，偶然误差也比较大，只有利用实验数据画出对应 的的vt图，才可充分利用各次测量数据，减少偶然误差。由图，才可充分利用各次测量数据，减少偶然误差。由 于在物理图象中，两坐标轴的分度大小往往是不相等的，根于在物理图象中，两坐标轴的分度大小往往是不相等的，根 据同一组数据，可以画出倾角不同的许多图线，方法据同一组数据，可以画出倾角不同的许多图线，方法B是错是错 误的。正确的

18、方法是根据图线找出不同时刻所对应的速度值，误的。正确的方法是根据图线找出不同时刻所对应的速度值， 然后利用公式算出加速度，即方法然后利用公式算出加速度，即方法 C。答案。答案C 4.4.在研究匀变速直线运动的实验中，某同学操作以下实在研究匀变速直线运动的实验中，某同学操作以下实 验步骤，其中错误或遗漏的步骤有（遗漏步骤可编上序验步骤，其中错误或遗漏的步骤有（遗漏步骤可编上序 号号G G、H H ） A.A.拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带， 再接通电源再接通电源 B.B.将打点计时器固定在平板上，并接好电路将打点计时器固定在平板上，并接

19、好电路 C.C.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着 适当重的钩码适当重的钩码 D.D.取下纸带取下纸带 E.E.将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀 速运动速运动 F.F.将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔 将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序。将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序。 同步跟综训练同步跟综训练 解析：解析： （1）问）问A中应先通电，再放纸带。中应先通电，再放纸带。 （2）D中取下纸带前应先断开电源。中取下纸带前

20、应先断开电源。 （3）补充步骤）补充步骤G：换上新纸带，重复三次。：换上新纸带，重复三次。 步骤顺序为：步骤顺序为：BFECADG 当堂训练题当堂训练题 1.1.在你练习使用打点计时器时在你练习使用打点计时器时, ,小车拖动纸带并在小车拖动纸带并在 上面打下一系列的小点上面打下一系列的小点, ,根据你所打出纸带根据你所打出纸带, ,在判在判 断纸带表示的运动是匀速直线运动还是变速直线断纸带表示的运动是匀速直线运动还是变速直线 运动时运动时 A.A.应通过测量纸带表示的运动的全程来判断？应通过测量纸带表示的运动的全程来判断？ B.B.必须通过计算任意两点间的平均速度来判断必须通过计算任意两点间的

21、平均速度来判断 C.C.必须通过计算全程的平均速度来计算必须通过计算全程的平均速度来计算 D.D.可以通过测量每相邻两点间的距离可以通过测量每相邻两点间的距离, ,看其是否相看其是否相 同来判断同来判断 ( D ) 答案答案 BC 当堂训练题当堂训练题 2. 通过打点计时器得到的一条纸带上的点子不通过打点计时器得到的一条纸带上的点子不 均匀均匀,下列判断正确的是（下列判断正确的是（ ） A点子密集的地方物体的运动速度比较大点子密集的地方物体的运动速度比较大 B点子密集的地方物体的运动速度比较小点子密集的地方物体的运动速度比较小 C点子不均匀说明物体在做变速运动点子不均匀说明物体在做变速运动 D

22、点子不均匀说明打点计时器有故障点子不均匀说明打点计时器有故障 3、甲、乙两车从平直公路上的同一处向同一方 向运动，其速度图像如图所示，则 ( ) A、开始阶段甲车在乙车的前面，20s后乙车比甲 车的速度大 B、开始阶段乙车在甲车的前面，20s后乙车比甲 车的速度大 C、20s末乙车追上甲车 D、在某一时刻乙车会追上甲车 答案：答案：A A、D D 当堂训练题当堂训练题 4 4、某物体运动的、某物体运动的V V- -t t图像如图所示，下列说法图像如图所示，下列说法 中正确的是中正确的是 ( )( ) A A、物体在、物体在1s1s末和末和3s3s末运动方向发生变化末运动方向发生变化 B B、物体在、物体在2s2s末回到出发点末回到出发点 C C、物体在、物体在2s2s末和末和4s4s末时速度为零末时速度为零 D D、物体始终向前运动、物体始终向前运动 答案：答案：CDCD 当堂训练题当堂训练题