資源簡介

(共23張PPT)
第二章 勻變速直線運動的研究
第 1 節 實驗：探究小車速度隨時間變化的規律
1．進一步練習使用打點計時器．
2．利用v-t圖像處理數據，并據此判斷物體的運動性質．
3．能根據實驗數據求加速度．
教學目標
物體的運動通常是比較復雜的，物體的運動規律各不相同。
怎樣探索速度隨時間變化的規律呢？
高山滑雪、鴿子飛翔、獵豹捕食等這些運動中都有速度的變化。
情景引入
要想知道速度隨時間變化的規律，必須知道物體在一系列不同時刻的速度。
這一節我們研究小車在重物牽引下的運動，看看小車的速度是怎樣隨時間變化的。
新課教學
實驗思路
要探究一個物體的運動隨時間變化的規律，必須知道物體在不同時刻的速度，直接測量瞬時速度是比較困難的，我們可以借助打點計時器先記錄物體在不同時刻的位置，再通過對紙帶的分析，計算得到相應時刻的瞬時速度。
把一端帶有滑輪的長鋁板平放在實驗桌上，鋁板上放一個可以左右移動的小車，小車一端連接穿過打點計時器的紙帶，另一端連接繞過滑輪系有槽碼的細繩。小車在槽碼的牽引下運動，通過研究紙帶上的信息，就可以知道小車運動的速度是怎樣隨時間變化的。
實驗器材：
學生電源，刻度尺，坐標紙
槽碼
打點計時器
紙帶
小車
細繩
一端附有定滑輪的長木板
①木板平放，使滑輪伸出桌面；
②木板遠離滑輪的一端固定打點計時器，連接好電路；
③拴細線，穿紙帶，掛鉤碼；
④先接通電源，再釋放小車；
⑤斷開電源，取出紙帶；
⑥換上新紙帶，重復操作兩次，
選擇一條點跡清晰的留用。
⑦增減所掛鉤碼，重復步驟③-⑥。
進行實驗
注意
1.開始釋放小車的時候，小車應該靠近打點計時器。
2.先通電，后釋放小車。
3.打點完畢，馬上關閉電源。
4.鉤碼的質量要適中，不能質量太大，也不能質量太小。
5.實驗時要注意保護小車及滑輪，要避免它們被碰壞或跌壞。
1、紙帶計時起點的選擇：選取點跡清晰的紙帶，舍掉開頭過于密集的點，從清楚的點開始， 每五個計時點取一個計數點，依次標號為0、1、2、3、4、5…….測量各計數點到0點的距離x。
數據處理
0.10s
0.10s
過于密集/不清晰的點
△x1
△x2
△x3
△x4
△x5
x1
x2
x3
x4
x5
2、計數點瞬時速度的求法
取該計數點相鄰兩計數點，算出此段的平均速度，該點的瞬時速度近似等于此段的平均速度。例如：求3這個計數點的速度 （ 注意估讀、單位以及有效數字）。
Δt 為多少
把各計數點的瞬時速度，填入表1中標有“v1 ” 的一行。同理，計算增減槽碼后兩次實驗的速度，分別填入表1中標有“v2” 和“v3” 的兩行內。
位置 0 1 2 3 4 5
時間/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
v1/m·s-1
v2/m·s-1
v3/m·s-1
3、記錄數據
1、以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標系。
2、根據表1中的v、t 數據，在坐標系中描點作出v-t圖像。
3、通過觀察、思考，找出這些點的分布規律。
4、讓盡可能多的點處在直線上，不在直線上的點應對稱地分布在直線兩側。
數據分析
n 0 1 2 3 4 5 6
v /(m·s-1) 0.10 0.21 0.30 0.39 0.52 0.58 0.80
v /(m·s-1)
0 1 2 3 4 5 6 7
t/10-1s
1.選擇合適標度建立坐標系
2.描點
3.連線擬合
注意：
1.不能使用折線
2.使點跡均勻分布在兩側
3.尺規作圖
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.8
v/(m·s-1)
0 1 2 3 4 5 6 7
t/10-1s
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
△v
△t
① 圖線的特點？
② 小車的運動規律？
③ 如何求加速度？
一條傾斜直線
速度隨時間均勻變化
勻變速直線運動
勻加速直線運動
勻減速直線運動
用計算機繪制v-t圖像
借助常用的數表軟件，可以迅速、準確地根據表中的數據作出v-t圖像，甚至能夠寫出圖像所代表的公式。
同學們閱讀課文試一試用計算機繪制v-t圖像。
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的速度值按照“插入”中的“圖表”的提示就能一步步地得到所畫的圖像。
1、在“探究小車速度隨時間變化的規律”的實驗中，下列說法正確的是(　　)
A．打點計時器應固定在長木板上，且靠近滑輪的一端
B．通過調節，使小車、紙帶、細繩和定滑輪上邊緣在一條直線上
C．開始實驗時小車應放在靠近打點計時器的一端
D．鉤碼的質量越大越好
BC
跟蹤練習
2、用電磁打點計時器、平板(光滑)、小車等器材探究小車速度隨時間變化的規律，下圖所示是某同學即將釋放小車之前的實驗裝置圖。該裝置圖中有3處明顯錯誤，它們分別是：(1)__________________________________________________
(2)__________________________________________________
(3)__________________________________________________
細線應與木板平面平行
小車應從靠近打點計時器處開始釋放
電源應選擇交流電源
3、在“探究小車速度隨時間變化的規律”的實驗中，對紙帶進行處理時，下列做法中正確的是（ ）
A．要選擇一條點跡清晰的紙帶進行處理
B．要舍去紙帶上的密集點，然后選取計數點
C．必須每5個打印點選一個計數點
D．用毫米刻度尺測量間距時，應估讀到0.1mm
ABD
4、在用打點計時器“探究小車速度隨時間變化的規律”的實驗中，下列關于作v－t圖像的說法中，正確的是(　　)
A．只要確定了v－t圖像中的兩點，就可以得到小車運動的v－t圖像，因此，實驗只需要測出兩組數據
B．作v－t圖像時，所取的點越多，圖線就越準確
C．作出的v－t圖線應該通過所有的點，圖線曲折也可以
D．對于偏離直線較遠的點，說明誤差太大，應舍去
BD
5、在“探究小車速度隨時間變化的規律”的實驗中，算出小車經過各計數點的速度如下表所示，為了算出加速度，合理的方法是（ ）
A．根據任意兩計數點的加速度公式算出加速度
B．根據實驗數據，畫出v－t圖像，量出其傾角α，由公式a=tanα算出加速度
C．根據實驗數據，畫出v－t圖像，由圖線上相隔較遠的任意兩點所對應的速度，用公式算出加速度
D．依次算出通過連續兩計數點間的加速度，其平均值作為小車的加速度
C
計數點序號 1 2 3 4 5 6
計數點對應時刻/s 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
通過計數點的速度/(cm/s) 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0
6、在“探究小車速度隨時間變化的規律”實驗中，打點計時器使用的交流電源的頻率為50 Hz，記錄小車運動的一段紙帶如
下圖所示，在紙帶上選擇A、B、C、D、
E、F六個計數點，相鄰兩計數點之間還
有四個點未畫出．
(1)由紙帶提供的數據求出打下C、E點時
的小車的速度，填入下表：
0.35
計數點序號 B C D E
計數點對應的時刻t/s 0 0.1 0.2 0.3
通過計數點時小車的速度v/m·s－1 0.25 0.45
0.55
(2)根據表中的數據，在下圖中作出小車運動的v-t圖像．
(3)根據作出的v-t圖像可得小車運動的加速度為________m/s2.
1.00

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