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(共30张PPT)
2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律
第二章 匀变速直线运动的研究
目标定位
1.进一步练习使用打点计时器.
2.会利用平均速度求瞬时速度.（重点）
3.会对实验数据进行处理，并画出v－t图象，据此判断物体的运动性质，并求出加速度．（重、难点）
观察小汽车的启动过程思考问题：
1.猜想小汽车做的是什么运动？
2.请同学来描述的小汽车运动；（用语言来描述）
3.请学生用图象来描述，并进行展示；
4.物体的运动可以用语言来描述，也可以用图象来描述。 哪种方法更好？
本节课通过打点计时器等实验仪器来探究小车速度随时间变化的规律及用图象描述运动规律
1：打点计时器可以测量什么物理量
2：通过打点的纸带可以间接测量什么物理量？
两点间的平均速度
某点的瞬时速度
加速度
时间
思考问题：
根据纸带上给出的数据，求2、4两点的速度和纸带运动的加速度。
寻求一种运动的特点和规律，一般要从某个具体事例开始。
要探究一个物体的运动随时间变化的规律，必须知道
物体在不同时刻的速度，直接测量瞬时速度是比较困
难的，我们可以借助打点计时器先记录物体在不同时
刻的位置，再通过对纸带的分析，计算得到各个时刻
的瞬时速度。通过对数据的分析探究物体的运动随时
间变化的规律
实验设计
实验步骤
⑴ 木板平放，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定，连接好电路。
⑵ 穿纸带；挂钩码。
⑶ 先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后立即关闭电源。
⑷ 换纸带，加钩码，再做一次。
注意事项
1.小车的加速度应适当大一些，以能在纸带上长约50cm的范围内清楚地取7～8个计数点为宜。
5.不要分段测量各段位移，应尽可能一次测量完毕（可先统一量出到计数点0之间的距离），读数时应估读到毫米的下一位。
2.要防止钩码落地和小车跟定滑轮相撞，纸带打完后即时断开电源。
3.每打完一条纸带，将定位轴上的复写纸换个位置，以保证打点清晰。
4.应区别打点计时器打出的点和人为选取的计数点（一般把计时器打出的5个点作为一个计数点），选取的计数点不得少于6个。
6、注意所选取的相等时间间隔T的大小及所测位移S
注意事项
（1）固定打点计时器时，应注意使两限位孔和小车运动轨迹在同一直线上（原因？）
（2）开始实验:开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器(原因？)
（3）实验中 ：接通电源和释放小车。
(4) 打点结束后立即关闭电源。
(5)要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰.
数据处理：
关于纸带的选取
从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，且开头过于密集的点应舍掉。用纸带的后一段进行测量；若纸带上点与点之间的距离较小，可取多个间隔（如5个）作为一个计数时间间隔（但要根据具体情况灵活选定），此时时间间隔不再是0.02s；原则上取六、七个计数点为宜，并给选取的点加上标记。
采集数据的方法
如图所示，一般不是直接测量
相邻两个计数点间的距离，而是先测量出各个计数点到计时零点间的距离x1、x2、x3、x4、x5，再计算出相邻两个计数点间的距离。
Δx1= x1，Δx2= x2－x1，Δx3= x3－x2，Δx4= x4－x3，…
速度的计算方法
各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替，即
……（T为相邻两个计数点间的时间间隔）
将所测得的数据记录下来。
点 第1点 第2点 第3点 第4点 ···
时刻t/s 0.1 0.2 0.3 0.4 ···
瞬时速度v/（m·s-1）
如何处理计算出来的数据？
（１）．列表法.
（注意列表要求）
　位置 　1 　2 　3 　4 　5 　6 　7 　8
　时间(s) 　 　 　 　 　 　 　 　
　位移(m) 　 　 　 　 　 　 　 　
　v(m/s) 　 　 　 　 　 　 　 　
（２）．图象法：
①根据所得数据，选择合适的标度建立坐标系（让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）。
②描点：观察和思考点的分布规律。
③拟合：从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上，用直线拟合，让尽可能多的点处在直线上，不在直线上的点应对称地分布在直线两侧。
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新知探究
误差分析
1．木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀
2．根据纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬时速度有误差
3．作v t图像时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差
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新知探究
控制实验条件的原因
细线、纸带保持水平状态：保证小车运动的加速度不变
小车要靠近打点计时器：保证纸带上打出足够多的点
槽码个数适当：便于分析实验数据和作图
先打点后释放小车：保证纸带上有足够多的点
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新知探究
1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器
2．先接通电源，等打点稳定后，再释放小车
3．打点完毕，立即断开电源
4．选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点密集部分，适当选取计数点(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
注意事项
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新知探究
5．要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，当小车到达滑轮前及时用手按住
6．要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，一般在纸带上每隔4个点取一个计数点，即时间间隔为t＝0.1s
7．在坐标纸上画v t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像尽量分布在较大的坐标平面内
注意事项
求CD段的平均速度？
通过图线观测0.25秒时刻的瞬时速度？
0
0.1
0.2
0.3
1
2
3
4
想 一 想
某同学采用了如下方法绘制小车运动的v-t图像：先把实验得到的纸带每隔0.1 s剪断，得到若干短纸条，再把这些纸条下端对齐，并排贴在一张纸上。
纸条的宽度方向作为时间坐标轴，长度方向作为速度坐标轴，最后将纸条上端中心连起来，得到小车运动的v-t图像。
这样做有道理吗？
1．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法中错误的是(　　)
A．木板不能侧向倾斜，也不能一端高一端低
B．在释放小车前，小车应停在靠近打点计时器的位置
C．应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放小车
D．要在小车到达滑轮前使小车停止运动
A　
课堂练习
2、在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，按照实验进行的先后顺序，将下述步骤的代号填在横线上：______________________。
A．把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面
B．把打点计时器固定在长木板的没有滑轮的一端，并连好电路
C．换上新的纸带，再重复实验两次
D．把长木板平放在实验桌上，并将滑轮伸出桌面
E．使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动
F．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，另一端挂着合适的钩码
G．断开电源，取出纸带
DBFAEGC
3、小明同学按如图所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。
(1)（多选）释放小车时，实验装置如图甲所示，指出该装置或操作中错误的是__。
A．电磁打点计时器接在直流电源上了
B．小车质量没有远大于槽码质量
C．小车离打点计时器过远
(2)如图乙为改正装置后打下的一条纸带的中间部分，A、B、C、D为其中连续打出的四个点(已知打点计时器打点时间间隔T＝0.02 s)。由于操作不慎，C点模糊了，小明仍用此纸带来研究。从图上可以读得A点在刻度尺上位置的读数为_______cm，在打下C点时小车的速度最接近于________m/s(结果保留三位有效数字)。
4、某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出0、1、2、3、4、5、6共7个测量点。其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10 s，试完成下面问题。
(1)根据纸带上各个测量点间的距离，某同学已将1、2、3、5点对应的时刻的瞬时速度进行计算并填入表中，请你将4点对应的时刻的瞬时速度填入表中。(要求保留3位有效数字)
(2)在图中所示的直角坐标系中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。
(3)由图象求出小车的加速度a＝________ m/s2。
5、在探究“小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器接在50 Hz的低压交流电源上，某同学在打出的纸带上每5个点取一个计数点，共取了A、B、C、D、E、F六个计数点，如图甲所示。从每一个计数点处将纸带剪开分成五段(分别为a、b、c、d、e段)，将这五段纸带由短到长紧靠，但不重叠地粘在xOy坐标系中，如图乙所示，由此可以得到一条表示v t关系的图线。
(1)请在图乙中用最简洁的方法作出能表示v t关系的图线(作答在图上)，其________(填“x”或“y”)轴相当于v轴。
(2)从第一个计数点开始计时，为求出0.15 s时刻的瞬时速度，需要测出________(填“a、b、c、d、e”中的一个)段纸带的长度。
(3)若测得a段纸带的长度为2.0 cm，e段纸带的长度为10.0 cm，则可求出加速度的大小为________m/s2。
总结：
①当数据个数是偶数时，直接平均分成前后两组；
②当数据个数是奇数时，一般舍去中间的一个数据，再平均分成前后两组；
③公式记忆，分子上用前一部分数据之和减去后一部分数据之和；
④公式记忆，分母上用前一部分数据的小角标之和减去后一部分数据的小角标之和
再见

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