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1、第二章第二章 匀变速直线运动的匀变速直线运动的研究研究实验：探究小车速度随时实验：探究小车速度随时间变化的规律间变化的规律1 1 1 1知知识识回回顾顾问题问题1：打点计时器可以打点计时器可以直接测量直接测量什么什么物理量物理量?问题问题2：通过打点计时器打出的纸带可通过打点计时器打出的纸带可以以间接间接求什么物理量求什么物理量?位移位移（用刻度尺测量）（用刻度尺测量）时间时间（两点的时间间隔为（两点的时间间隔为0.02s）两点间的平均速度两点间的平均速度某某点的瞬时速度点的瞬时速度加速度加速度一一、实实验验设设计计1、实验目的、实验目的2、实验器材、实验器材探究探究小车的运动速度与时间的关系
2、小车的运动速度与时间的关系.3、实验步骤、实验步骤 木板平放，并使滑轮伸出桌面，把打点计木板平放，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定，连接好电路时器固定，连接好电路. 穿纸带；定小车；挂钩码穿纸带；定小车；挂钩码. 先先接通电源，接通电源，然后然后放开小车，让小车拖着放开小车，让小车拖着纸带运动打点，打完纸带后纸带运动打点，打完纸带后立即立即关闭电源关闭电源. 换纸带，加钩码，重复操作三次换纸带，加钩码，重复操作三次.4、实验注意点实验注意点 固定打点计时器时应让固定打点计时器时应让限位孔处在限位孔处在长木板的长木板的中央位置中央位置. 滑轮不能过高，细绳应与木板平行滑轮不能过高，细绳应与木板
3、平行. 小车应由小车应由紧靠紧靠打点计时器处开始释放，在撞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，击长木板末端前应让小车停止运动，防止小车防止小车从板上掉下来从板上掉下来. 先先接通电源，接通电源，后后让纸带运动让纸带运动. 打点结束后打点结束后立即关闭电源立即关闭电源.5、数据处理（纸带分析）、数据处理（纸带分析） 怎样分析和选取纸带上的点？怎样分析和选取纸带上的点？ 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，每隔每隔四个点四个点取一个计数点，（每两个计数点之间的时间间取一个计数点，（每两个计数点之间的时间间隔是隔是0.1s）；取六个点，标
4、号）；取六个点，标号 0，1，2，3，4，5 (原则：点迹清晰、无漏点原则：点迹清晰、无漏点) 如何计算所取点的速度？如何计算所取点的速度？ 平均速度平均速度 瞬时速度（如何测瞬时速度（如何测x）0 01 12 23 3 不要分段测量各段位移，不要分段测量各段位移，应尽可能一次测量应尽可能一次测量完毕（可先统一量出到计数点完毕（可先统一量出到计数点0之间的距离），之间的距离），读数时应估读到毫米的下一位读数时应估读到毫米的下一位. 应区别打点计时器应区别打点计时器打出的点打出的点和人为选取的和人为选取的计计数点数点（一般把计时器打出的（一般把计时器打出的5个点作为一个计数个点作为一个计数点），
5、选取的计数点不得少于点），选取的计数点不得少于6个个.0 01 12 23 3 如何设计表格记录数据？如何设计表格记录数据？ 选择一条较理想的纸带，用平均速度代替选择一条较理想的纸带，用平均速度代替瞬时速度的方法得到各计数点的瞬时速度瞬时速度的方法得到各计数点的瞬时速度.0 0 0 01 1 1 12 2 2 23 3 3 30 0.1 0.20.3 0.40.51.21.00.80.60.40.2t/sv/(m.s-1) tv问题问题 图线的特点图线的特点?小车的运动规律小车的运动规律?如何求加速度如何求加速度?如果某些点不在如果某些点不在直线上，怎么办直线上，怎么办?结论：结论：小车的小车
6、的vt图象是一条倾斜的直线，说明小车图象是一条倾斜的直线，说明小车做的是速度均匀增加的变速直线运动做的是速度均匀增加的变速直线运动.6、画、画v-t图象图象7、误差分析、误差分析 系统误差：系统误差：纸带在运动的过程中与仪器之间的摩擦纸带在运动的过程中与仪器之间的摩擦产生的阻力，这是产生的阻力，这是不可避免不可避免的，属于系统误差的，属于系统误差. 改进方法：改进方法：只能够调整器材的安装，尽可能的减只能够调整器材的安装，尽可能的减少阻力对实验的影响少阻力对实验的影响. 偶然误差：偶然误差：由于实验测量工具的精度、实验者的读由于实验测量工具的精度、实验者的读数方法等引起的误差，属于偶然误差数方
7、法等引起的误差，属于偶然误差. 例如，测量位例如，测量位移距离，时间等等移距离，时间等等. 改进方法：改进方法：采取采取多次测量取平均值多次测量取平均值的方法来减少的方法来减少误差误差. 本实验误差本实验误差 电磁打点计时器的周期不一定严格等于电磁打点计时器的周期不一定严格等于0.02s. 由于振针与纸带的摩擦，影响点间距由于振针与纸带的摩擦，影响点间距. 测量读数误差，那么怎么样测量？测量读数误差，那么怎么样测量？ 长度的测量长度的测量需估读到最小分度值的下一位需估读到最小分度值的下一位xA=13.3mmxB=19.0mm8、有效数字有效数字三位有效数字三位有效数字0 0 0 01 1 1
8、1 科学计数法：科学计数法： 特别大的数字或特别小的数字特别大的数字或特别小的数字 中学阶段运算结果一般取中学阶段运算结果一般取两位或三位两位或三位有效数字有效数字希望大家遵守实验室规章希望大家遵守实验室规章制度，严格按照实验报告的步制度，严格按照实验报告的步骤要求做好实验，保存好实验骤要求做好实验，保存好实验得到的纸带数据，正确分析实得到的纸带数据，正确分析实验数据，圆满画出图像！验数据，圆满画出图像！ 例例1. 用打点计时器测小车的运动速度，下列用打点计时器测小车的运动速度，下列说法中正确的是（说法中正确的是（ ）A.必须选择点迹清晰的纸带，而且应以打点必须选择点迹清晰的纸带，而且应以打点
9、计时器打的第一个点作为第一计数点计时器打的第一个点作为第一计数点B.要舍去开头比较密集的点，任选后面较清要舍去开头比较密集的点，任选后面较清晰的某点作为第一个计数点晰的某点作为第一个计数点C.可以每隔任意相同数量的点选取一个计数可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点点D.在数据处理时，从器材上直接读取的原始在数据处理时，从器材上直接读取的原始数据一定要有表格记录数据一定要有表格记录典典例例探探究究BCD例例2. 在在“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”实验中，下列说法正确的是实验中，下列说法正确的是( )A.长木板一定要水平摆放，不能一端高一长木板一定要水平摆放，不能一
10、端高一端低端低B.使小车速度的变化尽可能快一些使小车速度的变化尽可能快一些C.使用刻度尺测量长度时，要读到最小刻使用刻度尺测量长度时，要读到最小刻度的下一位度的下一位D.作作v-t图时，所描曲线必须经过每一个点图时，所描曲线必须经过每一个点 C 可以。可以。剪下的纸条长度表示剪下的纸条长度表示0.1s时间内位移大小，时间内位移大小，可近似认为速度可近似认为速度.v x，纸条长度可认，纸条长度可认为表示速度为表示速度问题与练习问题与练习P33：3实验设计实验设计实验需要什么仪器？实验需要什么仪器？实验仪器怎样安装放置？实验仪器怎样安装放置？实验时注意什么？实验时注意什么？打点计时器、学生电源、导
11、线、试验小车、打点计时器、学生电源、导线、试验小车、细绳（线）、纸带、复写纸、带滑轮长木板细绳（线）、纸带、复写纸、带滑轮长木板课本课本P31 图图2.11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思思考考与与讨讨论论 实验原理2.2.由纸带由纸带判断物体做匀变速直线运动判断物体做匀变速直线运动的方法：的方法： 如图所示，如图所示，0 0、1 1、22为时间间隔相等的各计数为时间间隔相等的各计数点，点，S S1 1、S S2 2、S S3 3为相邻两计数点之间的距离，若为相邻两计数点之间的距离，若S= SS= S2 2S S1 1=C=C（常数），即若（常数），即
12、若两连续相等的时间两连续相等的时间间隔间隔里的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动里的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速运动。为匀变速运动。 1 2 3 4 50S1S2S3S4S5 实验原理3.3.由纸带由纸带求物体运动加速度求物体运动加速度的方法：的方法： 用用“逐差法逐差法”求加速度求加速度. . 根据根据S4S1= S5S2= S6S3=3aT2（T T为相邻为相邻两计数点之间的时间间隔）两计数点之间的时间间隔）为什么不用为什么不用S2S1= S4S3= S6S5=aT2计算计算? ?此方程是怎样推导出来的此方程是怎样推导出来的 实验原理3.3.由纸带由纸带求物体运动
13、加速度求物体运动加速度的方法：的方法： 用用v-tv-t图象法：即先根据求出打第图象法：即先根据求出打第n n个点时个点时纸带的即时速度，后做出纸带的即时速度，后做出v-tv-t图图，图线的斜率即，图线的斜率即为物体运动的加速度。为物体运动的加速度。 1 2 3 4 50S1S2S3S4S55、数据处理（纸带分析）、数据处理（纸带分析） 怎样分析和选取纸带上的点？怎样分析和选取纸带上的点？ 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，每隔每隔四个点四个点取一个计数点，（每两个计数点之间的时间间取一个计数点，（每两个计数点之间的时间间隔是隔是0.1s）；取六个点，标号）；取六个点，标号 0，1，2，3，4，5 (原则：点迹清晰、无漏点原则：点迹清晰、无漏点) 如何计算所取点的速度？如何计算所取点的速度？ 平均速度平均速度 瞬时速度（如何测瞬时速度（如何测x） 如何设计表格记录数据？如何设计表格记录数据？
