《河北省邢台市高中物理 第二章 匀变速直线运动的研究 2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律课件 新人教版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《河北省邢台市高中物理 第二章 匀变速直线运动的研究 2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律课件 新人教版必修1（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律实验：探究小车速度随时间变化的规律学习目标：学习目标：1.练习使用打点计时器及利用纸带求练习使用打点计时器及利用纸带求 速度速度 2应用应用vt图象处理实验数据图象处理实验数据重点难点：重点难点：1.通过实验探索过程，学会物理规律通过实验探索过程，学会物理规律 探索的方探索的方法法 2尝试用尝试用vt图象表示运动规律图象表示运动规律【实验目的实验目的】1进一步练习打点计时器的使用，纸带数据处理和进一步练习打点计时器的使用，纸带数据处理和测瞬时速度的方法。测瞬时速度的方法。2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【实验原理实验原理】利用打
2、点计时器打出的纸带上记录的数据先计算利用打点计时器打出的纸带上记录的数据先计算各时刻物体的速度，再寻求速度与时间的关系各时刻物体的速度，再寻求速度与时间的关系1求纸带上某点迹瞬时速度一般用一小段时间内的求纸带上某点迹瞬时速度一般用一小段时间内的平均速度代替平均速度代替2vt图象上，图线的倾斜程度表示加速度的大小，图象上，图线的倾斜程度表示加速度的大小，如如vt图象是一条倾斜的直线，说明物体做匀变速直图象是一条倾斜的直线，说明物体做匀变速直线运动线运动【实验器材实验器材】电磁打点计时器电磁打点计时器(或电火花计时器或电火花计时器)、低压交流电源、低压交流电源、导线、纸带、带滑轮的长木板、小车、钩
3、码、细、导线、纸带、带滑轮的长木板、小车、钩码、细线、复写纸片、刻度尺线、复写纸片、刻度尺【实验步骤实验步骤】1如图如图211所示，把附有滑轮的长木板放在实所示，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，连接好电路长木板上没有滑轮的一端，连接好电路图图2112把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的边挂上钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面一端固定在小车的后面3把小车停在靠近打点计时器处，接通电源
4、后，把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列小点纸带上打下一系列小点4换上新的纸带，重复实验两次换上新的纸带，重复实验两次5增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验一、数据处理一、数据处理1表格法表格法(1)从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开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，作为计数始点（零点），以后依次每五个开始点，作为计数始点（零点），以后依次
5、每五个点取一个计数点，并标明个点取一个计数点，并标明0、1、2、3、4，测，测量各计数点到量各计数点到0点的距离点的距离x，并记录填入表中，并记录填入表中.位置编号位置编号012345t/sx/mv/(ms1)(2)分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距离离x1、x2、x3.(3)利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间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时刻的瞬时速度求得各计数点1、2、3、4、5的瞬的瞬时速度，填入上面的表格中时速度，填入上面的表格中(4)根据表格的数据，分析速度随时间怎么变化根据表格的数据，分析速度随
6、时间怎么变化2图象法图象法(1)在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点(2)画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点忽略不计，如图点忽略不计，如图212所示所示(3)观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律化规律图图212二、误差分析二、误差分析1木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀木板
7、的粗糙程度不同，摩擦不均匀2根据纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬根据纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬时速度有误差时速度有误差3作作vt图象时单位选择不合适或人为作图不准图象时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差确带来误差三、注意事项三、注意事项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先接通电源，等打点稳定后，再释放小车先接通电源，等打点稳定后，再释放小车3打点完毕，立即断开电源打点完毕，立即断开电源4要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，当小车要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，当小车到达滑轮前及时用手按住到达滑轮前及时用手按住5选取一条点迹清晰
8、的纸带，适当舍弃点密集部分选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点密集部分，适当选取计数点，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别注意计数点与计时点的区别)，弄，弄清楚所选的时间间隔清楚所选的时间间隔T等于多少秒等于多少秒6在坐标纸上画在坐标纸上画vt图象时，注意坐标轴单位长度图象时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图象尽量分布在较大的坐标平面内的选取，应使图象尽量分布在较大的坐标平面内对实验操作的考查对实验操作的考查类类型一型一例例例例1 1 在研究匀变速直线运动的实验中，某同学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操作以下实验步骤，其中错误或遗漏的步骤有(遗
9、遗漏步骤可编上序号漏步骤可编上序号G、H)_A将小车安放至靠近打点计时器处，先放开小将小车安放至靠近打点计时器处，先放开小车，再接通电源车，再接通电源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把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，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下面吊着适当重的钩码D取下纸带取下纸带E将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀速运动板上做匀速运动F将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔的限位孔将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序将以上
10、步骤完善后写出合理的步骤顺序_【思路点拨思路点拨】求解此题应把握以下两点：求解此题应把握以下两点：(1)实验中，应注意保护仪器，特别是打点计时器实验中，应注意保护仪器，特别是打点计时器(2)实验中，所得纸带打点范围要大，纸带要有可实验中，所得纸带打点范围要大，纸带要有可选择性选择性【精讲精析精讲精析】实验中，为保证纸带上的打点范围，实验中，为保证纸带上的打点范围，充分利用纸带，应先接通电源，后放开小车步骤充分利用纸带，应先接通电源，后放开小车步骤A有错误；实验中为保护打点计时器，打完纸带应立有错误；实验中为保护打点计时器，打完纸带应立即关闭电源，步骤即关闭电源，步骤D有遗漏；为了处理数据时有可
11、选有遗漏；为了处理数据时有可选择性，实验应重复打三条纸带，应补充该步骤择性，实验应重复打三条纸带，应补充该步骤【答案答案】(1)步骤步骤A中应先通电，再放纸带中应先通电，再放纸带(2)步骤步骤D中取下纸带前应先断开电源中取下纸带前应先断开电源(3)补充步骤补充步骤G：换上新纸带，重复三次：换上新纸带，重复三次步骤顺序步骤顺序BFECADG实验数据处理实验数据处理类类型二型二 (2011年厦门高一检测年厦门高一检测)在在“探究小车速度随时探究小车速度随时间变化的规律间变化的规律”的实验中，如图的实验中，如图213给出了给出了从从0点点开始，每开始，每5个点取一个计数点个点取一个计数点的纸带，其中
12、的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点测得：都为计数点测得：x11.40 cm，x21.90 cm，x32.38 cm，x42.88 cm，x53.39 cm，x63.87 cm.那么：那么：图图213例例例例2 2(1)在计时器打出点在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度时，小车的速度分别为：分别为：v1_cm/s，v2_cm/s，v3_cm/s，v4_cm/s，v5_cm/s.(2)在平面直角坐标系中作出速度时间图象在平面直角坐标系中作出速度时间图象(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【思路点拨思路点拨】明确速度的求法，并建立坐标系分明确
13、速度的求法，并建立坐标系分析物体的运动情况析物体的运动情况(2)利用描点法作出利用描点法作出vt图象，如图图象，如图214所示所示图图214(3)小车运动的小车运动的vt图象是一条倾斜的直线，说图象是一条倾斜的直线，说明速度随时间均匀增加，它们成明速度随时间均匀增加，它们成“线性关系线性关系”【答案答案】(1)16.5021.4026.3031.3536.30(2)如图如图214所示所示(3)小车速度随时间均匀增加小车速度随时间均匀增加【方法总结方法总结】描点法是作图的一种最基本的方描点法是作图的一种最基本的方法，要特别注意以下三点：法，要特别注意以下三点：(1)准确性准确性(标度要合适标度要合适)(2)作图时要先判断图象的大体走势，然后用平滑作图时要先判断图象的大体走势，然后用平滑曲线曲线“拟合拟合”坐标系中的点，难以落在曲线上的点坐标系中的点，难以落在曲线上的点要大致均匀地分布在两侧，偏离线较远的点可删要大致均匀地分布在两侧，偏离线较远的点可删去去(3)要使图线分布在坐标纸中央要使图线分布在坐标纸中央
