21实验：探究小车速度随时间变化的规律(新课标）.ppt

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1、 物理定律不能单靠物理定律不能单靠“思维思维”来获得，来获得，还应致力于观察和实验。还应致力于观察和实验。普朗克普朗克知识回顾知识回顾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、时间位移、时间 （测量位移与时间的仪器）（测量位移与时间的仪器）位移位移用刻度尺测量用刻度尺测量时间时间两点的时间间隔为两点的时间间隔为0.02s0.02s通过打点计时器打出的纸带可以间接求什么物理量？通过打点计时器打出的纸带可以间接求什么物理量？可以求两点间的平均速度可以求两点间的平均速度一点的瞬时速度一点的瞬时速度 加速度加速度smscmvv/26. 1/25.126202. 040. 145

2、. 6132smscmvv/02. 2/5 .202202. 045. 655.14354)/(05.1904. 026. 102. 2224smtvva知识回顾知识回顾 例例1：下图为某次实验打出的一条纸带，请求出第二：下图为某次实验打出的一条纸带，请求出第二点、第四点的瞬时速度及物体运动的加速度。点、第四点的瞬时速度及物体运动的加速度。提出问题提出问题 寻求一种运动的特点和规律，一般要从某个寻求一种运动的特点和规律，一般要从某个具体事例开始。这一节课我们具体事例开始。这一节课我们研究小车在重物牵研究小车在重物牵引下的运动引下的运动，看看小车的，看看小车的速度速度是怎样随时间变化。是怎样随时

3、间变化。 请同学们思考：如何测出小车各个时刻的瞬时速度？请同学们思考：如何测出小车各个时刻的瞬时速度？设计实验设计实验解决办法：解决办法： 利用打点计时器和纸带可测出小车各个时刻利用打点计时器和纸带可测出小车各个时刻的瞬时速度。的瞬时速度。一、实验目的一、实验目的（1）进一步练习打点计时器的使用、纸带数据）进一步练习打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。处理和测量瞬时速度的方法。（2）用打点计时器研究小车在重物牵引下的运）用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车速度随时间变化的规律。动，探究小车速度随时间变化的规律。二、实验原理二、实验原理 利用打点计时器打出的纸带，计算

4、出各时刻利用打点计时器打出的纸带，计算出各时刻小车的速度，再作出小车的速度，再作出v-t图象，利用图象找出小车图象，利用图象找出小车的速度随时间变化规律。的速度随时间变化规律。电源，刻度尺电源，刻度尺钩码钩码小车小车细绳细绳纸带纸带打点计时器打点计时器一端附有定滑一端附有定滑轮的长木板轮的长木板三、实验器材三、实验器材四、实验步骤四、实验步骤木板平放，并使滑轮伸出桌面，把打点木板平放，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定，连接好电路计时器固定，连接好电路穿纸带；挂钩码。穿纸带；挂钩码。先接通电源，然后放开小车，让小车拖先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后立即关闭电源。着纸带运

5、动，打完一条后立即关闭电源。换纸带，加钩码，再做二次换纸带，加钩码，再做二次. .四、注意事项四、注意事项1.1.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器2.2.先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车，当小车停止运动时及时断开电源释放小车，当小车停止运动时及时断开电源3.3.实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们被碰坏或跌坏。所以被碰坏或跌坏。所以，当小车到达滑轮前及时，当小车到达滑轮前及时用手按住它。用手按住它。4.4.小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免加小车另一端所挂的

6、钩码个数要适当，避免加速度过大而使纸带上打的点太少，或加速度太速度过大而使纸带上打的点太少，或加速度太小使各段位移无法区别，从而使误差增大小使各段位移无法区别，从而使误差增大0.10s0.10s过于密集过于密集/ /不清晰的点不清晰的点问题一：怎样选取纸带上的点？问题一：怎样选取纸带上的点？五、数据处理五、数据处理问题二：数据的测量与记录问题二：数据的测量与记录五、数据处理五、数据处理计数点序号计数点序号0123456计数点对应的时刻（计数点对应的时刻（s）00.100.200.300.400.500.60通过计数点的速度（通过计数点的速度（ms）1.401.902.382.883.393.8

7、7 x11.40cmx21.90cm（1 1）计算计数点附近瞬时速度）计算计数点附近瞬时速度v1=(x1+x2)/2T , v2=(x2+x3)/2Tvn问题三：如何计算出所取点的瞬时速度？问题三：如何计算出所取点的瞬时速度？五、数据处理五、数据处理0.170.210.260.310.36（1 1）计算计数点附近瞬时速度）计算计数点附近瞬时速度计数点序号计数点序号0123456计数点对应的时刻（计数点对应的时刻（s）00.100.200.300.400.500.60Xn(cm)1.401.902.382.883.393.87通过计数点的速度（通过计数点的速度（ms）五、数据处理五、数据处理(2

8、)(2)在平面直角坐标系中作出在平面直角坐标系中作出v vt t图象图象 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.20 0 0.40 0.60.0.100.300.50五、数据处理五、数据处理(3)(3)分析小车运动速度随时间变化的规律分析小车运动速度随时间变化的规律 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.20 0 0.40 0.60. 实验结论：小车运动的实验结论：小车运动的vt图象是一条倾斜的直线，图象是一条倾斜的直线，说明说明速度随时间均匀增加速度随时间均匀增加，它们成，它们成“线性关系线性关系”。 例例1 1：在在探究小车速度随时间变化

9、的规律探究小车速度随时间变化的规律的实验中，的实验中，某同学的操作有以下步骤某同学的操作有以下步骤 A A拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，再拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，再接通电源接通电源 B 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 C把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适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当重的钩码 D D取下纸带取下纸带 E E将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔 其中错误或遗漏的步骤有（遗漏步骤可编上序号其中错误或

10、遗漏的步骤有（遗漏步骤可编上序号G G、H H ） 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。 解析：（解析：（1）A中应先通电，再放纸带。（中应先通电，再放纸带。（2）D中取下纸带前中取下纸带前应先断开电源。（应先断开电源。（3）补充步骤）补充步骤F：换上新纸带，重复三次。：换上新纸带，重复三次。 步骤顺序为：步骤顺序为：BECADF2“研究匀变速直线运动研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁的实验中，使用电磁打点计时器打点计时器(所用交流电的频率为所用交流电的频率为50 Hz)，得到如下，得到如下图所示的纸带图中的点为计数点，相邻两计数点图所示的纸带图中的点为

11、计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是间还有四个点未画出来，下列表述正确的是()A实验时应先放开纸带再接通电源实验时应先放开纸带再接通电源B相邻两个计数点间的时间间隔为相邻两个计数点间的时间间隔为0.1 sC从纸带可求出计数点从纸带可求出计数点B对应的速率对应的速率D相邻两个计数点间的时间间隔为相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s答案：答案：BC【跟踪发散跟踪发散】11.关于用打点计时器关于用打点计时器“探究小车探究小车速度随时间变化的规律速度随时间变化的规律”的实验，以下说法正确的的实验，以下说法正确的是是()A打点计时器应固定在长木板上靠近滑轮的一端打点计时器应固定

12、在长木板上靠近滑轮的一端B开始实验时小车应放在靠近打点计时器的位置开始实验时小车应放在靠近打点计时器的位置C应先启动打点计时器，待打点稳定后再释放小应先启动打点计时器，待打点稳定后再释放小车车D牵引小车的钩码质量越大越好牵引小车的钩码质量越大越好答案：答案：BC4(2010广东理综广东理综)下图是某同学在做匀变速直线下图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带运动实验中获得的一条纸带(1)已知打点计时器电源频率为已知打点计时器电源频率为50 Hz，则纸带上打，则纸带上打相邻两点的时间间隔为相邻两点的时间间隔为_(2)A、B、C、D是纸带上四个计数点，每两个相邻是纸带上四个计数点，每两个相

13、邻计数点间有四个点没有画出从图中读出计数点间有四个点没有画出从图中读出A、B两点两点间距间距x_；C点对应的速度是点对应的速度是_(计算结果保留三位有效数字计算结果保留三位有效数字)答案：答案：(1)0.02 s(2)0.68 0.72 cm0.100 m/s例例2：在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计：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数点瞬时速度如下 计数点序号计数点序号123456计数点对应的时刻（计数点对应的时刻（s）0.100.200.300.400.500.60通过计数点的速度（通过计数点的速度（cms） 44.062.081.0100.0110.0168.0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（ ） A根据任意两计数点的速度用公式算出加速度根据任意两计数点的速度用公式算出加速度B根据实验数据画出根据实验数据画出vt图，量出其倾角，由公式图，量出其倾角，由公式a = tg求求出加速度出加速度C根据实验数据画出根据实验数据画出vt 图，由图线上相距较远的两点所对图，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间，用公式应的速度、时间，用公式 算出加速度算出加速度D依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为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小车的加速度 tva/