《全国通用版2018-2019高中物理第二章匀变速直线运动的研究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 .ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《全国通用版2018-2019高中物理第二章匀变速直线运动的研究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 .ppt（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1实验：探究小车速度随时间变化的规律第二章匀变速直线运动的研究学习目标1.进一步练习使用打点计时器.2.会利用平均速度求瞬时速度.3.会利用vt图象处理实验数据，并据此判断物体的运动性质.4.能根据实验数据求加速度.内容索引题型演练学以致用实训演练达标检测检测评价达标过关技能储备明确原理提炼方法技能储备一、实验原理一、实验原理1.利用纸带计算瞬时速度：以纸带上某点为中间时刻取一小段位移，用这段位移的表示这点的瞬时速度.2.用vt图象表示小车的运动情况：以速度v为、时间t为建立直角坐标系，用描点法画出小车的vt图象，图线的表示加速度的大小，如果vt图象是一条倾斜的直线，说明小车的速度是的.平均速
2、度纵轴横轴倾斜程度均匀变化二、实验器材二、实验器材打点计时器(带导线)、 、纸带、一端附有定滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、复写纸、坐标纸.交流电源刻度尺三、实验步骤三、实验步骤1.如图1所示，把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，打点计时器固定在长木板的一端，连接好电路.图1没有滑轮2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下面挂上适当的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端连在小车的后面.3.把小车停在打点计时器的位置，先，后(填“接通电源”或“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行小点，随后立即关闭电源.4.换上新纸带，重复操作两次.靠近接
3、通电源释放小车四、数据处理四、数据处理1.采集数据采集数据如图2所示，一般不是直接测量相邻两个计数点间的距离，而是先测量出各个计数点到计时零点的距离x1、x2、x3、x4、x5，再计算出相邻的两个计数点间的距离.x1x1，x2x2x1，x3x3x2，x4x4x3，x5x5x4.图22.求各计数点的瞬时速度求各计数点的瞬时速度T为相邻两个计数点间的时间间隔，若交流电源频率为50Hz，每5个点取一个计数点(中间隔4个点)，则T0.1s.(2)设计表格并记录相关数据位置编号1234567时刻t/s0.10.20.30.40.50.60.7v/(ms1)3.作出小车运动的作出小车运动的vt图象图象(1
4、)定标度：坐标轴的标度选取要合理，应使图象大致布满坐标纸.(2)描点：在坐标纸上描出各个坐标点的位置.(3)连线：用一条平滑的曲线或直线“拟合”这些点.4.分析数据并求出加速度分析数据并求出加速度(1)如果画出的vt图象是一条倾斜的直线，说明小车做速度均匀变化的直线运动.表示开始计时时小车的速度.(2)求出小车的加速度在vt图象上任意取两个间隔较远的点 (这两个点不一定是我们表格中已测得的点 )，找出它们的坐标值，然后把它们的坐标值代入公式 a中求出加速度，即用图线的求加速度.图象和纵轴的交点斜率五、注意事项五、注意事项1.开始释放小车时，应使小车(填“靠近”或“远离”)打点计时器.2.先，等
5、打点稳定后，再(填“接通电源”或“释放小车”).3.打点完毕，立即关闭电源.4.选取一条点迹清晰的纸带，舍掉开头点迹密集部分，选取适当的计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少.5.不要分段测量各段距离，应尽可能地一次测量完毕(可统一量出各计数点到计数起点0之间的距离).6.在坐标纸上画vt图象时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图象大致布满坐标纸.靠近释放小车接通电源题型演练一、实验器材和操作例例1某同学按图3所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验.图3(1)图中仪器A叫做_计时器，使用220V_电源(选填“交流”或“直流”)，释放小车前，小车应停在_(填“
6、靠近”或“远离”)仪器A的位置.电火花交流靠近答案解析解解析析题图中仪器A叫做电火花计时器，使用220V交流电源，实验过程中，放开小车前，小车要靠近打点计时器；(2)使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中，有以下基本步骤：A.松开纸带让物体带着纸带运动B.穿好纸带C.把计时器固定好D.接通电源，进行打点以上步骤的正确顺序是_.答案解析CBDA解解析析使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中，基本步骤为：先把计时器固定好，穿好纸带，再接通电源，进行打点，之后松开纸带让物体带着纸带运动，故正确的顺序是CBDA.二、实验数据处理例例2在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图4所示为一次记录
7、小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点(A点为第一个点)，相邻计数点间的时间间隔T0.1s.图4(1)根据_计算各点的瞬时速度，则vD_m/s，vC_m/s，vB_m/s.答案解析利用某段时间内的平均速度表示中间时刻的瞬时速度3.902.641.38(2)在如图5所示坐标系中画出小车的vt图线，并根据图线求出a_.答案解析图512.6m/s2答案答案见解析图(3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度的物理意义：_.答案解析解解析析将图线延长后，与纵轴的交点的速度表示零时刻小车经过A点的速度大小.表示零时刻小车经过A点的速度大小总结提升总结提升1.处理纸带时，一定要分清计时点和计数
8、点，搞清计数点之间的时间间隔T.2.利用极限思想将平均值过渡到瞬时值是物理学中常用的方法.纸带上某点的瞬时速度等于以此点为中间时刻的前、后相邻两点间的平均速度.3.标度的选择要结合数据及其分布特点制定，以使图象在坐标系中合理分布，大小适中.达标检测1.(实实验验器器材材和和操操作作)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，所需器材有：打点计时器(带导线)、长木板、纸带、复写纸、小车、钩码、细线，此外还需要的器材有A.直流电源、天平及砝码B.直流电源、毫米刻度尺C.交流电源、天平及砝码D.交流电源、毫米刻度尺答案1234解析解解析析在实验中无需测小车质量，故不用天平和砝码；测量纸带数据需要使
9、用毫米刻度尺；打点计时器使用的是交流电源，故D正确.562.(实实验验器器材材和和操操作作)在“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A.小车在钩码的牵引下运动时只需打一条纸带，然后进行数据处理B.为使测量更为严谨，应把打下的第一个点作为第一个测量点C.为了便于测量，应舍掉开头一些过于密集的点，找一个适当的点当作计时起点D.两相邻计数点间的时间间隔必须是0.1s答案1234解析563.(实实验验器器材材和和操操作作)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学进行了以下实验操作步骤，试找出其中错误和遗漏的步骤(遗漏步骤已编上序号G).A.拉住小车，将小车移到靠近打点计时器
10、的一端后，放开小车，再接通电源B.将打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，并接好电路C.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面挂上适当的钩码D.取下纸带，再断开电源E.将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔F.从所打的纸带中选取理想的纸带进行测量分析123456错误和遗漏：(1)_；(2)_；(3)G._；正确的步骤顺序为_.答案123456A中应先接通电源，再放开小车D中应先断开电源，再取下纸带换上新纸带，重复操作两次BECADGF4.(实实验验数数据据的的处处理理)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法不正确的是A.纸带上可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点B.使用
11、刻度尺测量长度时，要进行估读C.作vt图象时，所描曲线必须经过每一个点D.在数据处理时，常用公式法和图象法解析解析实验中可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点，A对；使用刻度尺测量长度时，要进行估读，B对；作vt图象时，应使尽量多的点落在线上，离线较远的点舍弃，C错；处理数据时，常选择公式法和图象法，D对.123456答案解析5.(实实验验数数据据的的处处理理)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图6甲所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，电火花计时器接220V、50Hz交流电源.他经
12、过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度如下表：对应点BCDEF速度(m/s)0.141 0.185 0.220 0.254 0.301图6(1)设电火花计时器的打点周期为T，计算vF的公式为vF_；答案解析123456(2)根据(1)中得到的数据，以A点对应的时刻为t0，试在图乙所示坐标系中合理地选择标度，作出vt图象.123456答案答案见解析图答案解析(3)利用该图象求小车的加速度a_m/s2；(结果保留2位有效数字)1234560.40答案解析(4)如果当时电网中交变电流的电压变成210V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比_(选填“偏大”“偏小”或“不变”).123456不变答案解析解解析析电网电压变化，并不改变打点的周期，故测量值与实际值相比不变.6.(实实验验数数据据的的处处理理)如图7所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔T0.1s.图7123456(1)在图8所示的坐标系中作出小车的vt图线.图8答案答案见解析图答案解析(2)将图线延长与纵轴相交，交点的速度大小是_cm/s，此速度的物理意义是_.(3)小车的加速度为_.(保留3位有效数字)答案12345611.50表示A点的瞬时速度0.495m/s2
