《（全國通用版）2018-2019高中物理 第二章 勻變速直線運動的研究 1 實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律課件 新人教版必修1.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（全國通用版）2018-2019高中物理 第二章 勻變速直線運動的研究 1 實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律課件 新人教版必修1.ppt（40頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、1實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律,第二章勻變速直線運動的研究,學習目標,1.進一步練習使用打點計時器. 2.會利用平均速度求瞬時速度. 3.會利用vt圖象處理實驗數據，并據此判斷物體的運動性質. 4.能根據實驗數據求加速度.,內容索引,,題型演練 學以致用 實訓演練,達標檢測 檢測評價 達標過關,技能儲備 明確原理 提煉方法,技能儲備,一、實驗原理 1.利用紙帶計算瞬時速度：以紙帶上某點為中間時刻取一小段位移，用這段位移的 表示這點的瞬時速度. 2.用vt圖象表示小車的運動情況：以速度v為 、時間t為 建立直角坐標系，用描點法畫出小車的vt圖象，圖線的 表示加速度的大小，如果vt圖

2、象是一條傾斜的直線，說明小車的速度是的.,平均速度,縱軸,橫軸,傾斜程度,均勻變化,二、實驗器材 打點計時器(帶導線)、 、紙帶、一端附有定滑輪的長木板、小車、細繩、鉤碼、 、復寫紙、坐標紙.,交流電源,刻度尺,三、實驗步驟 1.如圖1所示，把一端附有定滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，打點計時器固定在長木板 的一端，連接好電路.,圖1,沒有滑輪,2.把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪，下面掛上適當的鉤碼，把紙帶穿過打點計時器，并把紙帶的一端連在小車的后面. 3.把小車停在 打點計時器的位置，先 ，后 (填“接通電源”或“釋放小車”)，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器

3、就在紙帶上打下一行小點，隨后立即關閉電源. 4.換上新紙帶，重復操作兩次.,靠近,接通電源,釋放小車,四、數據處理 1.采集數據 如圖2所示，一般不是直接測量相鄰兩個計數點間的距離，而是先測量出各個計數點到計時零點的距離x1、x2、x3、x4、x5，再計算出相鄰的兩個計數點間的距離.x1x1，x2x2x1，x3x3x2，x4x4x3，x5x5x4.,圖2,2.求各計數點的瞬時速度,T為相鄰兩個計數點間的時間間隔，若交流電源頻率為50 Hz，每5個點取一個計數點(中間隔4個點)，則T0.1 s.,(2)設計表格并記錄相關數據,3.作出小車運動的vt圖象 (1)定標度：坐標軸的標度選取要合理，應使

4、圖象大致布滿坐標紙. (2)描點：在坐標紙上描出各個坐標點的位置. (3)連線：用一條平滑的曲線或直線“擬合”這些點.,4.分析數據并求出加速度 (1)如果畫出的vt圖象是一條傾斜的直線，說明小車做速度均勻變化的直線運動. 表示開始計時時小車的速度. (2)求出小車的加速度 在vt圖象上任意取兩個間隔較遠的點(這兩個點不一定是我們表格中已 測得的點)，找出它們的坐標值，然后把它們的坐標值代入公式a 中 求出加速度，即用圖線的 求加速度.,圖象和縱軸的交點,斜率,五、注意事項 1.開始釋放小車時，應使小車 (填“靠近”或“遠離”)打點計時器. 2.先 ，等打點穩(wěn)定后，再 (填

5、“接通電源”或“釋放小車”). 3.打點完畢，立即關閉電源. 4.選取一條點跡清晰的紙帶，舍掉開頭點跡密集部分，選取適當的計數點(注意計數點與計時點的區(qū)別)，弄清楚所選的時間間隔T等于多少. 5.不要分段測量各段距離，應盡可能地一次測量完畢(可統(tǒng)一量出各計數點到計數起點0之間的距離). 6.在坐標紙上畫vt圖象時，注意坐標軸單位長度的選取，應使圖象大致布滿坐標紙.,靠近,釋放小車,接通電源,題型演練,一、實驗器材和操作,例1某同學按圖3所示裝置做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗.,圖3,(1)圖中儀器A叫做_______計時器，使用220 V_____電源(選填“交流”或“直流”)，釋放

6、小車前，小車應停在_____(填“靠近”或“遠離”)儀器A的位置.,電火花,交流,靠近,答案,解析,解析題圖中儀器A叫做電火花計時器，使用220 V交流電源，實驗過程中，放開小車前，小車要靠近打點計時器；,(2)使用打點計時器來分析物體運動情況的實驗中，有以下基本步驟： A.松開紙帶讓物體帶著紙帶運動 B.穿好紙帶 C.把計時器固定好 D.接通電源，進行打點 以上步驟的正確順序是________.,答案,解析,CBDA,解析使用打點計時器來分析物體運動情況的實驗中，基本步驟為：先把計時器固定好，穿好紙帶，再接通電源，進行打點，之后松開紙帶讓物體帶著紙帶運動，故正確的順序是CBDA.,二、實驗數

7、據處理,例2在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，如圖4所示為一次記錄小車運動情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數點(A點為第一個點)，相鄰計數點間的時間間隔T0.1 s.,圖4,(1)根據_______________________________________________計算各點的瞬時速度，則vD_____m/s，vC_____m/s，vB____m/s.,答案,解析,利用某段時間內的平均速度表示中間時刻的瞬時速度,3.90,2.64,1.38,解析若時間較短，平均速度可以代替中間時刻的瞬時速度. D點的瞬時速度,C點的瞬時速度,B點的瞬時速度,(2)在如圖5所示坐

8、標系中畫出小車的vt圖線，并根據圖線求出a_________.,答案,解析,圖5,12.6 m/s2,答案見解析圖,解析由(1)中數據畫出小車的vt圖象如圖所示，,(3)將圖線延長與縱軸相交，交點的速度的物理意義：________________ _________________.,答案,解析,解析將圖線延長后，與縱軸的交點的速度表示零時刻小車經過A點的速度大小.,表示零時刻小車經,過A點的速度大小,1.處理紙帶時，一定要分清計時點和計數點，搞清計數點之間的時間間隔T. 2.利用極限思想將平均值過渡到瞬時值是物理學中常用的方法.紙帶上某點的瞬時速度等于以此點為中間時刻的前、后相鄰兩點間的平均

9、速度. 3.標度的選擇要結合數據及其分布特點制定，以使圖象在坐標系中合理分布，大小適中.,達標檢測,1.(實驗器材和操作)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，所需器材有：打點計時器(帶導線)、長木板、紙帶、復寫紙、小車、鉤碼、細線，此外還需要的器材有 A.直流電源、天平及砝碼 B.直流電源、毫米刻度尺 C.交流電源、天平及砝碼 D.交流電源、毫米刻度尺,答案,1,2,3,4,解析,解析在實驗中無需測小車質量，故不用天平和砝碼；測量紙帶數據需要使用毫米刻度尺；打點計時器使用的是交流電源，故D正確.,,5,6,2.(實驗器材和操作)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，下列說法正確的是

10、 A.小車在鉤碼的牽引下運動時只需打一條紙帶，然后進行數據處理 B.為使測量更為嚴謹，應把打下的第一個點作為第一個測量點 C.為了便于測量，應舍掉開頭一些過于密集的點，找一個適當的點當作計 時起點 D.兩相鄰計數點間的時間間隔必須是0.1 s,,答案,1,2,3,4,解析,5,6,解析小車在鉤碼的牽引下運動時，需要采用多次測量，打出多條紙帶，進行數據處理，有利于減小誤差，故A錯誤； 紙帶上開始時打的點比較密集，點距過小，測量誤差較大，故應舍去，找一個適當的點當作計時起點，故B錯誤，C正確； 選取計數點，可增加測量距離，減小測量過程所產生的誤差，兩相鄰計數點間的時間間隔不一定取0.1 s，故D錯

11、誤.,1,2,3,4,5,6,3.(實驗器材和操作)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，某同學進行了以下實驗操作步驟，試找出其中錯誤和遺漏的步驟(遺漏步驟已編上序號G). A.拉住小車，將小車移到靠近打點計時器的一端后，放開小車，再接通電源 B.將打點計時器固定在長木板無滑輪的一端，并接好電路 C.把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下面掛上適當的鉤碼 D.取下紙帶，再斷開電源 E.將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔 F.從所打的紙帶中選取理想的紙帶進行測量分析,1,2,3,4,5,6,錯誤和遺漏： (1)_____________________________； (2

12、)_____________________________； (3)G.___________________________； 正確的步驟順序為__________.,答案,1,2,3,4,5,6,A中應先接通電源，再放開小車,D中應先斷開電源，再取下紙帶,換上新紙帶，重復操作兩次,BECADGF,4.(實驗數據的處理)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，下列說法不正確的是 A.紙帶上可以每隔任意相同數量的點選取一個計數點 B.使用刻度尺測量長度時，要進行估讀 C.作vt圖象時，所描曲線必須經過每一個點 D.在數據處理時，常用公式法和圖象法,解析實驗中可以每隔任意相同數量的點選取一個

13、計數點，A對； 使用刻度尺測量長度時，要進行估讀，B對； 作vt圖象時，應使盡量多的點落在線上，離線較遠的點舍棄，C錯； 處理數據時，常選擇公式法和圖象法，D對.,1,2,3,4,5,6,,答案,解析,5.(實驗數據的處理)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，某同學得到一條用電火花計時器打下的紙帶如圖6甲所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7個計數點，每相鄰兩個計數點間還有4個點圖中沒有畫出，電火花計時器接220 V、50 Hz交流電源.他經過測量并計算得到電火花計時器在打B、C、D、E、F各點時小車的瞬時速度如下表：,圖6,(1)設電火花計時器的打點周期為T，計算vF的公式

14、為 vF______；,答案,解析,1,2,3,4,5,6,解析若時間較短，平均速度可代替中間時刻的瞬時速度，電火花計時器的打點周期為T，,1,2,3,4,5,6,(2)根據(1)中得到的數據，以A點對應的時刻為t0，試在圖乙所示坐標系中合理地選擇標度，作出vt圖象.,1,2,3,4,5,6,答案見解析圖,答案,解析,解析根據圖中數據，利用描點法作出圖象如圖：,1,2,3,4,5,6,(3)利用該圖象求小車的加速度a_____m/s2；(結果保留2位有效數字),1,2,3,4,5,6,0.40,答案,解析,(4)如果當時電網中交變電流的電壓變成210 V，而做實驗的同學并不知道，那么加速度的測

15、量值與實際值相比_____(選填“偏大”“偏小”或“不變”).,1,2,3,4,5,6,不變,答案,解析,解析電網電壓變化，并不改變打點的周期，故測量值與實際值相比不變.,6.(實驗數據的處理)如圖7所示為一次記錄小車運動情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E、F、G為相鄰的計數點，相鄰計數點的時間間隔T0.1 s.,圖7,1,2,3,4,5,6,(1)在圖8所示的坐標系中作出小車的vt圖線.,圖8,答案見解析圖,答案,解析,解析根據圖中數據計算出各點的速度，然后描點連線作出圖象，如圖所示.,1,2,3,4,5,6,從圖象上可以看出，將圖線延長與縱軸相交，交點的速度大小是11.50 cm/s，此速度的物理意義是表示A點的瞬時速度，在vt圖象中的斜率大小表示加速度的大小，求得加速度a0.495 m/s2.,(2)將圖線延長與縱軸相交，交點的速度大小是_____cm/s，此速度的物理意義是__________________. (3)小車的加速度為_________.(保留3位有效數字),答案,1,2,3,4,5,6,11.50,表示A點的瞬時速度,0.495 m/s2,