2.1《实验：探究小车速度随时间变化的规律》.ppt

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1、探究小车速度随时间变化的规律探究小车速度随时间变化的规律问题 如何探究一个物体速度速度随时间时间变化的规律？如何知道物体在不同时刻的速度？用什么仪器测？进行实验 问题一：打点计时器结构如何？问题二：用打点计时器测小车的速度所需哪些实验器材、实验步骤？问题三：本实验特别要注意哪些事项？实验器材 打点计时器；纸带；复写纸片；低压交流电源；小车；细绳；一端附有滑轮的长木板；刻度尺；钩码；导线 注意注意:区分电火花打点计时器区分电火花打点计时器-交流电压交流电压220V220V实验装置示意图 实验原理1.了解打点计时器.(1)一种使用交流电源的计时仪器，它每隔0.02s打一个点（由于电源频率是50Hz

2、）。(2)纸带上的点表示了相应运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上所打点的距离，就可以了解物体运动的情况。2.由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：如图所示，0、1、2为时间间隔相等的各计数点，S1、S2、S3为相邻两计数点之间的距离，若S=S2S1=C（常数），即若两连续相等的时间间隔里的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体做匀变速直线运动。1 2 3 4 50S1S2S3S4S5 3.由纸带求物体运动加速度的方法：用“逐差法”求加速度。根据根据S S4 4S S1 1=S=S5 5S S2 2=S=S6 6S S3 3=3aT=3aT2 2（T T为相邻两计数点之间的时间间隔）为相邻两计数点

3、之间的时间间隔）用v-t图象法：即先根据求出打第n个点时纸带的即时速度，后做出v-t图，图线的斜率即为物体运动的加速度。1 2 3 4 50S1S2S3S4S5 3.由纸带求物体运动加速度的方法：用“逐差法”求加速度。根据根据S S4 4S S1 1=S=S5 5S S2 2=S=S6 6S S3 3=3aT=3aT2 2（T T为相邻两计数点之间的时间间隔）为相邻两计数点之间的时间间隔）用v-t图象法：即先根据求出打第n个点时纸带的即时速度，后做出v-t图，图线的斜率即为物体运动的加速度。1 2 3 4 50S1S2S3S4S5实验步骤：实验步骤：（）把一端附有滑轮的长木板平放（一高一低可否

4、？）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，下边挂上合适的钩码，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。（3）换上新纸带，重复实验三次。1固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。2滑轮不能过高。3应考虑复写纸与纸带的位置关系。4钩码数量不能过多，长木板两端高低相差不能太大。5小车应由靠近打点计时器处开始释放，在撞击长木板末端前应让小车停止运动,防止小车从板上掉下来。6先接通电源，后让纸带运动。7打点结束后立即关闭电源。注意事项处理数据问题四：怎样分析和选取纸带上的点？问题

5、四：怎样分析和选取纸带上的点？舍掉开头过于密集的点，若纸带上点与点之间的距离较小，可取多个打印点（可5）为一个计数点，相邻两计数点之间的时间间隔不再是0.02s（但要看具体情况灵活选定）；一般每五个点（或者每隔四个）选取一个计数点，相邻两计数点之间的时间间隔为0.10s。问题五：如何计算出所取点的速度？问题五：如何计算出所取点的速度？用求平均速度的方法来代替（用计算较准确的平均速度来代替），如何代替？（选择包括该点在内的一段位移（该点最好处在中间时刻位置）x，找出对应的时间t，用xt作为该点的瞬时速度；对于选取的两个端点的速度暂时不计算（误差较大）；测量各个计数点之间的距离应考虑估读、单位。可

6、以表示D、F及它们中间任意一点的瞬时速度位置位置位置位置0 01 12 23 34 45 5时间时间时间时间/s/s0 0v v1 1/ms/ms-1-1v v2 2/ms/ms-1-1问题六：如何处理计算出来的数据？问题六：如何处理计算出来的数据？列表法。（注意列表要求）图象法（v-t 图象）：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）。描点：观察和思考点的分布规律。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。作出速度时间图象思考：为什么要用直线拟合？若某个点明显偏

7、离直线，可能是什么原因及怎样处理？从图上可以看出小车的速度随时间怎样变化？问题七：如何根据速度问题七：如何根据速度时间图象（时间图象（v vt t图象）求小车的加速度和初速度？图象）求小车的加速度和初速度？取任意两组数据求出v和t，然后代入vt求解。在vt图象上取一段时间t（尽量取大一些），找出两个时刻对应的坐标值求出v，代入vt求解。哪一种方法更好？（画图时让不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小误差的一种手段，也就是说应该用图象上的点，而不是用实验所得到的数据）纸带上零时刻的速度和末速度如何求？（根据图象来求，这样可以减小误差）再见！再见！谢谢合作！请同学们课后落实，再见谢谢合作！请同学们课后落实，再见!