高中物理人教版必修一配套课件：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
(1)实验目的
利用打点纸带研究小车的运动情况，分析小车的速度随时间变化
人
的规律．
教
版
(2)实验原理
物 理
利用纸带上的数据和第一章的方法求出通过各计数点的速度(学完本章
第3节后可根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间
内的平均速度，即vn＝求出打第n个计数点时纸带的瞬时速度)，再作出v－t 图象，分析v与t的关系．
DBFAEGC. 答案：DBFAEGC. 点评：对于实验的步骤，同学们应结合实际操作掌
握．
第二章 匀变速直线运动的研究
在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图所示，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：x1＝1.40cm，x2＝1.90cm，x3＝2.38cm，x4＝
人 教
2.88cm，x5＝3.39cm，x6＝3.87cm.那么：
版 物 理
(1)在打点计时器打出点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.
(1)表格法
①从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始
一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点，人
教
作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明
版 物
理
0、1、2、3、4…，测量各计数点到0点的距离x，并记录填
入表中.
位置编号 时间t/s
012345
x/m
v/(m·s－1)
第二章 匀变速直线运动的研究
人
教
版
物
理
第二章 匀变速直线运动的研究
人
教
版
1.实验：探究小车速度随时间变化
物 理
的规律
第二章 匀变速直线运动的研究
要探究一个物体的速度随时间变化的规律，必须知道
物体在不同时刻的速度，但直接测量物体的速度是不容易
的．请同学们思索一下怎样利用下面的实验装置，探究小
车速度随时间的变化规律．
人
教
版
物
理
第二章 匀变速直线运动的研究
(2)匀变速直线运动的图象： 学会用图象巧解物理问题，x－t图象和v－t图象是高 中物理中首次利用图象表示物理量之间的关系．如果能明 确各种图象的物理意义，便可利用图象法巧妙地解决很多 人
教 版
实际问题，这种方法可体现出直观、方便、化难为易的效 物 理
果．在理解图象所表示的物理规律时要注意： ①看清坐标轴所表示的物理量及单位并注意坐标原点
第二章 匀变速直线运动的研究
(3)实验器材
打点计时器、纸带、刻度尺、导线、低压交流电源、
小车、钩码
人 教 版 物 理
第二章 匀变速直线运动的研究
(4)实验过程(如图所示)
①把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑
轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一
端，连接好电路．
人
教
②把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂
并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在木板的没有滑轮
的一端，并连好电路，把一条细绳拴在小车上，细绳跨过
定滑轮，另一端吊合适的钩码，把穿过打点计时器的纸带 人
教
固定在小车后面，使小车停在靠近打点计时器处，先接通
版 物
理
电源，再放开小车，让小车运动，打完一条纸带，断开电
源，取下纸带，换上新纸带，再重做两次，即顺序为：
人
教
(2)利用描点法做出 v－t 图象，如图所示．
版 物
理
第二章 匀变速直线运动的研究
(3)小车运动的v－t图象是一条倾斜的直线，说明速度
随时间均匀增加，它们成“线性关系”．
答案：(1)16.50 21.40 26.30 31.35 36.30
(2)如图所示 (3)速度随时间均匀增加
人 教
版
物
理
第二章 匀变速直线运动的研究
②分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距离
Δx1、Δx2、Δx3…. ③利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻
的瞬时速度求得各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度，填
人 教
版
入上面的表格中．
物
理
④根据表格的数据，分析速度随时间怎么变化．
第二章 匀变速直线运动的研究
(2)图象法 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 人
第二章 匀变速直线运动的研究
人
教
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第二章 匀变速直线运动的研究
人 教 版 物 理
第二章 匀变速直线运动的研究
●情景切入
在生活中，人们跳远助跑、水中嬉戏、驾车行驶、短
道速滑(如图)；在自然界里，物体下落、鸽子飞翔、猎豹
捕食、蜗牛爬行、蚂蚁搬家……这些运动中都有速度的变
第二章 匀变速直线运动的研究
(3)本章重点是匀变速直线运动规律的掌握及其研究方
法和应用．难点是匀变速运动规律的应用和运动的相对性
及矢量性．
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第二章 匀变速直线运动的研究
●学法指导
(1)匀变速直线运动的规律：
①对运动学的诸多概念、规律和公式，不要去死记硬
背，而要领会概念的实质，把握公式的来龙去脉，要通过 人
v2＝x22＋Tx3＝1.920×＋02.1.38cm/s＝21.40cm/s
v3＝x32＋Tx4＝2.328×＋02.1.88cm/s＝26.30cm/s
第二章 匀变速直线运动的研究
v4＝x42＋Tx5＝2.828×＋03.1.39cm/s＝31.35cm/s
v5＝x52＋Tx6＝3.329×＋03.1.87cm/s＝36.30cm/s
版 物
理
上合适的钩码，放手后，看小车能否在木板上平稳地滑行，
然后把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定在小
车的后面．
③把小车停靠在打点计时器处，先接通电源，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
一系列的小点，换上新纸带，重复实验三次．
第二章 匀变速直线运动的研究
在本实验中，如果长木板不是平放在实验桌上，而是
教
一些具体的实例，通过实际物理现象的分析、物理情景的
版 物
理
构建、物理过程的认识，来形成物理概念和规律
②运动学公式比较多，一个实际问题往往可以采用不
同的规律公式求解，从而实现“一题多解”，从多种的等
效解法中找出最简捷的方法，这叫“等效选优法”，选择
恰当的解题方法不但可以简化解题过程，还可以提高我们
分析解决问题的能力．
意义．根据图象截距确定物体初始状态，根据图象特点理 解物体运动规律，做到眼中有图象，心中有(物体运动)情 景．必要时可以画出物体运动草图辅助判断
第二章 匀变速直线运动的研究
(3)自由落体运动：
自由落体运动是一种理想化的物理模型，是匀变速运
动的特例，匀变速运动的相关规律和分析方法同样适用于
自由落体运动
是否从零开始．
第二章 匀变速直线运动的研究
②图象上任一点的斜率，反映了该点处一量随另一量 变化的快慢(变化率)．如x－t着两个数，沿图象上各点移动，人 教 版
反映了一量随另一量变化的函数关系，因此图象都应该和 物 理
一个代数方程相对应． 总之，利用图象分析问题，首先要明确坐标轴的物理
差别，从而使误差增大，加速度的大小以能在50cm长的纸
带上清楚地取得六、七个计数点为宜．
第二章 匀变速直线运动的研究
(5)要区别计时器打出的点与人为选取的计数点，一般
在纸带上每隔四个点取一个计数点，即时间间隔为T＝
0.02×5s＝0.1s.
(6)描点时最好用坐标纸，在纵、横轴上选取合适的单
人 教
版
人 教
版
化．
物
理
物体的速度变化存在规律吗？怎样探索复杂运动蕴涵 的规律？
第二章 匀变速直线运动的研究
●知识导航
(1)本章在学习了位移、速度、加速度等概念的基础上，
用实验探索的方法，具体研究一种最简单的变速运动——
人
匀变速直线运动的规律．
教 版
物
理
(2)本章要学习三个重要公式，分别是：
①匀变速直线运动速度与时间关系式：v＝v0＋at. ②匀变速直线运动位移与时间关系式：x＝v0t＋12at2. ③匀变速直线运动位移与速度关系式：v2－v20＝2ax.
(2)在平面直角坐标系中作出v－t图象． (3)分析小车运动速度随时间变化的规律．
第二章 匀变速直线运动的研究
解析：(1)显然，两相邻的计数点之间的时间间隔为
T＝0.02s×5＝0.1s.
对应各点的速度分别为：
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教
v1＝x12＋Tx2＝1.420×＋01.1.90cm/s＝16.50cm/s
版 物 理
教 版
线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点忽略不 物 理
计，如图所示． ③观察所得到的直线， 分析物体的速度随时 间的变化规律.
第二章 匀变速直线运动的研究
(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
人 教
版
度有误差．
物
理
(3)作v－t图象时单位选择不合适或人为作图不准确带
来误差.
第二章 匀变速直线运动的研究
(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，计时器工作后，再放开小车，当小车
停止运动时及时断开电源．
人
教
版
(3)要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑
物 理
轮前及时用手按住它．
(4)牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大而使
纸带上的点太少，或者加速度太小，而使各段位移无多大
与水平面有一定的夹角，那么对探究小车的运动规律是否 人 教
版
有影响？
物
理
答案：没有影响
解析：没有影响，但悬挂钩码的个数应适当改变，以
保证满足以0.1s为计数点取6组数据的要求．因为不管长木
板是平放还是与水平面有一定的夹角，小车的运动性质不
会改变，只是速度变化的快慢不同了．
第二章 匀变速直线运动的研究
人 教 版 物 理
教材33页1、2题（练习本写）+导 学案对应练习
位，用细铅笔认真描点．
物
理
第二章 匀变速直线运动的研究
人 教 版 物 理
第二章 匀变速直线运动的研究
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____________________
人
A．把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面
教
版
B．把打点计时器固定在木板的没有滑轮的一端，并连好电路
物 理
C．换上新的纸带，再重做两次
D．把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面
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，下边吊着合适的
钩码
G．断开电源，取出纸带
第二章 匀变速直线运动的研究
解析：正确的实验步骤是：把长木板平放在实验桌上，