实验研究匀变速直线运动PPT课件.ppt
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1、关于实验研究匀变速直线运动第一张,PPT共四十七页,创作于2022年6月1 1练练习习使使用用打打点点计计时时器器,学学会会用用打打上上点点的的纸纸带带研研究究物物体体的的运运动动2 2掌掌握握判判断断物物体体是是否否做做匀匀变变速速直直线线运运动动的的方方法法(x xaTaT2 2)3 3测测定匀定匀变变速直速直线线运运动动的加速度的加速度一、实验目的一、实验目的第二张,PPT共四十七页,创作于2022年6月1 1打点打点计时计时器器(1)(1)作用:作用:计时仪计时仪器,当器,当电电源源频频率率为为50 Hz50 Hz时时,每隔,每隔 s s打一次点打一次点(2)(2)工作条件工作条件 0
2、.022204 V6 V二、实验原理二、实验原理第三张,PPT共四十七页,创作于2022年6月(3)纸带纸带上点的意上点的意义义:表示和表示和纸带纸带相相连连的物体在不同的物体在不同时时刻的位置刻的位置通通过过研研究究纸纸带带上上各各点点之之间间的的间间隔隔,可可以以判判断断物物体体的的运运动动情情况况可以利用可以利用纸带纸带上打出的点来确定上打出的点来确定计计数点数点间间的的时间间时间间隔隔 第四张,PPT共四十七页,创作于2022年6月2利用利用纸带纸带判断物体运判断物体运动动状状态态的方法的方法(1)沿沿直直线线运运动动的的物物体体在在连连续续相相等等时时间间内内不不同同时时刻刻的的速速
3、度度分分别别为为v1、v2、v3、v4、,若若v2v1v3v2v4v3,则则说说明物体在相等明物体在相等时间时间内速度的增量相等,由内速度的增量相等,由此此说说明物体在做匀明物体在做匀变变速直速直线线运运动动,即,即a 第五张,PPT共四十七页,创作于2022年6月aT2(2)沿沿直直线线运运动动的的物物体体在在连连续续相相等等时时间间内内的的位位移移分分别别为为x1,x2,x3,x4,若若xx2x1x3x2x4x3,则则 说说 明明 物物 体体 在在 做做 匀匀 变变 速速 直直 线线 运运 动动,且且 x .3速度、加速度的求解方法速度、加速度的求解方法(1)“平均速度法平均速度法”求速度
4、求速度即即vn ,如,如图图所示所示第六张,PPT共四十七页,创作于2022年6月(2)由由纸带纸带求物体运求物体运动动的加速度的加速度逐差法:即根据逐差法:即根据x4x1x5x2x6x33aT2(T为为相相邻邻两两计计数点数点间间的的时间间时间间隔隔),求出,求出a1 、a2 、a3 ,再算出,再算出a1、a2、a3的平的平均均值值即即为为物体运物体运动动的加速度:的加速度:.第七张,PPT共四十七页,创作于2022年6月图图象法:即先根据象法:即先根据vn 求出多个点的瞬求出多个点的瞬时时速速度度,后后作作出出vt图图象象,图图象象的的斜斜率率即即为为物物体体运运动动的的加加速速度度三、实
5、验器材三、实验器材电电火火花花计计时时器器(或或电电磁磁打打点点计计时时器器),一一端端附附有有滑滑轮轮的的长长木木板板,小小车车、纸纸带带、细细绳绳、钩钩码码、刻刻度度尺尺、导导线线、电电源源、复复写写纸纸片片第八张,PPT共四十七页,创作于2022年6月四、四、实验实验步步骤骤1 1把把附附有有滑滑轮轮的的长长木木板板放放在在实实验验桌桌上上,并并使使滑滑轮轮伸伸出出桌桌面面,把把打打点点计计时时器器固固定定在在长长木木板板上上没没有有滑滑轮轮的的一一端端,连连接接好好电电路路把把一一条条细细绳绳拴拴在在小小车车上上,细细绳绳跨跨过过滑滑轮轮,下下边边挂挂上上合合适适的的钩钩码码,把把纸纸
6、带带穿穿过过打打点点计计时时器器,并并将将它它的的一一端端固固定定在在小小车车的的后后面面实实验验装装置置见见下下图图所所示示,放放手手后后,看看小小车车能能否否在在木木板板上上平平稳稳地地加加速速滑行滑行第九张,PPT共四十七页,创作于2022年6月2把把小小车车停停在在靠靠近近 处处,先先 ,后后 ,让让小小车车拖拖着着纸纸带带运运动动,打打点点计计时时器器就就在在纸纸带带上上打打下下一一系系列列的的点,点,换换上新上新纸带纸带,重复三次,重复三次3从从三三条条纸纸带带中中选选择择一一条条比比较较理理想想的的,舍舍掉掉开开头头一一些些比比较较密密集集的的点点,从从后后边边便便于于测测量量的
7、的点点开开始始确确定定计计数数点点,为为了了计计算算方方便便和和减减小小误误差差,通通常常用用连连续续打打点点五五次次的的时时间间作作为为时时间间单单位位,即即T0.1 s,如如图图所所示示,正正确确使使用用毫毫米米刻刻度度尺尺测测量量O计计数数点点到到各各个个计计数点数点间间的距离,并填入的距离,并填入设计设计的表格中的表格中打点打点计时计时器器接通接通电电源源放开小放开小车车第十张,PPT共四十七页,创作于2022年6月4根根据据测测量量结结果果,用用逐逐差差法法求求出出加加速速度度a,或或利利用用某某一一段段时时间间的的平平均均速速度度等等于于这这段段时时间间中中间间时时刻刻的的瞬瞬时时
8、速速度度求求得得各各计计数数点的瞬点的瞬时时速度,作出速度,作出vt图图象,由象,由图图象的斜率求得加速度象的斜率求得加速度五、注意事项五、注意事项1.开始开始释释放小放小车时车时,应应使小使小车车靠近打点靠近打点计时计时器器2.应应该该先先接接通通电电源源,再再释释放放小小车车,当当小小车车到到达达滑滑轮轮前前及及时时用用手手按住按住第十一张,PPT共四十七页,创作于2022年6月3.先断开先断开电电源,再取下源,再取下纸带纸带4.对对于于电电磁磁打打点点计计时时器器,如如打打出出的的点点较较轻轻或或是是短短线线时时,应应调调整整振振针针距复写距复写纸纸的高度的高度5.选选择择一一条条理理想
9、想的的纸纸带带,是是指指纸纸带带上上的的点点迹迹清清晰晰,适适当当舍舍弃弃点点密密集集部部分分,适适当当选选取取计计数数点点(注注意意计计数数点点与与计计时时点点的的区区别别),弄弄清清楚楚所所选选的的时间间时间间隔隔T等于等于(n1)t.6.每每打打好好一一条条纸纸带带,将将定定位位轴轴上上的的复复写写纸纸换换个个位位置置,以以保保证证打打点点清晰清晰(注意此注意此项项只只对对于于电电磁打点磁打点计时计时器才适用器才适用)第十二张,PPT共四十七页,创作于2022年6月7.不不要要分分段段测测量量各各段段位位移移,应应一一次次测测出出各各计计数数点点与与0计计数数点点的距离,再逐个的距离,再
10、逐个计计算算x1、x2、x3,读读数数时应时应估估读读到到0.1 mm.8.尽尽可可能能保保证证小小车车做做匀匀加加速速直直线线运运动动的的方方法法是是:细细绳绳尽尽可可能能与与板板面面保保持持平平行行;滑滑轮轮和和车车轮轮灵灵活活;长长木木板板表表面面粗粗糙糙程度、程度、纸带纸带与打点与打点计时计时器之器之间间的摩擦基本保持一致的摩擦基本保持一致第十三张,PPT共四十七页,创作于2022年6月题题型一:型一:对实验对实验步步骤骤和注意事和注意事项项的考的考查查例例1 1 在在“测测定定匀匀变变速速直直线线运运动动的的加加速速度度”的的实实验验中中,某某同同学学的的操操作作步步骤骤如如下下,其
11、其中中错错误误或或遗遗漏漏的的步步骤骤有有(遗遗漏漏可可编编上上序序号号G G、H)_H)_A A拉拉住住纸纸带带,将将小小车车移移到到靠靠近近打打点点计计时时器器处处先先放放开开纸纸带带,再再接通接通电电源源B B将打点将打点计时计时器固定在平板上,并接好器固定在平板上,并接好电电源源C C把把一一条条细细绳绳拴拴在在小小车车上上,细细绳绳跨跨过过定定滑滑轮轮,下下面面吊吊着着适适当重的当重的钩码钩码第十四张,PPT共四十七页,创作于2022年6月D取下取下纸带纸带E将将平平板板一一端端抬抬高高,轻轻推推小小车车,使使小小车车能能在在平平板板上上做加速运做加速运动动F将将纸带纸带固定在小固定
12、在小车车尾部,并穿尾部,并穿过过打点打点计时计时器的限位孔器的限位孔将将 以以 上上 步步 骤骤 完完 善善 并并 按按 合合 理理 顺顺 序序 填填 写写 在在 横横 线线 上上_【解解析析】A中中应应先先接接通通电电源源再再放放开开纸纸带带,D中中先先断断开开电电源源,使使计计时时器器停止工作,再取下纸带;遗漏停止工作,再取下纸带;遗漏G,换上新纸带重复实验三次,换上新纸带重复实验三次【答案答案】ADGBEFCADG第十五张,PPT共四十七页,创作于2022年6月例例2 2 (1)(1)某某同同学学要要进进行行探探究究匀匀变变速速直直线线运运动动规规律律的的实实验验,请请在在下下面面列列出
13、出的的实实验验器器材材中中,选选出出本本实实验验中中不不需需要要的的器器材材填填在在横横线线上上(填填编编号号):_._.打打点点计计时时器器天天平平低低压压交交流流电电源源低低压压直直流流电电源源细细绳绳和和纸纸带带钩钩码码和和小小车车秒秒表表一一端端有有滑滑轮轮的的长长木板木板刻度尺刻度尺题型二:纸带数据的处理和计算题型二:纸带数据的处理和计算第十六张,PPT共四十七页,创作于2022年6月(2)把把纸带纸带的下端固定在重物上,上端用手提着,的下端固定在重物上,上端用手提着,纸带纸带穿穿过过打点打点计时计时器,接通器,接通电电源后将源后将纸带释纸带释放,重物便拉着放,重物便拉着纸带纸带下落
14、下落纸带纸带被打出一被打出一系列点,其中有一段如系列点,其中有一段如图图所示,所示,则纸带则纸带的哪端与重物相的哪端与重物相连连?_(填左端或右端填左端或右端)第十七张,PPT共四十七页,创作于2022年6月(3)若若电电源源的的频频率率为为50 Hz,实实验验者者在在处处理理实实验验数数据据时时,将将每每隔隔4个个计计时时点点取取一一个个计计数数点点,则则每每两两个个计计数数点点间间的的时时间间间间隔隔应应为为_s;如如上上图图所所示示,是是用用打打点点计计时时器器测测定定匀匀变变速速直直线线运运动动规规律律时时打打出出的的一一条条纸纸带带,A、B、C、D、E为为纸纸带带上上所所选选的的计计
15、数数点点,则则vB_ m/s,a_m/s2.(计计算算结结果保留两位有效数字果保留两位有效数字)(4)如如果果在在测测定定匀匀变变速速直直线线运运动动的的加加速速度度时时,实实验验者者不不知知道道工工作作电电压压的的频频率率变变为为小小于于50 Hz,这这样样计计算算出出的的加加速速度度值值与直与直实值实值相比是相比是_(填填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“不不变变”)第十八张,PPT共四十七页,创作于2022年6月【解解析析】(1)本本实实验验不不需需要要天天平平测测质质量量,打打点点计计时时器器应应用用低低压压交交流流电电源源,也也不不用用秒秒表表测测时时间间,故故不不需需要要的的器器材材
16、为为.(2)开开始始端端,纸纸带带速速度度较较小小,点点间间距距应应较较小小,故故左左端端与与重重物相连物相连(3)打打点点周周期期T0 s0.02 s,两两计计数数点点间间的的时时间间间间隔隔为为T5T00.1 s.vB m/s0.26 m/s,由,由a 得:得:a0.40 m/s2.(4)因因由由xaT2计计算算时时,用用的的T比比实实际际的的T小小,故故计计算算出出的的a比真实值偏大比真实值偏大【答案答案】(1)(1)(2)(2)左端左端 (3)0.1(3)0.10.260.260.400.40(4)(4)偏大偏大第十九张,PPT共四十七页,创作于2022年6月【方方法法与与知知识识感感
17、悟悟】在在进进行行纸纸带带数数据据的的计计算算时时,应应注注意意以以下下几点:几点:(1)弄弄清清纸纸带带中中已已知知的的是是计计时时点点还还是是计计数数点点,若若是是计计数数点点,则相邻计数点间的时间间隔是多少;则相邻计数点间的时间间隔是多少;(2)弄弄清清题题中中已已知知的的距距离离是是相相邻邻计计数数点点间间的的距距离离还还是是每每个个计计数数点点到到第第一一个个计计数数点点间间的的距距离离,若若是是后后者者应应换换算算成成相相邻邻计计数数点间的距离再代入原理公式计算;点间的距离再代入原理公式计算;(3)计算时注意将单位化为国际单位制;计算时注意将单位化为国际单位制;第二十张,PPT共四
18、十七页,创作于2022年6月(4)注意题中要求保留几位有效数字注意题中要求保留几位有效数字在用在用vt图象处理数据时,应注意以下几点:图象处理数据时,应注意以下几点:(1)确定坐标标度要适当,尽量使描出的线布满整个坐标纸;确定坐标标度要适当,尽量使描出的线布满整个坐标纸;(2)根据表格中的根据表格中的v、t数据,在平面直角坐标系中仔细描点;数据,在平面直角坐标系中仔细描点;(3)将点连成线时,使同一次实将点连成线时,使同一次实验得到的各点尽量落到这条直验得到的各点尽量落到这条直线上,落不到直线上的点,应线上,落不到直线上的点,应均匀分布在直线的两侧均匀分布在直线的两侧(如右图如右图)第二十一张
19、,PPT共四十七页,创作于2022年6月例例3 3 张张明明同同学学想想研研究究一一下下刚刚买买来来的的遥遥控控电电动动车车的的运运动动,他他找找来来一一个个废废弃弃的的小小输输液液瓶瓶,瓶瓶内内装装上上墨墨水水,通通过过调调节节开开关关使使墨墨水水缓缓慢慢滴滴下下,然然后后将将这这个个装装置置固固定定在在车车的的尾尾部部,使使车车从从静静止止开开始始沿沿直直线线前前进进然然后后,他他在在离离出出发发点点不不远远处处,选选择择墨墨水水滴滴间间距距离离较较大大处处的的一一个个点点为为起起点点,用用卷卷尺尺测测量量这这个个点点后后面面的的1010个个点点到到这这个个点点的的距距离离,并并记记录录在
20、在下下表中表中.12345678910距离(m)0.4221.5463.0764.8906.8138.71310.64512.57114.48316.419题型三:实验的拓展变式题型三:实验的拓展变式第二十二张,PPT共四十七页,创作于2022年6月(1)张张明制作的装置相当于物理明制作的装置相当于物理实验实验室的什么室的什么仪仪器?器?(2)通通过过上上表表数数据据,你你认认为为小小车车在在所所记记录录的的这这段段时时间间内内做做怎怎样样的的运运动动?(3)要要测测量量小小车车做做匀匀速速运运动动的的速速度度,张张明明同同学学需需要要知知道道什么物理量?他什么物理量?他还还要需要什么要需要什
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