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(共28张PPT)
2.1 探究小车速度随时间变化的规律
学习目标01040203会利用v t图像处理实验数据会利用平均速度求瞬时速度能根据实验数据求加速度掌握实验原理、数据处理、误差分析等问题新课引入
运动的描述
研究运动的
两个基本概念
描述运动的
三个物理量
质点(研究对象的理想模型）
位移(位置的变化）
速度(位置的变化快慢）
加速度(速度的变化快慢）
参考系(研究运动的参照物体）
思考：研究一个物体的运动要用到学过的哪些概念及物理量？
思考：要研究小车在重物牵引下速度随时间变化的规律，你认为如何设计此实验
需要测量哪些物理量
选用什么器材
请你把自己研究的方案写出来，并和同学交流。
1.进一步练习使用打点计时器。
2.会处理纸带并会求各点的瞬时速度。(重点)
3.会用v-t图像处理数据，并由图像探究小车的速度随时间变化的规律
实验目的
实验原理：
1.重物牵引小车运动，纸带点迹研究物体速度时间的规律
v1=(x1+x2)/2T , v2=(x2+x3)/2T … …
vn＝
2.瞬时速度的计算
(1)瞬时速度的求解方法：
实验器材：
特别提醒: 与电磁打点计时器不同，电火花计时器使用交流电压220V。
电源 刻度尺 导线
钩码
小车
细绳
纸带
打点计时器
一端附有定滑轮的长木板
实验步骤
1．如图1所示，把一端带有定滑轮的长铝板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面．铝板上放一个可以左右移动的小车，小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过滑轮系有槽码的细绳．
2．把小车停在靠近(选填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置．先启动打点计时器，后放开小车(选填“启动打点计时器”或“放开小车”)，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一行小点．随后，立即关闭电源．
3．换上新纸带，并增减所挂槽码(或在小车上放置重物)，再做两次实验．
五.注意事项
(1)滑轮不能过高,细绳应与木板平行。
(2)小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击长木板末端前应让小车停止运动,防止小车从木板上掉下来。
(3)先接通电源，后让纸带运动。
0
1
2
3
打点周期：0.02s
s
计时点：打点计时器在纸带上打出来的点
计数点：从计时点中选出来的具有代表性的点
计数周期：0.1S
数据处理：
处理数据
纸带的处理
（1）测平均速度
（2）测瞬时速度:平均速度→瞬时速度（如何测△x）
△t ＝？
△x ＝？
0
1
2
3
△x0
△x1
△x2
△x3
位置编号
t/s
X/m
v/(m·s-1)
1
2
3
4
5
求各点瞬时速度（平均速度→瞬时速度）
任务：数据处理、寻找规律
问题情境:如图所示为一组纸带及数据记录表格
问题
1.根据表中计算出的速度，你能看出小车的速度随时间如何变化吗
2.怎样更直观、形象地反映小车速度随时间变化的规律
3.作图前，怎样给坐标轴定标
4.你能确定除描出点外的其它时刻小车的速度吗
不能
做出图像
合理设置坐标值，图像充满坐标空间
根据画出的图线来确定
任务：数据处理、寻找规律
问题情境:如图所示为一组纸带及数据记录表格
问题
5.连线连续、平滑的依据是什么
是否还应有其它考虑 是否所有的点都要在连线上
6.小车运动的v－t图像是什么图形 说明小车运动的速度随时间变化有什么规律
7.你能从图线中得到有关运动的哪些信息
速度不能突变，所以要连续、平滑
离线较远的点要舍去
直线，速度随时间均匀变化
任意时刻物体的速度
作v-t图象
以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，根据表中的数据，选定合适的坐标标度，在直角坐标系中描点，用平滑的曲线连接描绘出的各点，要使尽可能多的点分布在线上，不在线上的点应大致分布在线的两侧，个别偏离较远的点往往是因为错误造成的，应舍去不用。得出v-t图象如图所示。

实验结论
通过直接分析图象的特点得到小车运动的v-t图象是一条倾斜的直线，那么当时间增加相同的值Δt时，速度也会增加相同的值Δv。可以得出结论：小车的速度随时间均匀增加（或变化）。
例1.判断正误
1、电磁打点计时器与电火花计时器都使用交流电源。（ ）
2、纸带上相邻计数点间的时间间隔一定是0.02s。（ ）
3、电磁打点计时器的工作环境是220v交流电。（ ）
例2：下列关于实验“练习使用打点计时器”的说法，不正确的是（）
A、点迹可以记录被测量的物体在一段时间内的运动情况
B、用平整的纸带，不让纸带卷曲歪斜，有利于减小纸带与打点计时器的限位孔之间的摩擦
C、纸带上点迹越密集，说明被测量的物体运动越快
D、纸带上的点迹可以反映被测量的物体运动的时间
例3：如图所示，打点计时器所用电源的频率为50Hz，某次实验中得到的一条纸带，及毫米刻度尺测量情况如图所示，纸带在A、C间的平均速度_________m/s，在A、D间的平均速度为_________m/s，B点的瞬时速度更接近于___________m/s 。
课外拓展
频闪摄影
频闪摄影又称连闪摄影，是借助于电子闪光灯的连续闪光，在一个画面上记录动体的连续运动过程。
专业的频闪技术是在同一张底片上间隔相等的时间多次曝光获得的，也就是在同一相片上显示一个物体在不同时刻的位置，其效果就好象在不同时刻所拍的透明相片重叠在一起，得到一幅在同一个画面内有不同时刻物体影像的频闪相片，如图所示。
频闪摄影从器材上一般分为两类：一是利用自动频率电子闪光灯（简称电子频闪灯）拍摄；二是利用普通闪光灯组拍摄。由于拍摄的工具和方法不同，频闪照片的效果也各具特色。
电子频闪灯是一种新型的摄影照明灯具，当这种灯充足电后，可以像连发手枪一样，一次紧接一次地频繁闪光。常见的电子频闪灯如警车上的电子频闪灯和舞台上用的电子频闪灯。
课外拓展
高频电子频闪灯的闪光频率可以根据需要调节，闪光频率越高，底片曝光次数越多，在照片上出现的影像也越多。一般来说，这种灯每秒钟的闪光次数可达几十次甚至上百次。用电子频闪灯拍摄一个动体时，画面上可以留下几十个重叠、错落有致的影像。这些以一定规律间隔产生的影像，可以给人一种节奏感强烈的视觉感受，它可以使人感到新奇，是因为用高速频率将景物凝固在一张画面上的视觉效果，比平时仅凭肉眼是无法看到的。
课外拓展
利用频闪照相照出的照片也可以用来研究物体的运动，和打点计时器一样，都可以记录物体运动的时间和位移。如图为小球沿斜面运动时每秒闪光10次拍摄出的频闪照片，照片中每两个相邻小球的影像的时间间隔就是0.1s，这样便记录了物体的运动时间。而物体的运动位移则可以用照片中的刻度尺量出。
课外拓展
[练习]在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图给出了从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点．测得：s1=1.40cm，s2=1.90cm，s3=2.38cm，s4=2.88cm，s5=3.39cm，s6=3.87cm．那么：
（1）在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：v1=______cm/s，
v2=_______ cm/s，v3=_______cm/s，v4=_______cm/s，v5=______cm/s．
（2）在平面直角坐标系中作出速度-时间图象．
v/(m/s)
t/s
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.1
0.2
0.3
0.4
答案：
v1=16.50cm/s,
v2=21.40cm/s,
v3=26.30cm/s,
v4=31.35cm/s,
v5=36.30cm/s
1、打点计时器的使用方法和利用打点计时器研究物体运动的方法；
2、通过纸带会计算各个计数点的瞬时速度并能在坐标纸上画出物体的v-t图象。
4、分析物体速度随时间变化规律
小结
再见

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