《2018-2019學年高中物理 第二章 勻變速直線運動的研究 2.1 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(guān)《2018-2019學年高中物理 第二章 勻變速直線運動的研究 2.1 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（37頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、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,【實驗?zāi)康摹?1.鞏固打點計時器的使用、紙帶數(shù)據(jù)處理和測量瞬時速度的方法。 2.通過實驗探究,體驗如何從實驗中獲取數(shù)據(jù),學會利用圖象處理實驗數(shù)據(jù)的科學方法。 3.知道小車在重物牽引下運動速度隨時間變化的規(guī)律。,【實驗原理】 1.跟小車連在一起的紙帶記錄運動小車在不同時刻的位置。 2.當時間間隔很短時,紙帶上某點的瞬時速度可以用這一段時間內(nèi)的平均速度表示。 3.求出各點速度,用描點法畫出小車的v -t圖象,根據(jù)圖象的性質(zhì)判斷小車的速度隨時間變化的規(guī)律。,【實驗器材】 電磁打點計時器(或電火花計時器)、交流電源、導線、復寫

2、紙、紙帶、一端帶有滑輪的長木板、小車、細繩、鉤碼、刻度尺、坐標紙。,【實驗過程】 一、實驗步驟 1.如圖所示,把一端附有滑輪的長木板放在實驗桌上,并使滑輪伸出桌面,把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端,連接好電路。,2.將一條細繩拴在小車上,將細繩跨過滑輪,下邊掛上適當?shù)你^碼,使紙帶穿過打點計時器,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計時器處,先接通電源,后釋放小車,讓小車拖著紙帶運動,打點計時器就在紙帶上打下一系列小點,隨后立即關(guān)閉電源。 4.換上新的紙帶,重復實驗兩次。 5.增減所掛鉤碼,按以上步驟再做兩次實驗。,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,在后面便于測量的地方找一個開始點,作為計數(shù)起點(0),以后依次每五個點取一個計數(shù)點,并標明0、1、2、3、4…測量各計數(shù)點到0點的距離x,并填入表中。,(2)當時間間隔很短時,紙帶上某點的瞬時速度可以 用這一段時間內(nèi)的平均速度表示,即v1= , vn= (n=2、3…),求得各計數(shù)點1、2、3、4、 5的瞬時速度,填入表格中。,(3)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),分析小車速度隨時間變化的規(guī)律。,2.圖象法: (1)建坐標系:在坐標紙上建立直角坐標系,橫軸表示時間,縱軸表示速度。 (2)定標度:坐標軸的標度選取要合理,應(yīng)使圖象大致分布在坐標平面中央。 (3)描點

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

5、的是使紙帶受到的拉力適中,從而使紙帶運動的速度適中,紙帶上的點疏密適中,便于測量和分析。,2.在實驗中,測量每相鄰兩計數(shù)點間距離的正確方法是什么? 提示:測量每兩個相鄰計數(shù)點間的距離,應(yīng)該用帶著毫米刻度的長尺的零刻度對準起點,讀出各計數(shù)點對應(yīng)的刻度值,然后逐一相減,得到每兩個計數(shù)點間距離的數(shù)值。,3.若紙帶上相鄰的點間距過小,如何確定計數(shù)點從而減小測量誤差? 提示:可每隔四個點取一個計數(shù)點(或每五個點取一個計數(shù)點),則計數(shù)點間的時間間隔為0.10s。,4.v-t圖象中直線的斜率表示運動物體的加速度,我們能否采用測出直線傾斜角,然后求出其正切值的方法來計算運動物體的加速度?若不能,則應(yīng)如何計算?

6、 提示:不能采用求正切值的方法來計算運動物體的加速度,因為還涉及標度的問題,應(yīng)利用直線上相距較遠的兩個點的坐標來計算加速度。,類型1 實驗操作 【典例1】(2017揚州高一檢測)在探究小車速度隨時間變化規(guī)律的實驗中,按照實驗進行的先后順序,將下述步驟的代號填在橫線上________________。 A.把穿過打點計時器的紙帶固定在小車后面 B.把打點計時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.把長木板平放在實驗桌上,并使滑輪伸出桌面 E.使小車停在靠近打點計時器處,接通電源,放開小車,讓小車運動 F.把一條細繩拴在小車上,細繩跨過定滑輪,下邊吊著合適的鉤碼

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

8、G共7個計數(shù)點。其相鄰點間的距離如圖甲所示,每兩個相鄰的計數(shù)點之間還有4個打印點未畫出。,(1)試根據(jù)紙帶上各個計數(shù)點間的距離,計算出打下B、C、D、E、F五個點時小車的瞬時速度,并將各個速度值填入表中(要求保留3位有效數(shù)字)。,(2)將B、C、D、E、F各個時刻的瞬時速度標在直角坐標系中,并畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關(guān)系圖線。 (3)由所畫速度—時間圖象求出小車加速度為________m/s2。,【解析】(1)因為每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點,所以相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s。 利用勻變速直線運動的推論得: vB= =0.400m/s, vF= =0.721m/s

9、。,(2)將B、C、D、E、F各個時刻的瞬時速度標在直角坐標系中,并畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關(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,【補償訓練】 (2017宜興高一檢測)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中,如圖所示為記錄小車運動情況的一條紙帶,圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數(shù)點,相鄰計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s。,(1)計算D、C、B各點的瞬時速度,vD=__________m/s,vC=______m/s,vB=______m/s。 (2)在如圖所示坐標系中作出小車的v-t圖象,并根據(jù)圖象求出a=__________。,【解析】(1)若時間較小,平均速度可以代替某點的瞬時速度。 D點的瞬時速度 vD= cm/s=390 cm/s=3.9 m/s,C點的瞬時速度 vC= cm/s=264 cm/s=2.64 m/s B點的瞬時速度 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,