《2018-2019學(xué)年高中物理 第二章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 2.1 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律課件 新人教版必修1.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第二章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 2.1 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律課件 新人教版必修1.ppt（37頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第二章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 1 實(shí)驗(yàn): 探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律,【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1.鞏固打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用、紙帶數(shù)據(jù)處理和測(cè)量瞬時(shí)速度的方法。 2.通過實(shí)驗(yàn)探究,體驗(yàn)如何從實(shí)驗(yàn)中獲取數(shù)據(jù),學(xué)會(huì)利用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的科學(xué)方法。 3.知道小車在重物牽引下運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。,【實(shí)驗(yàn)原理】 1.跟小車連在一起的紙帶記錄運(yùn)動(dòng)小車在不同時(shí)刻的位置。 2.當(dāng)時(shí)間間隔很短時(shí),紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度可以用這一段時(shí)間內(nèi)的平均速度表示。 3.求出各點(diǎn)速度,用描點(diǎn)法畫出小車的v -t圖象,根據(jù)圖象的性質(zhì)判斷小車的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。,【實(shí)驗(yàn)器材】 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(或電火花計(jì)時(shí)器)、交流電源、導(dǎo)線、復(fù)寫

2、紙、紙帶、一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板、小車、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、坐標(biāo)紙。,【實(shí)驗(yàn)過程】 一、實(shí)驗(yàn)步驟 1.如圖所示,把一端附有滑輪的長(zhǎng)木板放在實(shí)驗(yàn)桌上,并使滑輪伸出桌面,把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒有滑輪的一端,連接好電路。,2.將一條細(xì)繩拴在小車上,將細(xì)繩跨過滑輪,下邊掛上適當(dāng)?shù)你^碼,使紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,并把紙帶的一端固定在小車的后面。 3.把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,先接通電源,后釋放小車,讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列小點(diǎn),隨后立即關(guān)閉電源。 4.換上新的紙帶,重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次。 5.增減所掛鉤碼,按以上步驟再做兩次實(shí)驗(yàn)。,二、數(shù)據(jù)處理 1.表格法: (1)從幾條紙帶中選擇一

3、條比較理想的紙帶,舍掉開始一些比較密集的點(diǎn),在后面便于測(cè)量的地方找一個(gè)開始點(diǎn),作為計(jì)數(shù)起點(diǎn)(0),以后依次每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),并標(biāo)明0、1、2、3、4…測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離x,并填入表中。,(2)當(dāng)時(shí)間間隔很短時(shí),紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度可以 用這一段時(shí)間內(nèi)的平均速度表示,即v1= , vn= (n=2、3…),求得各計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、 5的瞬時(shí)速度,填入表格中。,(3)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),分析小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。,2.圖象法: (1)建坐標(biāo)系:在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系,橫軸表示時(shí)間,縱軸表示速度。 (2)定標(biāo)度:坐標(biāo)軸的標(biāo)度選取要合理,應(yīng)使圖象大致分布在坐標(biāo)平面中央。 (3)描點(diǎn)

4、:根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)。,(4)連線:觀察各點(diǎn)的分布情況,用一條直線“擬合”這些點(diǎn),注意要使盡可能多的點(diǎn)在直線上,不能連接在直線上的點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線兩側(cè),離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)要舍棄。,(5)根據(jù)所得到的直線,分析小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。,【實(shí)驗(yàn)探究】 1.參看實(shí)驗(yàn)步驟2中“……將細(xì)繩跨過滑輪,下邊掛上適當(dāng)?shù)你^碼……”其中,你對(duì)“適當(dāng)?shù)你^碼”如何理解?,提示:鉤碼的個(gè)數(shù)決定小車所受的牽引力,小車在不同牽引力作用下的運(yùn)動(dòng)不同,若鉤碼個(gè)數(shù)過多,小車運(yùn)動(dòng)太快,則在紙帶上打的點(diǎn)過少,若鉤碼個(gè)數(shù)過少,小車運(yùn)動(dòng)太慢,則在紙帶上打的點(diǎn)過密,這兩種情況都不利于進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量分析。所以掛適當(dāng)?shù)你^碼的目

5、的是使紙帶受到的拉力適中,從而使紙帶運(yùn)動(dòng)的速度適中,紙帶上的點(diǎn)疏密適中,便于測(cè)量和分析。,2.在實(shí)驗(yàn)中,測(cè)量每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離的正確方法是什么? 提示:測(cè)量每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離,應(yīng)該用帶著毫米刻度的長(zhǎng)尺的零刻度對(duì)準(zhǔn)起點(diǎn),讀出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的刻度值,然后逐一相減,得到每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離的數(shù)值。,3.若紙帶上相鄰的點(diǎn)間距過小,如何確定計(jì)數(shù)點(diǎn)從而減小測(cè)量誤差? 提示:可每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)(或每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)),則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.10s。,4.v-t圖象中直線的斜率表示運(yùn)動(dòng)物體的加速度,我們能否采用測(cè)出直線傾斜角,然后求出其正切值的方法來計(jì)算運(yùn)動(dòng)物體的加速度?若不能,則應(yīng)如何計(jì)算?

6、 提示:不能采用求正切值的方法來計(jì)算運(yùn)動(dòng)物體的加速度,因?yàn)檫€涉及標(biāo)度的問題,應(yīng)利用直線上相距較遠(yuǎn)的兩個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)來計(jì)算加速度。,類型1 實(shí)驗(yàn)操作 【典例1】(2017揚(yáng)州高一檢測(cè))在探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,按照實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的先后順序,將下述步驟的代號(hào)填在橫線上________________。 A.把穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶固定在小車后面 B.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板沒有滑輪的一端,并連好電路,C.換上新的紙帶,再重做兩次 D.把長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上,并使滑輪伸出桌面 E.使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,接通電源,放開小車,讓小車運(yùn)動(dòng) F.把一條細(xì)繩拴在小車上,細(xì)繩跨過定滑輪,下邊吊著合適的鉤碼

7、G.斷開電源,取出紙帶,【解析】正確的實(shí)驗(yàn)步驟:把長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上,并使滑輪伸出桌面;把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板沒有滑輪的一端,并連好電路;把一條細(xì)繩拴在小車上,細(xì)繩跨過定滑輪,另一端吊合適的鉤碼;把穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶固定在小車后面,使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,,先接通電源,再放開小車,讓小車運(yùn)動(dòng);打完一條紙帶,斷開電源,取下紙帶,換上新紙帶,再重做兩次,即順序?yàn)?DBFAEGC。 答案:DBFAEGC,類型2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 【典例2】(2017株洲高一檢測(cè))某同學(xué)在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車拖動(dòng)的紙帶的運(yùn)動(dòng)情況,在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、

8、G共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。其相鄰點(diǎn)間的距離如圖甲所示,每?jī)蓚€(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)打印點(diǎn)未畫出。,(1)試根據(jù)紙帶上各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離,計(jì)算出打下B、C、D、E、F五個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度,并將各個(gè)速度值填入表中(要求保留3位有效數(shù)字)。,(2)將B、C、D、E、F各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度標(biāo)在直角坐標(biāo)系中,并畫出小車的瞬時(shí)速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線。 (3)由所畫速度—時(shí)間圖象求出小車加速度為________m/s2。,【解析】(1)因?yàn)槊肯噜弮捎?jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn),所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s。 利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得: vB= =0.400m/s, vF= =0.721m/s

9、。,(2)將B、C、D、E、F各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度標(biāo)在直角坐標(biāo)系中,并畫出小車的瞬時(shí)速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線。,(3)根據(jù)v-t圖象求出圖形的斜率k,所以小車加速度 a=k= m/s2=0.80m/s2。 答案:(1)0.400 0.721 (2)見解析圖 (3)0.8,【補(bǔ)償訓(xùn)練】 (2017宜興高一檢測(cè))在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中,如圖所示為記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的一條紙帶,圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s。,(1)計(jì)算D、C、B各點(diǎn)的瞬時(shí)速度,vD=__________m/s,vC=______m/s,vB=______m/s。 (2)在如圖所示坐標(biāo)系中作出小車的v-t圖象,并根據(jù)圖象求出a=__________。,【解析】(1)若時(shí)間較小,平均速度可以代替某點(diǎn)的瞬時(shí)速度。 D點(diǎn)的瞬時(shí)速度 vD= cm/s=390 cm/s=3.9 m/s,C點(diǎn)的瞬時(shí)速度 vC= cm/s=264 cm/s=2.64 m/s B點(diǎn)的瞬時(shí)速度 vB= cm/s=138 cm/s=1.38 m/s,(2)由(1)中數(shù)據(jù)作出小車的v -t圖象如圖所示,由圖線的斜率可求得它的平均加速度 a= m/s2=12.6 m/s2,答案:(1)3.9 2.64 1.38 (2)圖見解析 12.6m/s2,