2.1、实验：探究小车速度随时间变化的关系.ppt

1、实验：探究小车速度、实验：探究小车速度随时间变化的关系随时间变化的关系2021/7/311复习：复习：打点计时器可以测量什么物理量？打点计时器可以测量什么物理量？位移位移时间时间（打点计时器是测量位移与时间（打点计时器是测量位移与时间的仪器）的仪器）位移（用刻度尺测量）；时间（两点的时位移（用刻度尺测量）；时间（两点的时间间隔为间间隔为0.02s）通过打点计时器打出的纸带可以间接求什通过打点计时器打出的纸带可以间接求什么物理量？么物理量？可以求可以求两点间的平均速度两点间的平均速度一点的瞬时速一点的瞬时速度度加速度。加速度。2021/7/312例2021/7/313导入：导入：试验小车运动是物理学中最简单物体试验小车运动是物理学中最简单物体运动，哪它的运动的运动，哪它的运动的速度速度随随时间时间变化变化有什么规律呢？有什么规律呢？我们可以通过什么方法来研究？我们可以通过什么方法来研究？通过试验通过试验!可以通过打点计时器等试验仪器来探可以通过打点计时器等试验仪器来探究小车速度随时间变化的规律究小车速度随时间变化的规律哪如何设计试验？哪如何设计试验？2021/7/314实验目的：实验目的：学会打点计时器的使用、纸带数据处学会打点计时器的使用、纸带数据处理、测瞬时速度以及速度时间图象的基础上，理、测瞬时速度以及速度时间图象的基础上，运用这些知识和技能探究小车速度随时间变化的运用这些知识和技能探究小车速度随时间变化的关系。关系。数数据据处处理理：本本实实验验实实测测物物理理量量是是各各计计数数点点之间的距离和计数时间。之间的距离和计数时间。实验器材：实验器材：电磁打点计时器，纸带，复写纸片，电磁打点计时器，纸带，复写纸片，低压电源，小车，细绳，一端附有滑轮的长木板，低压电源，小车，细绳，一端附有滑轮的长木板，刻度尺，钩码，两根导线。刻度尺，钩码，两根导线。2021/7/315进行实验进行实验把一端附有滑轮的长木板水平放在实验桌上，把一端附有滑轮的长木板水平放在实验桌上，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，连接好电路板上远离滑轮的一端，连接好电路把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下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，启动电源，然后放开小车，边挂上合适的钩码，启动电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后，关闭电源让小车拖着纸带运动，打完一条后，关闭电源换上纸带，重复操作三次换上纸带，重复操作三次2021/7/316注意事项：注意事项：1 1在在安安装装仪仪器器时时，要要注注意意让让滑滑轮轮伸伸出出桌桌面面外外；细细绳绳应应与与木木板板平平行行；打打点点计计时时器器应应与与低低压压电电源源4 46V6V交交流流输输出出连连接接；如如果果用用电电火火花花计计时时器器，不不再再需需要要使使用用低低压压电电源源；实实验验时时要要注注意意保保护护小小车及滑轮，要避免它们被碰坏或跌坏。车及滑轮，要避免它们被碰坏或跌坏。2 2选选择择纸纸带带的的原原则则：点点迹迹清清晰晰且且连连续续相相等等时时间内的位移差大致相等。间内的位移差大致相等。3 3注意计时点和计数点的区别注意计时点和计数点的区别4.先先启动计时器启动计时器后后放开纸带，放开纸带，随后随后关闭电源关闭电源2021/7/317学生试验：（演示试验）进行试验2021/7/3180.300.450.740.600.891.03处理数据选择一条较理想的纸带，用平均速度代替瞬选择一条较理想的纸带，用平均速度代替瞬时速度的方法得到各计数点的瞬时速度时速度的方法得到各计数点的瞬时速度2021/7/319描点连线作图00.10.20.30.40.51.21.00.80.60.40.2t/sv/(m.s-1)问题图线的特点？图线的特点？小车的运动规律？小车的运动规律？如何求加速度？如何求加速度？tv如果这些点不在一条如果这些点不在一条直线上，怎么办？直线上，怎么办？2021/7/3110用计算机绘制用计算机绘制v-t图象图象我们可以通过列表和我们可以通过列表和Vt图分析图分析小车的运动规律小车的运动规律例例2021/7/3111试验结论：小车的速度随时间的增加而均匀增加小车速度随时间逐渐增大；相同时间里，速度增量相同；成正比 2021/7/3112可以。可以。剪下的纸条长度表示剪下的纸条长度表示0.1s时间内位移大小，时间内位移大小，可近似认为速度可近似认为速度.vx，纸条长度可认，纸条长度可认为表示速度为表示速度问题与练习问题与练习P36：32021/7/3113实例探究实例探究：1、在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车、在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点瞬时速度如下经过各计数点瞬时速度如下 计数点序号123456计数点对应的时刻（s）0.100.200.300.400.500.60通过计数点的速度（cms）44.062.081.0100.0 110.0 168.0为了计算加速度，合理的方法是（为了计算加速度，合理的方法是（）2021/7/3114A根据任意两计数点的速度用公式算根据任意两计数点的速度用公式算出加速度出加速度B根据实验数据画出根据实验数据画出vt图，量出其图，量出其倾角，由公式倾角，由公式a=tg求出加速度求出加速度C根据实验数据画出根据实验数据画出vt图，由图线图，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间，上相距较远的两点所对应的速度、时间，用用公式算出加速度公式算出加速度D依次算出通过连续两计数点间的加依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度速度，算出平均值作为小车的加速度2021/7/3115分析：方法分析：方法A偶然误差较大。方法偶然误差较大。方法D实际上也实际上也仅由始末两个速度决定，偶然误差也比较大，仅由始末两个速度决定，偶然误差也比较大，只有利用实验数据画出对应的只有利用实验数据画出对应的vt图，才可充图，才可充分利用各次测量数据，减少偶然误差。由于分利用各次测量数据，减少偶然误差。由于在物理图象中，两坐标轴的分度大小往往是在物理图象中，两坐标轴的分度大小往往是不相等的，根据同一组数据，可以画出倾角不相等的，根据同一组数据，可以画出倾角不同的许多图线，方法不同的许多图线，方法B是错误的。正确的方是错误的。正确的方法是根据图线找出不同时刻所对应的速度值，法是根据图线找出不同时刻所对应的速度值，然后利用公式算出加速度，即方法然后利用公式算出加速度，即方法C。答案答案C2021/7/31162、在研究匀变速直线运动的实验中，某同学操、在研究匀变速直线运动的实验中，某同学操作以下实验步骤，其中错误或遗漏作以下实验步骤，其中错误或遗漏的步骤的步骤有（遗漏步骤可编上序号有（遗漏步骤可编上序号G、H）A拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，再接通电源开纸带，再接通电源B将打点计时器固定在平板上，并接好电路将打点计时器固定在平板上，并接好电路C把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码下面吊着适当重的钩码D取下纸带取下纸带E将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀速运动板上做匀速运动F将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔的限位孔将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序。将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序。2021/7/3117解析：（解析：（1）问）问A中应先通电，再放纸带。中应先通电，再放纸带。（2）D中取下纸带前应先断开电中取下纸带前应先断开电源。源。（3）补充步骤）补充步骤G：换上新纸带，：换上新纸带，重复三次。重复三次。步骤顺序为：步骤顺序为：BFECADG2021/7/31182021/7/3119