(共25张PPT)
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对极限思想有初步的理解，能够运用平均速度去求取瞬时速度，经历科学的思维进程，在这个进程里培育勇于质疑创新的能力。
对于③，是依据科学实验的事实情况，借助v－t图象来处理实验所得到的数据，按照这些实验数据去求取加速度。还要经由问题、证据、解释以及交流来达成科学探究，凭借此对物体的运动性质予以判断，从而使运动与相互作用的物理观念得以深化。
④借助对科学本质的探究，去领会物理学研究方法，进而提升学生分析推理能力，以及观察能力还有实验动手与操作能力。
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？
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一、证据
1.实验设计思路
假若要探究一个物体的运动伴随着时间而产生的变化规律，那就必须得清楚知晓该物体在不同时刻的速度情况，然而直接去测量瞬时速度是相对比较困难的，我们能够借助打点计时器，先去记录物体在不同时刻所处的位置，接着再通过对纸带展开分析，最后计算得出相应时刻的瞬时速度。
借助打点计时器打出的纸带上所记录的数据，算出各个时刻的速度，进而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。
若图像呈现为一条具有倾斜状态的直线，那么可以判定物体做出的是匀变速的直线运动，而此图像的斜率所指征的乃是加速度。
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一、证据
2.实验方案
其一，有用于实验的交流电源，其二，存在打点计时器，其三，具备小车，其四，有一端带有定滑轮的长铝板，其五，有细绳，其六，有纸带，其七，有刻度尺，其八，有坐标纸，其九，有钩码，这些都是实验仪器。
（2）实验步骤
一端带有滑轮那部分的长铝板，被平放在实验桌上，且要让滑轮伸出桌面；打点计时器被固定在长铝板上没有滑轮的那一端。
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一、证据
首先，将一条细绳拴在小车上，接着，让细绳跨过滑轮，然后，在滑轮下边挂上钩码，之后，把纸带穿过打点计时器，最后，把纸带的一端固定在小车上。
③将小车放置在靠近打点计时器的地方，首先接通电源开关，接着放开小车，使得小车拖着纸带进行运动，于是打点计时器就在纸带上打下一连串的点子，随后马上关闭电源。
④将所挂钩码的数量进行增加或者减少，或者在小车上放置不同重量的重物，按照以上所提到的步骤，再次去做两次实验。
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一、证据
3.数据记录及处理
（1）数据记录
①关于纸带计时起点要怎么选呢，是选那样一种纸带，有着清晰的点迹，把开头那些过于密集的点给舍弃掉，从清楚的点着手，能挑选相隔0.1 s（或者更短时间间隔）的好些计数点来予以测量，然后依照顺序依次标号为0、1、2、3、4、5、……，接着去测量各个计数点到0点的距离x。
图中相隔0.08s为一个计数点
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（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。
123
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：
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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。
根据算出来的v数据跟t数据，于坐标系当中描点，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。
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二、解释
问题1：分析数据点分布有什么特点？
问题2：对于研究的实际运动而言，能够近似地将其抽象出来一种理想化模型，该理想化模型的v-t图像呈现为一条倾斜的直线，那么在这种理想的情形之下，小车的速度变化究竟有着怎样的规律呢？
疑问3：按照所作出的图像，凭借数学知识，是否能够写出v和t的函数解析式呢？
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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。
首先，要将电源接通，接着，等待打点计时器将工作状态调整至稳定，随后，再把小车释放，当小车停止运动之时，应当马上把电源关闭。
在进行打点计时器安装操作时，需尽可能让纸带、小车以及细绳处于同一条直线所处的状态之中。
防止钩码落到地上，避免小车与滑轮发生碰撞，当小车快要抵达滑轮之前，要及时运用手去按住它。
5.要让牵引小车的钩码个数恰当，不然的话，要是加速度过大就会致使纸带上的点太少，或者万一加速度太小，就会造成各段位移的差别不太显著，这样一来就会让测量误差增大。
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要先选好零点，还要选好计数点，并对其进行编号，之后去测距离。测距离的时候，不能用短刻度尺分别测量相邻两计数点间的距离，最好是使用长刻度尺去对齐各个计数点，且不能移动尺子，读出各计数点对应的刻度，接着计算位移，以此避免测量误差的积累。
画出v-t图像之前，要先在坐标纸上进行绘制，绘制的时候，要留意坐标轴单位长度的选取情况，选取时，要让图像能够尽可能均匀地分布在坐标平面之上，注意这些要点最终得到要求的图像。
八点，要去辨别计时器所打出的点和人为挑选来的计数点，通常而言，在纸带上，每五个点会选取一个计数点，当交流电频率是五十赫兹时，计时点之间的间隔为T，等于零点零二乘以五秒，结果是零点一秒。
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1.图像中直线过不过原点？为什么？
2.图像和纵坐标的交点物理意义是什么？
3.直线的斜率代表什么？
三、交流
【误差分析】
長板各處糙度各異，致使所涉小車所受摩擦力不均，此情形將産生誤差。
2.用刻度尺测量两计数点间的距离时会产生误差。
3.作图不精确会造成误差。
【例题1】
课堂练习
高中物理里，打点计时器属于重要的物理实验仪器，高中物理实验常用的打点计时器有甲、乙两种，下面请回答相关问题。
(1) 图甲是打点计时器，电源采用的是。
(2) 图乙是打点计时器，电源采用的是。
【例题1】
课堂练习
在“探究小车速度随时间变化的规律”这一实验当中，有一位同学，他借助打点计时器，在纸带上进行打点操作高中物理电路分析规律，籍此来记录小车的运动情形。他开展此实验时，采用了如下步骤：
先握着纸带，把小车移动到靠近打点计时器的地方，然后松开纸带，接着才接通电源。
B.将打点计时器固定在长木板上，并接好电路；
C.拿一条绳，将其拴在小车上，让细绳跨过定滑轮，在下面挂上合适的钩码。
D.小车停止运动后，直接取下纸带；
E.将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔；
F.去换上新的纸带，接着重复进行操作三次，随后从各个纸带当中选取一条点迹清晰的来开展数据处理。
其中错误或遗漏的步骤有：①；②。
将以上步骤完善后按合理的顺序填写在下面横线上。
【变式训练1】
课堂练习
在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，
以下所给出的那些器材当中，有一部分是已然选好了的，那么请从中选出还在所需要的那些器材。
一种是电磁打点计时器，还有那种天平，另外包含低压交流电源，以及低压直流电源，再有细绳和纸带，然后是钩码和小车，最后还有秒表。
H.一端有滑轮的长木板；I.刻度尺
选出的器材有AEFH，还需要。
(2)某同学按照以下步骤进行操作：
A.换上纸带重复做三次，选择一条较为理想的纸带；
把打点计时器安放在长木板上不存在滑轮的那一端，连接上所需要用到的电源。
丙，将小车放置于与打点计时器相近之处，首要举措系放开小车，随后启动计时器方可。
D.断开电源，取下纸带；
1. 将一条细绳拴在小车前端，2. 使繩跨过滑轮，3. 在其上面挂上钩码，4. 把纸带稳固定于小车后端，5. 并让纸带穿过打点定时器。
具有错误情况的在前述操作步骤当中的是(填写步骤之前所对应的字母)，应当作出更正的内容为；遵循合理顺序的步骤是(填写步骤之前所对应的字母)。
【例题2】
课堂练习
某一学习小组之中的同学，想要借助打点计时器在纸带上留下的点迹，去探索小车速度随着时间推移而产生变化的规律，实验所使用的装置呈现出如图所示的样子。
（1）需对小车的速度进行测量，除针对打点计时器（涵盖其所使用的电源、纸带以及墨粉纸盘）之外，必定还得使用的用于测量的工具是。
在规范操作情景下，该小组设法得到了一条有着清晰点迹的纸带，这张纸带呈现出如图所示的样子，在这条纸带上循序依次选出了七个计数点，并分别标上了相应标识，从起始点开始高中物理电路分析规律，每相邻的两个计数点之间，还有四个点并未被画出起步网校，而打点计时器所使用电源的频率为50Hz。（以下结果均保留两位小数）
①每相邻两计数点的时间间隔为s，打点时小车的速度cm/s；
②分别去算出，其他各点的速度，其中vB等于16.50cm/s，vC等于21.40cm/s，vE等于31.35cm/s，vF等于36.30cm/s，要在如图所示的坐标系当中作出小车运动的图像，是以打A点时开始计时的。还要说明小车速度变化的规律。
【例题2】
课堂练习
③根据图线求出小车运动的加速度 a=m/s2；
④把图线朝着延长的方向，使其与纵轴相交，交点所对应的纵坐标呈现为cm/s，这样子的速度所具备的物理意义是。
某同学在实验完毕之后，发现实验之时电源的实际频率是小于50Hz的，那么速度的测量值与实际值相比（选填“偏大”“偏小”或者“不变”）。
【变式训练2】
课堂练习
课堂小结
问题思考
我们今天都讲了哪些知识？
注意事项如下，开始释放小车之际，小车需靠近打点计时器，要先进行通电操作，之后再释放小车。
计数点瞬时速度的求法是，以纸带上的某一点作为中间时刻，选取一小段位移，用这段位移的平均速度来表示这点的瞬时速度。
3.v-t图像的做法是，要先细致去观察，可以边观察的同时边充分思考下寻找一些线索，然后从中找出那些点所呈现的分布规律，要使得能够有尽可能多的点处于直线之上，而对于那些并不在直线上的点，应当以一种对称的方式纷纷分布在直线的两侧各自区域中，以此来完成图像绘制。
完成课本课后习题和学案。
布置作业
谢谢大家