第二章 第1节实验：探究小车速度随时间变化的规律--人教版高中物理必修第一册教学课件(共25张PPT)

(课件网) 1.实验：探究小车速度随时间的变化规律 第二章/匀变速直线运动的研究 物理 学习目标 ①进一步练习使用打点计时器，掌握仪器基本原理和操作技能。 ②初步理解极限思想，会利用平均速度求瞬时速度，经历科学思维过程，在此过程中培养勇于质疑创新的能力。 ③ 基于科学实验事实，利用v－t图像处理实验数据，根据实验数据求加速度。通过问题、证据、解释和交流完成科学探究，据此判断物体的运动性质，深化运动与相互作用的物理观念。 ④通过探究科学本质，体会物理学的研究方法，提高学生分析推理能力、观察能力和实验动手操作能力。 学习重难点 重点： 探究小车随时间的变化规律实验的设计及数据记录。 难点： 分析v-t图像得出小车的运动规律。 情境导入 情境 物体的速度变化存在规律吗？怎样探索复杂运动中蕴含的规律呢？ 讲授新课 一、证据 1.实验设计思路 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，计算得到相应时刻的瞬时速度。 利用打点计时器打出的纸带上记录的数据，计算出各时刻的速度，再作出速度与时间的关系图像。 （1）某点的瞬时速度一般用一小段时间内的平均速度代替。 （2）若图像为一条倾斜直线，则物体做匀变速直线运动，图像的斜率表示加速度。 讲授新课 一、证据 2.实验方案 （1）实验仪器：交流电源、打点计时器、小车、一端带有定滑轮的长铝板、细绳、纸带、刻度尺、坐标纸、钩码。 （2）实验步骤 ①如图，把一端带有滑轮的长铝板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长铝板上没有滑轮的一端。 讲授新课 一、证据 ②把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车上。 ③把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，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点，随后立即关闭电源。 ④增减所挂钩码（或在小车上放置重物）的数量，按以上步骤再做两次实验。 讲授新课 一、证据 3.数据记录及处理 （1）数据记录 ①纸带计时起点的选择：选取点迹清晰的纸带，舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始，可选择相隔0.1 s（或更短）的若干计数点进行测量，依次标号为0、1、2、3、4、5…….测量各计数点到0点的距离x。 图中相隔0.08s为一个计数点 讲授新课 （2）计数点瞬时速度的求法 例题：如下图所示求纸带经过计数点2时的瞬时速度。 1 2 3 △x2 △x3 △x1 △x0 用计算较准确的平均速度来代替某点的瞬时速度。 参考答案： 讲授新课 一、证据 4.数据分析 （1）以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系。 （2）根据计算的v、t 数据，在坐标系中描点作出v-t图像。 （3）通过观察、思考，找出这些点的分布规律。 （4）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。 讲授新课 二、解释 问题1：分析数据点分布有什么特点？ 问题2：研究的实际运动可以近似抽象出一种理想化模型，其v-t图像是一条倾斜的直线，这种理想情况下小车的速度变化有什么规律？ 问题3：根据作出的图像，结合数学知识，能否写出v与t的函数解析式？ 讲授新课 三、交流 【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，待打点计时器工作稳定后，再释放小车，小车停止运动时应立即关闭电源。 3.安装打点计时器时，要尽量使纸带、小车和细绳在一条直线上。 4.要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，小车到达滑轮前应及时用手按住它。 5.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 ... ...