2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律.ppt

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1、第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究第一节第一节 实实验：探究小车速度随验：探究小车速度随 时间变化的规律时间变化的规律回顾复习回顾复习1.1.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 位移（用刻度尺测量）；位移（用刻度尺测量）；时间（两点的时间间隔为时间（两点的时间间隔为0.02s0.02s）2.2.通过打点计时器打出的纸带可以间接求什么通过打点计时器打出的纸带可以间接求什么物理量？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任任一点的瞬时速度一点的瞬时速度加速度。加速度。例例1 1：下图为某次实验打出的一条纸带，请求出第：下图

2、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。二点、第四点的瞬时速度及物体运动的加速度。一、提出问题一、提出问题物体的运动通常是比较复杂的。放眼所见，物体物体的运动通常是比较复杂的。放眼所见，物体的运动规律各不相同。的运动规律各不相同。我们如何探索物体运动所蕴含的规律呢？我们如何探索物体运动所蕴含的规律呢？要探究一个物体的运动随时间变化的规律，必须要探究一个物体的运动随时间变化的规律，必须知道物体在不同时刻的速度，直接测量瞬时速度知道物体在不同时刻的速度，直接测量瞬时速度是比较困难的，我们可以借助打点计时器先记录是比较困难的，我们可以借助打点计时器先记录物体在不同

3、时刻的位置，再通过对纸带的分析，物体在不同时刻的位置，再通过对纸带的分析，计算得到各个时刻的瞬时速度。计算得到各个时刻的瞬时速度。二二实验设计实验设计：1 1 实验名称：探究小车速度随时间变化的规律实验名称：探究小车速度随时间变化的规律2 2 实验目的：实验目的：练习使用打点计时器练习使用打点计时器通过纸带处理探究速度随时间变化的规律通过纸带处理探究速度随时间变化的规律3 3 实验器材：打点计时器、实验器材：打点计时器、低压交流电源低压交流电源、导线、导线、小车小车、细绳、细绳、纸带纸带、复写纸、带滑轮长木板、复写纸、带滑轮长木板、钩码、钩码、刻度尺刻度尺4 4 试验仪器怎样安装放置？试验仪器

4、怎样安装放置？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实验要注意什么？实验要注意什么？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试验试验步骤步骤 木板平放木板平放在桌面在桌面，并使滑轮伸出桌面，把打点，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，连接好电路将平板一端抬高，穿纸带将平板一端抬高，穿纸带，轻推小车，使小车轻推小车，使小车能在平板上做能在平板上做匀速匀速运动运动 。连细绳连细绳；挂钩码。；挂钩码。先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带先接通电源，然后放开小车，

5、让小车拖着纸带运动，打完一条后立即关运动，打完一条后立即关闭电源闭电源(5)(5)换纸带，加钩码，再换纸带，加钩码，再做做几几次次.实验时应注意：实验时应注意：1 1固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。央位置。2 2滑轮不能过高滑轮不能过高，以绳子和长木板平行为宜，以绳子和长木板平行为宜。3 3应考虑复写纸与纸带的位置关系。应考虑复写纸与纸带的位置关系。4 4钩码数量不能过多，长木板两端高低相差不能钩码数量不能过多，长木板两端高低相差不能太大。太大。5 5小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击长木板末

6、端前应让小车停止运动，防止小车从板长木板末端前应让小车停止运动，防止小车从板上掉下来。上掉下来。6 6先接通电源，后让纸带运动。先接通电源，后让纸带运动。7 7打点结束后立即关闭电源。打点结束后立即关闭电源。三三数据处理数据处理问题一：怎样选取纸带上的点？问题一：怎样选取纸带上的点？开头过于密集的点舍掉，从清楚的点开始开头过于密集的点舍掉，从清楚的点开始,每隔每隔五个间隔取一个计数点，五个间隔取一个计数点，(每两个计数点之间的每两个计数点之间的时间间隔是时间间隔是0.1s0.1s），原则上能取五、六个计数点，原则上能取五、六个计数点为宜；给所选取的点加标记为宜；给所选取的点加标记。0 01 1

7、2 23 3问题二：如何计算出所取点的瞬时速度？问题二：如何计算出所取点的瞬时速度？用求用求平均速度平均速度的方法来代替的方法来代替瞬时速度瞬时速度0 01 12 23 31.2cm1.2cm1.6cm1.6cm2.0cm2.0cm2.4cm2.4cm位置位置0 01 12 23 3时刻时刻t/st/s0.000.000.100.100.200.200.300.30速度速度v/mv/ms s-1-10.300.300.400.400.500.500.600.60问题三：问题三：如何处理计算出来的数据？如何处理计算出来的数据？1 1、将实验数据填入设计好的表格中。、将实验数据填入设计好的表格中。

8、0 01 12 23 31.2cm1.2cm1.6cm1.6cm2.0cm2.0cm2.4cm2.4cm1 1、将实验数据填入设计好的表格中、将实验数据填入设计好的表格中(列表法列表法)。2 2、根据所得数据，选择合适的标度建立坐标系、根据所得数据，选择合适的标度建立坐标系（让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）（让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）3 3、描点：观察和思考点的分布规律。、描点：观察和思考点的分布规律。4 4、拟合：从点的分布可以有很大把握地说这些、拟合：从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上，用直线拟合，让尽可能多点应该在一条直线上，用直线拟合，让尽可能多的

9、点处在直线上，不在直线上的点应对称地分布的点处在直线上，不在直线上的点应对称地分布在直线两侧。在直线两侧。(图像图像法法)v/msv/ms 0.10-1-1 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60t/st/s 0.10 0 0.20 0.30.位置位置0 01 12 23 3时刻时刻t/st/s0.000.000.100.100.200.200.300.30速度速度v/mv/ms s-1-10.300.300.400.400.500.500.600.60v/msv/ms 0.10-1-1 0.20 0.30 0.40 t/st/s 0.10 0 0.20 0.30.0.300.400

10、.500.600.700.600.703.3.小车的速度随时间均匀的变化小车的速度随时间均匀的变化,所以该图像反映所以该图像反映出物体的出物体的加速度加速度是一个是一个定值定值,即该运动是即该运动是匀变速运匀变速运动动 v1 v2 v3 v4 v5 v6 v1 v2 v3 v4 v5 v6例例：在研究匀变速直线运动的实验中，某同学操作以下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，其中错误或遗漏的步骤有（遗漏步骤可编上实验步骤，其中错误或遗漏的步骤有（遗漏步骤可编上序号序号G G、H H）A A拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带

11、，再接通电源再接通电源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适当重的钩码D D取下纸带取下纸带E E将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀速运动速运动F F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。(应先通电，再放纸带应先通电，再放纸带)(取下纸带前应先断开电源取下纸带前应

12、先断开电源)(补充步骤补充步骤G G：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：BFECADGBFECADGA 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 B根据实验数据画出根据实验数据画出v vt t图，量出其倾角，由公图，量出其倾角，由公式式a=tana=tan求出加速度求出加速度C C根据实验数据画出根据实验数据画出v vt t图，由图线上相距较远图，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间，用公式算出加速度的两点所对应的速度、时间，用公式算出加速度D D依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出依次算出通过连续两计数点间的加

13、速度，算出平均值作为小车的加速度平均值作为小车的加速度 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（）c c分析：方法分析：方法A A偶然误差较大。方法偶然误差较大。方法D D实际上也仅由实际上也仅由始末两个速度决定，偶然误差也比较大，只有利始末两个速度决定，偶然误差也比较大，只有利用实验数据画出对应的用实验数据画出对应的v vt t图，才可充分利用各图，才可充分利用各次测量数据，减少偶然误差。由于在物理图象中，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不相等的，根据同一两坐标轴的分度大小往往是不相等的，根据同一组数据，可以画出倾角不同的许多图线，方法

14、组数据，可以画出倾角不同的许多图线，方法B B是是错误的。正确的方法是根据图线找出不同时刻所错误的。正确的方法是根据图线找出不同时刻所对应的速度值，然后利用公式算出加速度，即方对应的速度值，然后利用公式算出加速度，即方法法 C C。答案答案C C 实例探究实例探究 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 计数点序号计数点序号123456计数点对应的时刻计数点对应的时刻（s s）0.100.200.300.400.500.60通过计数点的速度通过计数点的速度（cmcms s）44.062.081.0100.0110.0168.0