人教版高一物理必修1第二章勻變速直線運(yùn)動的研究第1節(jié)實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律課件 20張PPT

高 一 物 理 必 修 1第 二 章 勻 變 速 直 線 運(yùn) 動 的 研 究第 1節(jié) 實(shí) 驗(yàn) ： 探 究 小 車 速 度 隨 時 間 變 化 的 規(guī) 律包 頭 市 百 靈 廟 中 學(xué)史 殿 斌 一 、 進(jìn) 行 實(shí) 驗(yàn)1 如 圖 所 示 ， 把 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 器 固 定 在 長 木 板 上 沒 有 滑 輪 的 一端 ， 連 接 好 電 路 。2 將 細(xì) 繩 繞 過 滑 輪 ， 下 面 掛 上適 當(dāng) 的 鉤 碼 ， 小 車 在 鉤 碼 的 牽引 下 運(yùn) 動 。 把 紙 帶 穿 過 打 點(diǎn) 計(jì)時 器 ， 并 把 紙 帶 的 一 端 固 定 在 小 車 的 后 面 。 3 把 小 車 停 在 靠 近 打 點(diǎn) 計(jì) 時 器 的 位 置 ， 啟 動 打 點(diǎn) 計(jì) 時器 ， 然 后 放 開 小 車 ， 讓 小 車 拖 著 紙 帶 運(yùn) 動 ， 打 點(diǎn) 計(jì) 時 器就 在 紙 帶 上 打 下 一 行 小 點(diǎn) ， 隨 后 立 即 關(guān) 閉 電 源 。 換 上 新紙 帶 ， 重 復(fù) 實(shí) 驗(yàn) 兩 次 。 二 、 數(shù) 據(jù) 處 理1 從 三 條 紙 帶 中 選 擇 一 條 比 較 理 想 的 ， 舍 掉 開 頭 比 較 密 集 的點(diǎn) 跡 ， 在 后 邊 便 于 測 量 的 地 方 找 一 個 點(diǎn) 做 計(jì) 時 起 點(diǎn) 。 為 了 測量 方 便 和 減 少 誤 差 ， 通 常 不 用 每 打 一 次 點(diǎn) 的 時 間 作 為 時 間 的單 位 ， 而 用 每 打 五 次 點(diǎn) 的 時 間 作 為 時 間 的 單 位 ， 就 是T=0.02s 5=0.1s。 在 選 好 的 計(jì) 時 起 點(diǎn) 下 面 表 明 0， 在 第 6點(diǎn)下 面 表 明 1， 在 第 11點(diǎn) 下 面 表 明 2 ， 點(diǎn) 0、 1、 2 叫 做計(jì) 數(shù) 點(diǎn) ， 兩 個 相 鄰 計(jì) 數(shù) 點(diǎn) 間 的 距 離 分 別 是 x1、 x2、 x3 用刻 度 尺 測 量 出 結(jié) 果 。 2 利 用 第 一 章 的 方 法 得 出 各 計(jì) 數(shù) 點(diǎn) 的 瞬 時 速 度 ， 填 入 下 表 標(biāo)有 “ v1” 的 一 行 。3 增 減 所 掛 的 鉤 碼 ， 或 在 小 車 上 放 置 重 物 ， 再 做 兩 次 實(shí) 驗(yàn) ，填 入 上 表 標(biāo) 有 “ v 2” 和 “ v3” 的 兩 行 。小 車 在 幾 個 時 刻 的 速 度位 置 編 號 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9時 間 t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9v1/(m/s)v2/(m/s)v3/(m/s) 三 、 作 出 速 度 時 間 圖 像1 以 速 度 v為 縱 軸 ， 時 間 t為 橫 軸 建 立 直 角 坐 標(biāo) 系 。 根 據(jù) 表中 的 v、 t數(shù) 據(jù) ， 在 直 角 坐 標(biāo) 系 中 描 點(diǎn) 。 通 過 觀 察 、 思 考 ，找 出 這 些 點(diǎn) 的 分 布 規(guī) 律 。2 我 們 會 看 到 ， 對 于 每 次 實(shí) 驗(yàn) ， 描出 的 幾 個 點(diǎn) 都 大 致 落 在 某 條 直 線 上 。3 小 車 運(yùn) 動 的 v-t圖 像 是 一 條 傾 斜 的直 線 ， 小 車 在 做 勻 變 速 直 線 運(yùn) 動 。 【 做 一 做 】 用 計(jì) 算 機(jī) 繪 制 v-t圖 象1.借 助 常 用 的 數(shù) 表 軟 件 ， 可 以 迅 速 、 準(zhǔn) 確 地 根 據(jù) 表 中 的 數(shù) 據(jù)作 出 v-t圖 象 ， 甚 至 能 夠 寫 出 圖 象 所 代 表 的 公 式 。 下 面 以Excel軟 件 為 例 做 簡 要 說 明 ， 有 興 趣 的 同 學(xué) 可 以 試 一 試 。2.在 Excel軟 件 工 作 簿 的 某 一 列 的 單 元 格 中 依 次 輸 入 測 量 時 間 ，在 相 鄰 的 一 列 輸 入 對 應(yīng) 的 速 度 值 。 用 鼠 標(biāo) 選 中 這 些 數(shù) 據(jù) ， 按照 “ 插 入 ” 中 的 “ 圖 表 向 導(dǎo) ” 的 提 示 就 能 一 步 步 地 得 到 所 畫的 圖 象 ， 如 圖 所 示 。 3.要 注 意 的 是 ， 操 作 過 程 中 會 出 現(xiàn) “ 添 加 趨 勢 線 ” 對 話 框 ，其 中 的 “ 類 型 ” 標(biāo) 簽 中 有好 幾 種 可 選 擇 的 函 數(shù) 。 由 于我 們 這 個 實(shí) 驗(yàn) 的 數(shù) 據(jù) 幾 乎 分布 在 一 條 直 線 上 ， 所 以 應(yīng) 該選 擇 “ 線 性 ” 類 型 。 【 課 堂 訓(xùn) 練 】1.在 “ 探 究 小 車 速 度 隨 時 間 變 化 的 規(guī) 律 ” 實(shí) 驗(yàn) 中 ， 下 列 實(shí) 驗(yàn)操 作 中 ， 正 確 的 是 （ ）A 打 點(diǎn) 計(jì) 時 器 應(yīng) 使 用 交 流 電 源B 將 打 點(diǎn) 計(jì) 時 器 固 定 在 長 木 板 無 滑 輪 一 端 ， 并 接 好 電 源C 實(shí) 驗(yàn) 開 始 時 ， 先 釋 放 小 車 ， 再 接 通 打 點(diǎn) 計(jì) 時 器 電 源D 打 點(diǎn) 結(jié) 束 后 ， 先 斷 開 電 源 ， 再 取 下 紙 帶 2.在 “ 探 究 小 車 速 度 隨 時 間 變 化 的 規(guī) 律 ” 實(shí) 驗(yàn) 中 ， 下 列 說 法正 確 的 是 （ ）A 小 車 在 鉤 碼 的 牽 引 下 運(yùn) 動 時 只 需 打 一 條 紙 帶 ， 然 后 進(jìn) 行數(shù) 據(jù) 處 理B 為 使 測 量 更 為 嚴(yán) 謹(jǐn) ， 應(yīng) 把 打 下 的 第 一 個 點(diǎn) 作 為 第 一 個 測量 點(diǎn)C 為 了 便 于 測 量 ， 應(yīng) 舍 掉 開 頭 一 些 過 于 密 集 的 點(diǎn) ， 找 一 個適 當(dāng) 的 點(diǎn) 當(dāng) 作 計(jì) 時 起 點(diǎn)D 兩 相 鄰 測 量 點(diǎn) 間 的 時 間 間 隔 必 須 是 0.1s 3.在 研 究 速 度 與 時 間 的 關(guān) 系 的 實(shí) 驗(yàn) 中 ， 獲 得 如 圖 所 示 的 紙帶 ， A、 B、 C、 D、 E、 F、 G為 計(jì) 數(shù) 點(diǎn) ， 相 鄰 兩 計(jì) 數(shù) 點(diǎn) 的 時 間間 隔 為 T， x1、 x2、 x3、 x4、 x5、 x6分 別 為 AB、 BC、 CD、 DE、EF、 FG之 間 的 距 離 ， 下 列 表 達(dá) 式 中 可 以 用 來 計(jì) 算 打 D點(diǎn) 時 小車 速 度 的 有 （ ）A (x2+x4)/2TB (x2+x3+x4+x5)/4TC (x 3+x4)/4T D (x2+x3)/2T 4.某 人 用 打 點(diǎn) 計(jì) 時 器 做 “ 探 究 小 車 速 度 隨 時 間 變 化 的 規(guī) 律 ”的 實(shí) 驗(yàn) ， 利 用 打 出 的 一 條 紙 帶 畫 出 了 小 車 速 度 隨 時 間 變 化 的圖 象 ， 如 圖 所 示 。 下 列 說 法 正 確 的 是 （ ）A 當(dāng) 電 源 頻 率 為 50Hz時 ， 打 點(diǎn) 計(jì) 時 器 每 隔 0.02秒 打 一 個 點(diǎn)B 小 車 做 勻 速 直 線 運(yùn) 動C 小 車 在 t 0.02秒 時 的 速 度 大 小 是 0.04m/sD 小 車 的 加 速 度 大 小 為 2m/s2 5.在 用 電 火 花 計(jì) 時 器 “ 研 究 勻 變 速 直 線 運(yùn) 動 ” 的 實(shí) 驗(yàn) 中 ， 如圖 所 示 的 是 一 次 記 錄 小 車 運(yùn) 動 情 況 的 紙 帶 ， 圖 中 A、 B、 C、D、 E為 相 鄰 的 計(jì) 數(shù) 點(diǎn) ， 相 鄰計(jì) 數(shù) 點(diǎn) 間 還 有 四 個 點(diǎn) 未 畫 出 。（ 1） 根 據(jù) 可 以 判 定小 車 做 勻 加 速 運(yùn) 動 。（ 2） 根 據(jù) 運(yùn) 動 學(xué) 有 關(guān) 公 式可 求 得 v B m/s， vC m/s， vD m/s。 （ 3） 利 用 求 得 的 數(shù) 值 作 出 小 車 的 v-t圖 線 （ 以 打 A點(diǎn) 時 開始 記 時 ） ， 并 根 據(jù) 圖 線 求 出 小 車運(yùn) 動 的 加 速 度 a m/s2。（ 4） 將 圖 線 延 長 與 縱 軸 相 交 ，交 點(diǎn) 的 縱 坐 標(biāo) 是 0.12m/s，此 速 度 的 物 理 意 義 是 ： 6.在 用 打 點(diǎn) 計(jì) 時 器 “ 探 究 小 車 速 度 隨 時 間 變 化 的 規(guī) 律 ”的 實(shí) 驗(yàn) 中 ， 某 同 學(xué) 將 打 點(diǎn) 計(jì) 時 器 打 出 的 三 條 紙 帶 ， 分 別以 間 隔 相 同 點(diǎn) 跡 的 方 式 依 次 剪 成 短 紙 條 ， 按 先 后 順 序 一端 對 齊 粘 貼 在 一 起 。 然 后 用 平 滑 線 段 將 各 段 紙 帶 頂 端 的中 點(diǎn) 連 起 來 ， 如 圖 甲 、 乙 、 丙 所 示 ， 則 根 據(jù) 紙 帶 的 特 點(diǎn)即 可 研 究 物 體 的 速 度 隨 時 間 的 變 化 規(guī) 律 。 以 下 說 法 正 確的 是 （ ） A 圖 甲 表 示 物 體 處 于 靜 止B 圖 乙 表 示 物 體 做 勻 速直 線 運(yùn) 動C 圖 乙 表 示 物 體 的 速 度隨 時 間 均 勻 增 加D 圖 丙 表 示 物 體 的 速 度 先 隨 時 間 均 勻 增 加 ， 后 保 持 不 變 7.用 如 圖 1所 示 的 實(shí) 驗(yàn) 裝 置 研 究 小 車 速 度 隨 時 間 變 化 的 規(guī) 律 。主 要 實(shí) 驗(yàn) 步 驟 如 下 ： 安 裝 好 實(shí) 驗(yàn) 器 材 。 接 通 電 源 后 ，讓 拖 著 紙 帶 的 小 車 沿 長 木 板 運(yùn) 動 ，重 復(fù) 幾 次 ； 選 出 一 條 點(diǎn) 跡 清 晰 的 紙 帶 ， 找 一 個 合 適 的 點(diǎn) 當(dāng) 作 計(jì) 時 起 點(diǎn) O（ t 0） ， 然 后 每 隔 0.1s選 取 一 個 計(jì) 數(shù) 點(diǎn) ， 如 圖 2中 A、 B、 C、D、 E、 F 所 示 ； 通 過 測 量 、 計(jì) 算 可 以 得 到 在 打 A、 B、 C、 D、 E 點(diǎn) 時 小車 的 速 度 ， 分 別 記 作 v1、 v2、 v3、 v4、 v5 ； 以 速 度 v為 縱 軸 、 時 間 t為橫 軸 建 立 直 角 坐 標(biāo) 系 ， 在 坐 標(biāo)紙 上 描 點(diǎn) ， 如 圖 3所 示 。結(jié) 合 上 述 實(shí) 驗(yàn) 步 驟 ， 請 你 完 成下 列 問 題 ： （ 1） 在 下 列 儀 器 和 器 材 中 ， 還 必 須 使 用 的 有 （ 填 選項(xiàng) 前 的 字 母 ） 。A 電 壓 合 適 的 50Hz交 流 電 源 B 電 壓 可 調(diào) 的 直 流 電 源C 刻 度 尺 D 秒 表 E 天 平 （ 含 砝 碼 ）（ 2） 對 應(yīng) 的 坐 標(biāo) 點(diǎn) ， 并 畫 出 v-t圖 象 。（ 3） 觀 察 v-t圖 象 ， 可 以 判 斷 小 車 做 勻 變 速 直 線 運(yùn) 動 ， 其 依據(jù) 是 。 根 據(jù) v-t圖 象 計(jì) 算 出 小 車 的 加 速度 a m/s 2（ 保 留 兩 位 有 效 數(shù) 字 ） 。 AC略v-t圖 像 是 一 條 傾 斜 的 直 線0.64 8.如 圖 所 示 ， 是 某 質(zhì) 點(diǎn) 運(yùn) 動 的 v-t圖 象 ， 請 回 答 ：（ 1） 質(zhì) 點(diǎn) 在 0 4s內(nèi) 、 4s 8s內(nèi) 、8s 10s內(nèi) 、 10s 12s、 12s 15s內(nèi)各 段 的 過 程 中 做 什 么 性 質(zhì) 的 運(yùn) 動 ？（ 2） 在 0 4s內(nèi) 、 8s 10s內(nèi) 、10s 12s、 12s 15s內(nèi) 內(nèi) 質(zhì) 點(diǎn) 的加 速 度 各 是 多 少 ？ 并 說 明 正 負(fù) 方 向 。a1=3m/s2， a2=0， a3=-6m/s2， a4=-6m/s2， a5=4m/s2