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(共40张PPT)
第2章　匀变速直线
运动的研究
第1节　实验：探究小车
速度随时间变化的规律
物理必修第一册
（人教版）
　　1.如何研究一个物体运动的规律？
　　 需要知道物体在不同时刻的速度。
　　
2.如何知道物体在不同时刻的速度？用什么仪器可以测得？
　　 打点计时器。
导入
　　知识回顾：
　　1.打点计时器可以测量什么物理量？
　　2.打点计时器的类型、结构、工作原理分别是什么？
　　3.纸带能给我们提供哪些信息？
　　4.通过测量或计算还能得到哪些信息？
导入
　　1.自己设计好实验方案，并口头阐述需要的实验器材和实验步骤。
　　如何设计小车在重物拉动下做运动的实验？
　　实验装置（如图所示）
思路一
　　2.正确安装器材，进行合理、准确的操作，得到一条点迹清晰的纸带。
　　3.选择纸带，同时选好计数点，计算各计数点的瞬时速度并填入表格。
　　利用打出的纸带如何研究小车的运动？
　　4.由上述数据表格猜想出小车运动的速度随时间的变化规律：速度与时间成正比。
思路一
　　一、实验原理
　　1.利用纸带计算瞬时速度：以纸带上某点为中间时刻取一小段位移，用这段位移的平均速度表示该点的瞬时速度。
　　2.用v-t图像表示小车的运动情况：以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，用描点法画出小车的v-t图像，图线的倾斜程度表示加速度的大小，如果v-t图像是一条倾斜的直线，说明小车的速度是均匀变化的。
思路一
　　二、实验器材
　　打点计时器（带导线）、交变电源、纸带、一端带有定滑轮的长铝板、小车、细绳、槽码、刻度尺、复写纸、坐标纸等。
思路一
　　三、进行实验
　　1.如图所示，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。
思路一
　　2.把小车停在靠近打点计时器的位置，先启动打点计时器，后放开小车，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。
思路一
　　四、数据记录
　　1.采集数据：
　　舍掉纸带开头一些过于密集的点，找一个适当的点作为计时起点。可选择相隔0.1 s（或更短）的若干计数点进行测量。
思路一
　　如图所示，先测量出各个计数点到计时起点的距离：x1、x2、x3、x4、x5……再计算出相邻的两个计数点间的距离：Δx1＝x1，Δx2＝x2﹣x1，Δx3＝x3﹣x2，Δx4＝x4﹣x3，Δx5＝x5﹣x4……填入自己设计的记录表中。
思路一
　　2.求解并记录各计数点的瞬时速度：
　　(1)各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替，即v1＝、v2＝、v3＝……其中，T为相邻两个计数点间的时间间隔，若交变电源的频率为50 Hz，每5个点取一个计数点（中间隔4个点），则T＝0.1 s。
思路一
　　(2)设计表格并记录相关数据。
思路一
　　五、数据分析
　　1.在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点。
　　2.画一条直线，让这条直线通过尽可
能多的点，不在直线上的点均匀分布在直
线的两侧，偏差比较大的点忽略不计，如
图所示。
思路一
　　3.观察所得到的直线，分析物体的速度随时间变化的规律。
　　4.根据所画v-t图像求出小车运动的加速度a＝。
思路一
　　六、注意事项
　　1.开始实验前，应使小车靠近打点计时器。
　　2.要先启动打点计时器，等打点稳定后，再放开小车。
　　3.打点完毕，立即关闭电源。
　　4.选取一条点迹清晰的纸带，舍掉开头点迹密集部分，选取适当的计数点（注意计数点与计时点的区别），弄清楚所选的时间间隔T等于多少。
思路一
　　5.不要分段测量各段距离，应尽可能地一次测量完毕（可统一量出各计数点到计时起点的距离）。
　　6.在坐标纸上画v-t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像大致布满坐标纸。
思路一
思路一
CI
C
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　先启动打点计时器，
再放开小车
BECDA
思路一
5.4
0.21
0.20
　　一、实验目的
　　1.进一步练习使用打点计时器。
　　2.利用v-t图像处理数据，并据此判断物体的运动性质。
　　3.能根据实验数据求加速度。
思路二
　　二、实验原理
　　1.利用打点计时器所打纸带的信息，代入计算式vn＝，即用以n点为中心的一小段位移的平均速度代替n点的瞬时速度。
　　2.用描点法作出小车的v-t图像，根据图像的形状判断小车的运动性质。若所得图像为一条倾斜直线则表明小车做匀变速直线运动。
　　3.利用v-t图像求出小车的加速度。
思路二
　　三、实验器材
思路二
　　四、实验步骤
　　1.如图所示，把附有滑
轮的长木板放在实验桌上，
并使滑轮伸出桌面，把打点
计时器固定在长木板上没有
滑轮的一端，连接好电路。
思路二
　　2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上槽码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。
　　3.把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车，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。
　　4.换上新的纸带，重复实验三次。
思路二
　　五、数据处理
　　1.怎样选取纸带上的点？
　　开头过于密集的点舍掉，从清楚的点开始，每隔5个间隔取一个计数点（每两个计数点之间的时间间隔是0.1 s）。
　　2.如何计算出所取点的瞬时速度？
　　用求平均速度的方法来代替（用计算较准确的平均速度来代替）。
思路二
　　3.如何处理计算出来的数据？
　　(1)列表法
　　根据选择的纸带（如图所示），在表中记录数据。
思路二
思路二
　　(2)图像法
　　①根据所得数据，选择合适的标度建立直角坐标系（使图像尽量分布在坐标系平面的大部分面积）。
　　②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。
思路二
　　各点大致都落在一条直线上，因此，我们可以推断：在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。难以落在直线上的点，让它们均匀分布在曲线两侧。偏差太大的点，直接舍去。
思路二
　　注意事项：
　　1.固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置；滑轮不能过高，细绳应与木板平行。
　　2.开始实验前，应使小车靠近打点计时器。
　　3.先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车。
　　4.打点结束后要立即关闭电源。
思路二
　　5.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，当小车到达滑轮前应及时用手按住它，防止小车从木板上掉下来。
　　6.小车另一端所挂的槽码个数要适当，避免加速度过大而使纸带上打的点太少，或加速度太小而使各段位移无法区别，从而使误差增大。
思路二
思路二
0.35
0.55
小车速度随时间均匀增加
1.0
课堂练习
　　照片A：有错误之处，应选用交流电源。照片B：有不合理之处，小车起始点离打点计时器过远。
课堂练习
课堂练习
BC
课堂练习
课堂练习
交流
0.1
0.479
1.60
课堂练习
课堂练习
谢谢！

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