(鲁科版)必修1物理：3.2《匀变速直线运动的实验探究》课件
实验03：研究匀变速直线运动
实验三：研究匀变速直线运动
【实验播放】
1、实验目的：
(1)知道实验的原理及所需的器材，能安装实验仪器并正确地操作；
(2)掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法，能推导公式：a =2Ts；
(3)能正确地选取计数点，并根据测量结果计算小车的速度和加速度。
2、实验原理：
(1)由纸带判断物体是否做匀变速直线运动
设物体做匀变速直线运动，加速度是a，在各个连续相等的时间间隔T内的位移分别是s1、s2、s3……由运动学公式可得：Δs=s2- s1 = s3- s2 =……=aT2，即连续相等的时间间隔内的位移差相等．因此，要由纸带判断物体是否做匀变速直线运动，只要看纸带上时间间隔相等的连续相邻的计数点间的距离之差是否相等即可。
(2)由纸带求物体运动加速度的方法
①逐差法：根据s4- s1 =( s4- s3)+( s3- s2)+( s2- s1)= s5- s2 = s6- s3 =3 aT2，分别求出a1=2143Ts-s、a2=2253Ts-s、a3=2363Ts-s，再算出a1、a2、a3的平均值即为我们所求的匀变速直线运动物体的加速度。这种处理数据的方法称为逐差法，“逐差法”求加速度的目的是尽可能多地使用我们测量的数据s1、s2、s3 ……，以减小偶然误差。
按照逐差法，计算加速度的平均值为
a=3321aaa=31(2143Ts-s+2253Ts-s+2363Ts-s)=291T[(s4+ s5+ s6)-( s1+ s2+ s3)]
如果不用此方法，而用相邻的各s值之差计算各加速度后再平均，则
a=51(212Ts-s+223Ts-s+234Ts-s+245Ts-s+256Ts-s)=251T( s6- s1)
比较可知，逐差法将s1到s6各实验数据都利用了，而后种方法实际只用上了s1和s6两个实验数据，所以失去了多个数据的正负偶然误差互相抵消的作用，算出的a值误差较大．因此，实验中采用逐差法．
2021高中物理鲁科版必修第一册课件：第3章 第2节 匀变速直线运动的实验探究
02
匀变速直线运动的实验探究
课时1 练习使用打点计时器课时1ꢀ练习使用打点计时器刷基础
题型1ꢀ打点计时器的操作
1．[福建上杭一中2019高一上月考](多选)关于打点计时器及其操作，下列说法正确的是(ꢀꢀ)ꢀACA．打点计时器是一种计时仪器，若使用电源的频率为50ꢀHz，则每隔0.02ꢀs打一次点
B．电磁打点计时器使用的是4～6ꢀV的交流电或直流电，而电火花计时器使用的是220ꢀV的交流电
C．实验操作时，先接通打点计时器然后让物体带动纸带运动
D．实验操作时，让物体带动纸带运动的同时接通打点计时器
解析
打点计时器是一种计时仪器，若使用电源的频率为50ꢀHz，则每隔0.02ꢀs打一次点，A正确；电磁打点
计时器的工作电源是4～6ꢀV的交流电，B错误；实验操作时，应先接通打点计时器，等打点计时器工
作稳定后让物体带动纸带运动，C正确，D错误．课时1ꢀ练习使用打点计时器刷基础
2．[湖北宜昌八校(示范高中协作体)2018高一上期中]使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中，有以下基本步骤，正确的操作顺序是(ꢀCꢀ)
①松开纸带让物体带动纸带运动
②穿好纸带
③把打点计时器固定好
④接通电源，进行打点
A．①②③④ꢀꢀB．③②①④
C．③②④①ꢀꢀD．②③④①解析
实验步骤要遵循先安装器材后进行实验的顺序进行，注意实验中要先接通电源后释放纸带，正确
的顺序是：③②④①.C正确．课时1ꢀ练习使用打点计时器刷基础
3．[河南郑州八校2018高一上期中](多选)关于打点计时器的使用，下列说法中正确的是(AꢀCꢀD)
A．电磁打点计时器应使用低压交流电源，交流电频率为50ꢀHz
B．纸带必须穿过限位孔，并注意把纸带压在复写纸的上面
C．要先通电，后释放纸带，纸带通过后立即切断电源
D．为减小摩擦，每次测量应先将纸带理顺
解析
电磁打点计时器应使用低压交流电源，交流电频率为50ꢀHz，故A正确；纸带必须穿过限位孔，并
注意把纸带压在复写纸的下面，故B错误；要先通电，后释放纸带，纸带通过后立即切断电源，故
高中物理 3.2 匀变速直线运动的实验探究学案2 鲁科版必修1
用心 爱心 专心 1 高中物理 3.2 匀变速直线运动的实验探究学案2 鲁科版必修1
[问题导思]
【计时器的工作原理】
常用的计时器有打点计时器和电火花计时器两类，是用来记录时间时间的仪器。
（1）打点计时器是一种使用低压交流电源的计时器，（如上左图）其工作电压为4~6V。当电源频率为50Hz，它每隔0.02s打一个点。把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带上面，通电后，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来，位于振片一端的振针就跟着上下振动起来，当物体拖着纸带运动时，振针就在纸带上打出一系列的点，这些点记录了运动物体的位置，也记录了发生这些位移所用的时间。这就为我们定量地研究物体的运动情况提供了方便。
（2）电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔，从而显示出电迹的计时器（如上右图）使用时，墨粉纸盘轴上，并夹在两条纸带之间，接通220V交流电源，按下脉冲输出开关，计时器发出的脉冲电流经接正相的放电计、墨粉纸盘到负相的纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带1上就打出一列电迹，电源频率50Hz时，它每隔0.02s打一个点。
【纸带求匀速直线运动的加速度的方法】 用心 爱心 专心 2 （1）逐差法：如下左图所示，根据
，同理，
这样利用 可以求出 三个加速度值，再算出 的平均值 ，即为 我们所求匀变速直线运动物体的加速度。“逐差法”求加速度的目的是尽可能多地使用测量的数据 以减小偶然误差。
（2）v-t图象法：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 ，求出打出第n个计数点时纸带的瞬时速度如上右图所示，再作出v-t图象，图线的斜率 ，即为匀变速直线运动物体的加速度a.
【频闪照相】
频闪照相：可以侧线户物体在做匀变速直线运动时每隔相等时间间隔的维护子，对数据进行研究、分析、处理等，就可以发现它们是否遵循匀变速直线运动的规律，达到研究的目的，深刻体会匀变速直线运动的基本特点和运动过场的形成，处理方法同上
探究匀变速直线运动规律
仅供个人学习参考 第二章 探究匀变速直线运动规律
第一节 探究自由落体运动（探究小车速度沿时间变化的规律）
Ⅰ、实验操作
实验中应注意：
⒈实验物体在桌面摆放平整：左右水平，前后水平；
⒉若有必要，适当把桌面垫斜，以免挂的钩码太轻拖不动小车：平衡摩擦力；
⒊先通电打点计时器，后放手是小车运动；
⒋多次测量：重复2-3次，选择清晰的一组）
⒌注意小车、限位孔、纸带是在同一直线上，以免纸带发生倾斜与限位孔的旁边发生摩擦，增大摩擦对实验的误差
Ⅱ、数据处理
1.选点（选看得清的点开始为计数点）
2.计数点：每间隔四个点取一个“计数点”，t=0.1s
3.匀变速直线运动时，等时间间隔的时间中点的速度等于这段时间内的平均速度
Ⅲ、作图原则
⒈剔除偏差较大的点（排除实验当中出现的偶然误差）
⒉用一条平滑的直线或曲线尽可能地穿过更多的点
⒊尽可能地让未能落到线上的点均匀分布在线的两侧
第二节 速度与时间的关系（匀变速直线运动）
1. 从加速度的角度出发a=△v/△t=（v-vo）/t
推出v=vo+at
适用于匀变速直线运动
矢量式
例题：
1、40km/h的速度匀速行驶，如果以0.6m/s2的加速度加速，10s后速度是多少km/h？
17m/s=61km/h
2、做匀变速直线运动的物体在时间t内的位移是s，若物体通过这段时间位移中间时刻的瞬时速度为v1，中间位置的瞬时速度为v2，那么下列说法正确的是（）
A、匀加速直线运动时，v1>v2B、匀减速直线运动时,v1>v2
C、匀减速直线运动时，v1
（为了不引发它的特殊性，使它初速度为Vo作图，做出t/2，讨论中间位置，讨论匀加速和匀减速的情况）
3、木块从静止下滑做匀加速直线运动，接着又在水平面上做匀减速运动直至停止，整个过程经过10s，那么斜面长4m，水平面长6m，求（1）木块在运动过程中的最大速度？（2）木块在斜面和水平面上的加速度各多大？
4、汽车在紧急刹车时加速度是6m/s，必须在2s内停下，汽车行驶最高速度不得超过多少？
高一物理教案 3.2 《匀变速直线运动的实验探究》 1(鲁科版必修1)
BatchDoc Word文档批量处理工具
BatchDoc Word文档批量处理工具 第2节 匀变速直线运动的实验探究
【教学目标】
（1） 知道打点计时器的构造和工作原理，并能正确使用打点计时器。
（2） 能根据打点计时器打出的纸带，正确判断物体的运动情况。
（3） 能分析实验中误差产生的原因。
（4） 通过实验，判断物体是否做匀变速直线运动。
（5） 通过实验，培养学生的动手能力，分析和处理实验数据的能力。
（6） 培养学生在科学研究中尊重实验事实的科学态度。
（7） 通过共同探讨和实验，让学生感受探究过程的开放性与协作性。
【教学重点、难点】
重点：怎样利用纸带分析加速度。
难点：用公式tvvann1计算相邻段加速度的值时，怎样计算瞬时速度vn。
【教 具】
1、学生实验器材：打点计时器、长木板、纸带、小车、低压交流电源、垫块（垫在长木板一端，使长木板形成斜面）、导线若干等。
2、演示器材：投影仪。
教学过程
一、导入课题：
本章第一节从加速度的定义出发，推导出匀变速直线运动的规律。我们怎么判断一个物体的运动是不是匀变速直线运动呢？仅凭观察是很难做出准确判断，需要通过测量和分析才能得出正确的结论。
直接测量物体的加速度或速度在技术上比较复杂，本节我们将尝试通过 测量物体运动的时间饿和位移，再经过计算或作图判断物体是否做匀变速直线运动。
二、计时器的工作原理 BatchDoc Word文档批量处理工具
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常用的计时器有打点计时器和电火花计时器两类，是用来记录时间时间的仪器。
（1）打点计时器是一种使用低压交流电源的计时器，（如上左图）其工作电压为4~6V。当电源频率为50Hz，它每隔0.02s打一个点。把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带上面，通电后，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来，位于振片一端的振针就跟着上下振动起来，当物体拖着纸带运动时，振针就在纸带上打出一系列的点，这些点记录了运动物体的位置，也记录了发生这些位移所用的时间。这就为我们定量地研究物体的运动情况提供了方便。
2012高中物理 3.2 匀变速直线运动的实验探究学案3 鲁科版必修1
匀变速直线运动的实验探究
【预习听课点】
1、 实验的目的、原理、器材和步骤
2、 匀变速直线运动的特征
3、 怎样由纸带求物体运动的加速度
4、 频闪照相机及其应用
【心得笔记】
1、 计时点和计数点是不一样的。
2、 用逐差法求物体运动的加速度。
3、 匀变速直线运动在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。
4、 数据处理求a时，也可以通过作出的图象来处理。
【知识点理解】
一、 打点计时器及其应用
1、打点计时器介绍
2、实验目的
使用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度。
3、 实验器材
打点计时器，固定打点计时器的长木板，小车，纸带，刻度尺
4、 实验原理
a) 打点计时器接交流电源，工作电压4～6V，频率50Hz，每隔1/50s（即0.02s）打一个点。
b) 由纸带判断物体是否做匀变速直线运动。
设物体做匀变速直线运动，加速度是a，在各个连续相等的时间间隔T内的位移分别是s1、s2、s3、……由运动公式可得：，即连续相等的时间间隔内的位移差相等。因此，要由纸带判断物体是否做匀变速直线运动，只要看纸带上时间间隔相等的连续相邻的计数点间的距离之差是否相等即可。
c) 由纸带求物体运动加速度的方法：
①逐差法：如图所示，根据，求出、、再算出、、的平均值，即为我们所求的匀变速直线运动物体的加速度。“逐差法”求加速度的目的是尽可能多地使用我们测量的数据s1、s2、s3、……，以减小偶然误差。
②图象法：根据匀变速直线运动在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；求出打第n个计数点时纸带的瞬时速度，再作 出图象，图线的斜率即为匀变速直线运动物体的加速度。
5、 实验步骤
⑴把长木板一端垫高放在课桌上，把打点计时器固定在长木板垫高的一端，连接好电路。
32匀变速直线运动的实验探究每课一练1(鲁科版必修1).docx
3.2匀变速直线运动的实验探究每课一练1
1、如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动 过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s,其中Sl=7.05cm、
S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=&95cm、S5=9.61cm、S6=10.26cm,则 A 点处瞬时速度的大小
是 _____ m/s,小车运动的加速度计算表达式为 ______________ ,加速度的大小是 ______ m/s2
（计算结果保留两位有效数字）.
2、如图是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干纸带中选中的一条纸带的一部分, 他每隔4个点取一个计数点，图上注明了他对各计数点间距离的测量结果.所接电源是频率 为50Hz的交流电.
⑴为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，填入表内（单位：cm）
S1 S3 —S： 口—S3 S5—口 岂―S5 As
3. （1）电磁打点计时器是一-种使用交流电源的计吋仪器，根据打点计时器打出的纸带，我 们可以从纸带上直接得到或者通过测量得到的物理量是（）
A. 时间间隔 B.位移 C・加速度 D.平均速度
（2）我国交流电的频率为50Hz,因此打点计时器每隔 __________ s打一个点，如右图所示为
某次实验时打出的一条纸带，其中A、B、C、D、E为依次选定的计数点，根据图中标出的数据，可以判定实验运动性质是 ________________ 判断的根据是 _______________________
加速度是 ______________
5. 测匀变速直线运动加速度的实验中，接通电源与让纸带随物体开始运动，这两个操作的
时间关系应当是
A.先接通电源，后释放纸带 B.先释放纸带，后接通电源
C.释放纸带的同时接通电源 D.先释放纸带或先接通电源都可以
在“研究匀变速直线运动”的实验屮，电磁打点计时器使用 （选填“直流”或“交 流”）电源，它每隔0.02s打一次点.图示是实验得到的一条点迹清晰的纸带，A、B、C、D 为四个计数点，相邻两个计数点之问还有4个点未画出，则相邻两个计数点间的吋间间隔是 s.经测量知道AB=2.20cm,
2019-2020鲁科版物理必修1 第3章 第1节 匀变速直线运动的规律
第1节 匀变速直线运动的规律
学
习
目 标 知 识 脉 络
1．知道匀变速直线运动的特点．
2．能推导匀变速直线运动的速度公式并应用．(重点)
3．能推导匀变速直线运动的位移公式并应用．(重点)
4．会运用公式和速度—时间图象等方法研究匀变速直线运动．(重点、难点)
5．会运用匀变速直线运动的规律解决简单的实际问题．(重点)
一、匀变速直线运动的特点及速度变化规律
1．匀变速直线运动
(1)定义：物体的加速度保持不变的直线运动．
(2)特点：物体在直线运动过程中，加速度的大小和方向都不变，即a为一恒量．
(3)分类
①匀加速直线运动：加速度与速度同向，速度增加．
②匀减速直线运动：加速度与速度反向，速度减小．
2．匀变速直线运动的速度变化规律
(1)速度公式：vt＝v0＋at，若v0＝0，则vt＝at.
(2)速度—时间图象
①v-t图线是一条倾斜的直线．
②图象提供的信息：一是直观反映物体运动速度随时间变化的规律，二是可以求出某时刻物体运动速度的大小或物体达到某速度所需要的时间，三是可以利用图线的斜率求出物体的加速度．
二、匀变速直线运动的位移变化规律
1．匀变速直线运动的平均速度
在匀变速直线运动中，速度是均匀变化的，所以在时间t内的平均速度等于初、末速度的平均值，即v＝v0＋vt2.
2．位移公式的推导
(1)利用平均速度公式推导
v＝v0＋vt2――→s＝vt s＝v0＋vt2tvt＝v0＋at―→s＝v0t＋12at2
(2)位移—时间图象(s-t图象)以横轴表示时间，纵轴表示位移，根据实际数据选单位、定标度、描点，用平滑曲线连接各点便得到s-t图象．对于匀变速直线运动来说，位移是时间的二次函数，其图象是一个二次函数的部分曲线，如图所示．
3．匀变速直线运动的速度与位移的关系式
vt＝v0＋ats＝v0t＋12at2→v2t－v20＝2as
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)