实验一 研究匀变速直线运动课件.pptx
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1、实验目的实验目的用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律实验原理实验原理1打点计时器打点计时器抓基础 双基夯实作用作用计时仪器,每隔计时仪器,每隔0.02 s打一次点打一次点工作条件工作条件电磁打点计时器:电磁打点计时器:6 V以下交流电源以下交流电源电火花计时器:电火花计时器:220 V交流电源交流电源纸带上点纸带上点的意义的意义表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置;表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置;通过研究纸带上各点之间的间隔,可以判通过研究纸带上各点之间的间隔,可以判断物体的运动情况断物体的运动情况第1页/共53页2.利用纸带判断物体是否做匀变
2、速直线运动的方法利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法(2)沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为x1,x2,x3,x4,若,若xx2x1x3x2x4x3,则说明物体在做匀变速直线,则说明物体在做匀变速直线运动,且运动,且xaT2.抓基础 双基夯实第2页/共53页抓基础 双基夯实3速度、加速度的求解方法速度、加速度的求解方法“平均速平均速度法度法”求求速度速度 “逐差逐差法法”求加速度求加速度第3页/共53页抓基础 双基夯实实验器材实验器材电火花计时器电火花计时器(或电磁打点计时器或电磁打点计时器),一端附有定滑轮的长木板、小车、,一端附有
3、定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片“图象法图象法”求加速度求加速度即由即由“平均速度法平均速度法”求出多个点的速度,画出求出多个点的速度,画出vt图象,直线的斜率即表示加速度图象,直线的斜率即表示加速度第4页/共53页实验步骤实验步骤1把附有滑轮的长木板放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时把附有滑轮的长木板放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路2把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,下边挂上合适的钩码,把纸把一条细绳拴在小车
4、上,细绳跨过滑轮,下边挂上合适的钩码,把纸带穿过打点计时器,并把它的一端固定在小车的后面,调节滑轮的高度,带穿过打点计时器,并把它的一端固定在小车的后面,调节滑轮的高度,使细绳与长木板平行实验装置见下图,放手后,看小车能否在木板上使细绳与长木板平行实验装置见下图,放手后,看小车能否在木板上平稳地加速滑行平稳地加速滑行理要点 核心突破第5页/共53页理要点 核心突破第6页/共53页3把小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,后放开小车,让小车拖把小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,后放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点,换上新纸带,重着纸带运动,打点计时器就在纸带上打
5、下一系列的点,换上新纸带,重复三次复三次4从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开始一些比较密集的点,从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开始一些比较密集的点,在后面便于测量的地方找一个开始点,以后依次每五个点取一个计数点,在后面便于测量的地方找一个开始点,以后依次每五个点取一个计数点,确定好计数始点,并标明确定好计数始点,并标明0、1、2、3、4、,测量各计数点到,测量各计数点到0点的距点的距离离x,并记录填入表中,并记录填入表中.理要点 核心突破位置编号位置编号012345时间时间t/s0 x/m0v/(ms1)第7页/共53页5.计算出相邻的计数点之间的距离计算出相邻的计数点之间的
6、距离x1、x2、x3、.6利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点计数点1、2、3、4、5的瞬时速度,填入上面的表格中的瞬时速度,填入上面的表格中7增减所挂钩码数,再做两次实验增减所挂钩码数,再做两次实验数据处理及实验结论数据处理及实验结论1由实验数据得出由实验数据得出vt图象图象(1)根据表格中的根据表格中的v、t数据,在平面直角坐标数据,在平面直角坐标系中仔细描点,如图所示,对于每次实验,系中仔细描点,如图所示,对于每次实验,描出的几个点都大致落在一条直线上描出的几个点都大致落在一条直线上理要点 核心突破
7、第8页/共53页(2)作一条直线,使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上,落不到作一条直线,使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上,落不到直线上的点,应均匀分布在直线的两侧,这条直线就是本次实验的直线上的点,应均匀分布在直线的两侧,这条直线就是本次实验的vt图象,它是一条倾斜的直线图象,它是一条倾斜的直线2由实验得出的由实验得出的vt图象进一步得出小图象进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律有两车运动的速度随时间变化的规律有两条途径进行分析:条途径进行分析:(1)小车运动的小车运动的vt图象是一条倾斜的直图象是一条倾斜的直线,如图所示,当时间增加相同的值线,如图所示,当时间增加相同的值t
8、,速度也会增加相同的值速度也会增加相同的值v,由此得出结论:小车的速度随时间均匀变化,由此得出结论:小车的速度随时间均匀变化理要点 核心突破第9页/共53页(2)既然小车的既然小车的vt图象是一条倾斜的直线,那么图象是一条倾斜的直线,那么v随随t变化的函数关系式为变化的函数关系式为vktb,所以小车的速度随时间均匀变化,所以小车的速度随时间均匀变化误差分析误差分析1根据纸带测量的位移有误差根据纸带测量的位移有误差2电源频率不稳定,造成相邻两点的时间间隔不完全相等电源频率不稳定,造成相邻两点的时间间隔不完全相等3纸带运动时打点不稳定引起测量误差纸带运动时打点不稳定引起测量误差4用作图法,作出的用
9、作图法,作出的vt图象并不是一条直线图象并不是一条直线5木板的粗糙程度并非完全相同,这样测量得到的加速度只能是所测量段木板的粗糙程度并非完全相同,这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度的平均加速度理要点 核心突破第10页/共53页注意事项注意事项理要点 核心突破平行平行纸带、细绳要和长木板平行纸带、细绳要和长木板平行靠近靠近释放小车前,应使小车停在靠近打点计时器释放小车前,应使小车停在靠近打点计时器的位置的位置一先一后一先一后实验时应先接通电源,后释放小车;实验后实验时应先接通电源,后释放小车;实验后先断开电源,后取下纸带先断开电源,后取下纸带防止碰撞防止碰撞在到达长木板末端前应让小车
10、停止运动,防在到达长木板末端前应让小车停止运动,防止钩码落地,小车与滑轮碰撞止钩码落地,小车与滑轮碰撞第11页/共53页减小误差减小误差小车另一端挂的钩码个数要适当,避免速度过小车另一端挂的钩码个数要适当,避免速度过大而使纸带上打的点太少,或者速度太小,使大而使纸带上打的点太少,或者速度太小,使纸带上打的点过于密集纸带上打的点过于密集纸带选取纸带选取选择一条点迹清晰的纸带,舍弃点迹密集部分,选择一条点迹清晰的纸带,舍弃点迹密集部分,适当选取计数点适当选取计数点准确作图准确作图在坐标纸上,纵、横轴选取合适的单位,仔细在坐标纸上,纵、横轴选取合适的单位,仔细描点连线,不能连成折线,应作一条直线,让
11、描点连线,不能连成折线,应作一条直线,让各点尽量落到这条直线上,落不到直线上的各各点尽量落到这条直线上,落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧点应均匀分布在直线的两侧理要点 核心突破第12页/共53页【典例典例1】某同学用如图甲所示的实验装置研究匀变速直线运动某同学用如图甲所示的实验装置研究匀变速直线运动实验步骤如下:实验步骤如下:A安装好实验器材安装好实验器材研考向 考点探究考点一考点一 实验原理与操作实验原理与操作考点一考点一 实验原理实验原理 与操作与操作考点二考点二 数据处理数据处理 和误差分析和误差分析考点三考点三 实验创新实验创新 设计设计解析解析试题试题第13页/共53页B让小
12、车拖着纸带运动,打点计时器在纸带上打下一系列小点,重复几让小车拖着纸带运动,打点计时器在纸带上打下一系列小点,重复几次,选出一条点迹比较清晰的纸带,从便于测量的点开始,每五个点取一次,选出一条点迹比较清晰的纸带,从便于测量的点开始,每五个点取一个计数点,如图乙中个计数点,如图乙中a、b、c、d等点等点C测出测出x1、x2、x3、.结合上述实验步骤,请你继续完成下列任务:结合上述实验步骤,请你继续完成下列任务:(1)实验中,除打点计时器实验中,除打点计时器(含纸带、复写纸含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外,在下列仪器和器材中,必须使用
13、的有板、细绳、钩码、导线及开关外,在下列仪器和器材中,必须使用的有_(填选项代号填选项代号)A电压合适的电压合适的50 Hz交流电源交流电源B电压可调的直流电源电压可调的直流电源C秒表秒表研考向 考点探究考点一考点一 实验原理实验原理 与操作与操作考点二考点二 数据处理数据处理 和误差分析和误差分析考点三考点三 实验创新实验创新 设计设计AD答案答案解析解析试题试题第14页/共53页D刻度尺刻度尺E天平天平F重锤重锤G弹簧测力计弹簧测力计(2)如果小车做匀加速运动,所得纸带如图乙所示,则如果小车做匀加速运动,所得纸带如图乙所示,则x1、x2、x3的关系是的关系是_,已知打点计时器打点的时,已知
14、打点计时器打点的时间间隔是间间隔是t,则打,则打c点时小车的速度大小是点时小车的速度大小是_研考向 考点探究考点一考点一 实验原理实验原理 与操作与操作考点二考点二 数据处理数据处理 和误差分析和误差分析考点三考点三 实验创新实验创新 设计设计x3x2x2x1答案答案解析解析试题试题第15页/共53页研考向 考点探究考点一考点一 实验原理实验原理 与操作与操作考点二考点二 数据处理数据处理 和误差分析和误差分析考点三考点三 实验创新实验创新 设计设计解析解析试题试题第16页/共53页11.“研究匀变速直线运动研究匀变速直线运动”的实验中,使用电磁打点计时器的实验中,使用电磁打点计时器(所用交流
15、所用交流电的频率为电的频率为50 Hz),得到如图所示的纸带图,得到如图所示的纸带图中的点为计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出来,中的点为计数点,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(x6x1)等于等于(x2x1)的的6倍倍C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解析解析试题试题答案答案C 研考向 考点探究考点一考点一 实验原理实验原理 与操作与操作考点二考点二 数据处理数据处理 和误差分析和误差分析考点三考
16、点三 实验创新实验创新 设计设计第17页/共53页研考向 考点探究解析解析试题试题考点一考点一 实验原理实验原理 与操作与操作考点二考点二 数据处理数据处理 和误差分析和误差分析考点三考点三 实验创新实验创新 设计设计第18页/共53页12.(2016佛山模拟佛山模拟)某同学利用打点计时器测量小车做匀变速直线运某同学利用打点计时器测量小车做匀变速直线运动的加速度动的加速度(1)电磁打点计时器是一种使用电磁打点计时器是一种使用_(选填选填“交流交流”或或“直流直流”)电源的计电源的计时仪器,它的工作电压是时仪器,它的工作电压是46 V,当电源的频率为,当电源的频率为50 Hz时,它每隔时,它每隔
17、_s打一次点打一次点(2)使用打点计时器时,接通电源与让纸带随小车开始运动这两个操作过使用打点计时器时,接通电源与让纸带随小车开始运动这两个操作过程的操作顺序应该是程的操作顺序应该是()A先接通电源,后释放纸带先接通电源,后释放纸带B先释放纸带,后接通电源先释放纸带,后接通电源C释放纸带的同时接通电源释放纸带的同时接通电源D哪个先,哪个后都可以哪个先,哪个后都可以答案答案A 研考向 考点探究交流0.02考点一考点一 实验原理实验原理 与操作与操作考点二考点二 数据处理数据处理 和误差分析和误差分析考点三考点三 实验创新实验创新 设计设计解析解析试题试题第19页/共53页(3)实验中该同学从打出
18、的若干纸带中选取一条纸带,如图所示,纸带上实验中该同学从打出的若干纸带中选取一条纸带,如图所示,纸带上按时间顺序取按时间顺序取A、B、C、D四个计数点,每两个点之间还有四个点未画出,四个计数点,每两个点之间还有四个点未画出,用尺子测得相邻各点间的距离为用尺子测得相邻各点间的距离为x13.62 cm,x24.75 cm,x35.88 cm.根据纸带数据可以判断小车在做匀加速直线运动,理由是根据纸带数据可以判断小车在做匀加速直线运动,理由是_(请用文字描述请用文字描述);在计数点;在计数点C所代表的所代表的时刻,纸带运动的瞬时速度是时刻,纸带运动的瞬时速度是_m/s,小,小车的加速度是车的加速度是
19、_m/s2.(以上两空小数点后保留两位数字以上两空小数点后保留两位数字)答案答案研考向 考点探究相邻相等时间内的位移差相等0.531.13考点一考点一 实验原理实验原理 与操作与操作考点二考点二 数据处理数据处理 和误差分析和误差分析考点三考点三 实验创新实验创新 设计设计解析解析试题试题第20页/共53页研考向 考点探究考点一考点一 实验原理实验原理 与操作与操作考点二考点二 数据处理数据处理 和误差分析和误差分析考点三考点三 实验创新实验创新 设计设计解析解析试题试题第21页/共53页13.在在“研究匀变速直线运动研究匀变速直线运动”的实验中,某同学的操作中有以下实验步的实验中,某同学的操
20、作中有以下实验步骤,其中错误或遗漏的步骤有骤,其中错误或遗漏的步骤有_ _.(指出错误并改正,遗漏步骤可编上序号指出错误并改正,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,先放开纸带,再接通电源拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处,先放开纸带,再接通电源B将打点计时器固定在平板上,并接好电源将打点计时器固定在平板上,并接好电源C把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,下面吊着适当重的钩码把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,下面吊着适当重的钩码研考向 考点探究考点一考点一 实验原理实验原理 与操作与操作考点二考点二 数据处理数据处理 和误差分析和误差分析考点三考点三 实验创新
21、实验创新 设计设计解析解析试题试题见解析答案答案第22页/共53页D取下纸带取下纸带E将平板无滑轮的一端抬高,轻推将平板无滑轮的一端抬高,轻推小车,使小车能在平板上做匀速运动小车,使小车能在平板上做匀速运动F将纸带固定在小车尾部,并穿过将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔打点计时器的限位孔将以上步骤完善后按合理顺序填写在将以上步骤完善后按合理顺序填写在横线上横线上_ _研考向 考点探究解析解析试题试题考点一考点一 实验原理实验原理 与操作与操作考点二考点二 数据处理数据处理 和误差分析和误差分析考点三考点三 实验创新实验创新 设计设计A中应先接通电源,再放开纸中应先接通电源,再放开纸
22、带,带,C中应调整滑轮的高度,中应调整滑轮的高度,使细绳与平板平行,使细绳与平板平行,D中应先中应先断开电源,使打点计时器停断开电源,使打点计时器停止工作再取下纸带,止工作再取下纸带,E属于多属于多余步骤应补充:余步骤应补充:G.换上新换上新纸带,重复操作两次纸带,重复操作两次H.断断开电源,整理好器材正确开电源,整理好器材正确合理的顺序应为合理的顺序应为B、F、C、A、D、G、H.B、F、C、A、D、G、H答案答案第23页/共53页【典例典例2】(2016玉溪一中质检玉溪一中质检)甲、乙两位同学利用穿过打点计时器甲、乙两位同学利用穿过打点计时器的纸带来记录小车的运动,打点计时器所用电源的频率
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