【成才之路】2015-2016学年高一物理人教版必修1：第2章1《实验：探究小车速度随时间变化的规律》选读.ppt

在生活中，高山滑雪、汽车启动、百米赛跑……；在自然界里，物体下落、猎豹捕食，蚂蚁搬家……这些物体的运动，大多是变速运动，其运动规律比较复杂。 本章在掌握了描述运动学的几个物理量的基础上，具体研究一种最简单的变速运动——匀变速直线运动的规律。 本章的探究不是从抽象的概念出发，而是先让同学们探究小车在重物牵引下做的变速运动，观察、记录小车随时间变化的情况。然后从实例出发，学习匀变速直线运动的速度与时间的关系、位移与时间的关系、位移与速度的关系。最后研究最简单的匀加速直线运动——自由落体运动，领会伽利略对自由落体运动的研究方法对近代科学的影响。 本章的重点是匀变速直线运动的规律，难点是应用匀变速直线运动的规律解决有关问题，特别是图象法和数学知识的运用。 1．本章规律多，公式和推论多，学习中注意不要去死记硬背这些规律和公式，重要的是领会概念的实质，把握公式的来龙去脉，要通过一些具体的实例，通过实际物理现象的分析、物理过程的认识，构建正确的物理情景，逐步形成良好的思维习惯。 2．重视物理过程的分析，特别是多解问题的分析，要选择合适的规律，找准过程的连接点。注意运用数学工具(如图象、函数)分析物理过程及临界状态量，例如解决追及与相遇问题。 3．要有意识地培养自己画运动示意图分析复杂运动的习惯，这样运动过程会变得形象、直观，便于研究。解题时要思路开阔，通过联想比较，筛选最简洁的解题公式。另外还要注意总结分析问题的方法，除了常用的解析法，还有图象法、比例法、极值法、逆向转换法等。 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。 打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、复写纸片、细绳、钩码、刻度尺、导线、________电源。 1．(如图所示)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。 2．把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，放手后，看小车能否在木板上_______________，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__________，后_____________，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。 4．换上新的纸带，重复实验两次。 5．增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验。 1．在几条纸带中选择一条________，为了便于测量，________开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点当做计时________。 2．计算出各计数点的________速度，填入设计好的表格中。 3．以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，根据表中v、t数据，在直角坐标系中描点，探究小车________随时间变化的规律。 一、实验数据处理的方法 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，作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明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。 (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，填入上面的表格中。 (4)根据表格的数据，分析速度随时间怎么变化。 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。 二、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图象时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差。 三、实验注意事项 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。 3．要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑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。 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．不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕(可先统一量出各计数点到计数起点O之间的距离)。读数时应估读到毫米的下一位。 7．描点时最好用坐标纸，在