《（浙江專用）2018-2019高中物理 第二章 勻變速直線運(yùn)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(guān)《（浙江專用）2018-2019高中物理 第二章 勻變速直線運(yùn)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（35頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)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(yùn)動的研究,內(nèi)容索引,,技能儲備 明確原理 提煉方法,題型演練 學(xué)以致用 實訓(xùn)演練,達(dá)標(biāo)檢測 檢測評價 達(dá)標(biāo)過關(guān),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(yùn)動情況：以速度v為 、時間t為 建立直角坐標(biāo)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圖象是一條傾斜的直線，說明小車的速度是 的. 二、實驗器材 打點計時器、 、紙帶、一端附有定滑輪的長木板、小車、細(xì)繩、鉤碼、 、坐標(biāo)

2、紙、復(fù)寫紙.,平均速度,縱軸,橫軸,傾斜程度,均勻變化,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沒有滑輪的一端，連接好電路.,圖1,2.把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下面掛上適當(dāng)?shù)你^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(yùn)動，打點計時器就在紙帶上打下一行小點，隨后立即關(guān)閉電源. 4.換上新紙帶，重復(fù)操作兩次.,靠近,接通電源,釋放小車,四、數(shù)據(jù)處理 1.采集數(shù)據(jù) 如圖2所

3、示，一般不是直接測量相鄰兩個計數(shù)點間的距離，而是先測量出各個計數(shù)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(shù)點的距離.x1x1，x2x2x1，x3x3x2，x4x4x3，x5x5x4.,圖2,2.求解速度 (1)各計數(shù)點對應(yīng)的瞬時速度用平均速度來代替，即 T為相鄰兩個計數(shù)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(shù)點(中間隔4個點)，則T0.1 s. (2)設(shè)計表格并記錄相關(guān)數(shù)據(jù),3.作出小車運(yùn)動的vt圖象 (1)定標(biāo)度：坐標(biāo)軸的標(biāo)度選取要合理，應(yīng)使圖象大致布滿坐標(biāo)紙. (2)描點：在坐標(biāo)紙上描出各個坐標(biāo)點的位置. (3)連線：用一條平滑

4、的曲線或直線“擬合”這些點. 4.分析數(shù)據(jù)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(yùn)動. 表示開始計時時小車的速度初速度. (2)求出小車的加速度 在vt圖象上任意取兩個間隔較遠(yuǎn)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(biāo)值，然后把它們的坐標(biāo)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(yīng)使小車 (填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)打點計時器. 2.先 ，等打點穩(wěn)定后，再 (填“接通電源”或“釋放小車”). 3.選取一條點跡清晰的紙帶，舍

5、掉開頭點跡密集部分，選取適當(dāng)?shù)挠嫈?shù)點(注意計數(shù)點與計時點的區(qū)別)，弄清楚所選的時間間隔T等于多少. 4.在坐標(biāo)紙上畫vt圖象時，注意坐標(biāo)軸單位長度的選取，應(yīng)使圖象大致布滿坐標(biāo)紙.,靠近,接通電源,釋放小車,題型演練,一、實驗器材和操作,例1某同學(xué)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,答案,解析,(1)圖中儀器A叫做________計時器，使用220 V_____電源(選填“交流”或“直流”)，釋放小車前，小車應(yīng)停在______(填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)儀器A的位置.,電火花,交流,靠近,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

6、車要靠近打點計時器；,(2)使用打點計時器來分析小車運(yùn)動情況的實驗中，有以下基本步驟： A.松開紙帶讓小車帶著紙帶運(yùn)動 B.穿好紙帶 C.把計時器固定好 D.接通電源，進(jìn)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小車運(yùn)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(jìn)行打點，之后松開紙帶讓小車帶著紙帶運(yùn)動，故正確的順序是CBDA.,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(yùn)動情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數(shù)點(A點為第一個點)，相鄰計數(shù)點間的時間間隔T0.1 s.,二、實驗數(shù)據(jù)

7、處理,答案,解析,圖4,(1)根據(jù)___________________________________________計算各點的瞬時速度，則vD______m/s，vC______m/s，vB______m/s.,某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度,3.90 2.64 1.38,解析若時間較短，則這段時間內(nèi)的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所示坐標(biāo)系中畫出小車的vt圖線，并根據(jù)圖線求出a________.,解析由上述數(shù)據(jù)畫出小車的vt圖象如圖所示，,圖5,12.6 m/s2,答案見解析圖,答案,解析,

8、(3)將圖線延長與縱軸相交，交點的速度的物理意義：_______________ ___________________.,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(jīng)過A點的速度大小.,答案,解析,表示零時刻小車,經(jīng)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(shù)點，搞清計數(shù)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(xué)中常用的方法.紙帶上某點的瞬時速度等于該點前、后相鄰兩點間的平均速度. 3.標(biāo)度的選擇要結(jié)合數(shù)據(jù)及其分布特點制定，以使圖象在坐標(biāo)系中合理分布，大小適中.,達(dá)標(biāo)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”實驗中，下列說法正確

9、的是 A.小車在鉤碼的牽引下運(yùn)動時只需打一條紙帶，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 B.為使測量更為嚴(yán)謹(jǐn)，應(yīng)把打下的第一個點作為第一個測量點 C.為了便于測量，應(yīng)舍掉開頭一些過于密集的點，找一個適當(dāng)?shù)狞c當(dāng)作 計時起點 D.兩相鄰計數(shù)點間的時間間隔必須是0.1 s,答案,解析,,1,2,3,4,5,6,7,解析小車在鉤碼的牽引下運(yùn)動時，需要采用多次測量，打出多條紙帶，進(jìn)行數(shù)據(jù)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(yīng)舍去，找一個適當(dāng)?shù)狞c當(dāng)作計時起點，故B錯誤，C正確； 選取計數(shù)點，可增加測量距離，減小測量過程所產(chǎn)生的誤差，兩相鄰計數(shù)點間的時間間隔不一定取0.1

10、s，故D錯誤.,1,2,3,4,5,6,7,2.(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(xué)進(jìn)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(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下面掛上適當(dāng)?shù)你^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(jìn)行測量分析,1,2,3,4,5,6,7,錯誤和遺漏： _________________________

11、____； _____________________________； G.__________________________； 正確的步驟順序為____________.,答案,1,2,3,4,5,6,7,A中應(yīng)先接通電源，再放開小車,D中應(yīng)先斷開電源，再取下紙帶,換上新紙帶，重復(fù)操作兩次,BECADGF,解析實驗中可以每隔任意相同數(shù)量的點選取一個計數(shù)點，A對； 使用刻度尺測量長度時，要進(jìn)行估讀，B對； 作vt圖象時，應(yīng)使盡量多的點落在線上，離線較遠(yuǎn)的點舍棄，C錯； 處理數(shù)據(jù)時，常選擇公式法和圖象法，D對.,3.(實驗數(shù)據(jù)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

12、是 A.紙帶上可以每隔任意相同數(shù)量的點選取一個計數(shù)點 B.使用刻度尺測量長度時，要進(jìn)行估讀 C.作vt圖象時，所描曲線必須經(jīng)過每一個點 D.在數(shù)據(jù)處理時，常用公式法和圖象法,,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,為了算出小車的加速度，最好的方法是 A.根據(jù)任意兩個計數(shù)點的速度，用公式a 算出加速度 B.依次算出連續(xù)兩個計數(shù)點間的加速度，算出平均值作為小車的加速度 C.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出vt圖象，量出其傾角，由公式atan 算出加速度 D.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出vt圖象，由圖象上任意兩點所對應(yīng)的速度，用公 式a 算出加速度,1,2,3,4,4.(實驗數(shù)據(jù)的處理)在“探究小車加速度隨時間變化的規(guī)

13、律”中，算出各計數(shù)點的瞬時速度如下表：,,答案,解析,5,6,7,1,2,3,4,5,6,7,解析根據(jù)任意兩個計數(shù)點的速度，用公式a 算出加速度，偶然誤差較大.依次算出連續(xù)兩個計數(shù)點間的加速度，算出平均值作為小車的加速度，實際上只用到了首尾兩個計數(shù)點的速度數(shù)據(jù)，中間各點的速度數(shù)據(jù)在計算中因相互抵消而丟失了，偶然誤差也較大.用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)是減小偶然誤差的最好方法，但不能量角度算正切值求加速度，因為縱軸與橫軸的標(biāo)度不統(tǒng)一.故正確答案為D.,解析刻度尺的讀數(shù)規(guī)則估讀到最小刻度的下一位.由毫米刻度尺的刻度可知d25.40 cm，d312.00 cm.最后一位“0”必須有.,5.(實驗數(shù)據(jù)的處理)

14、在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，用打點周期為0.02 s的計時器記錄小車運(yùn)動的紙帶如圖6所示，在紙帶上選擇0、1、2、3、4、5共6個計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點未畫出，紙帶旁并排放著帶有最小分度為毫米的刻度尺，零刻度線跟“0”計數(shù)點對齊.由圖可以讀出三個計數(shù)點1、3、5跟0點的距離d1、d2、d3.,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,圖6,(1)讀出距離：d11.20 cm，d2_____cm，d3______cm.,5.40,12.00,(2)計算小車通過計數(shù)點“2”的瞬時速度v2_____m/s；(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,0

15、.21,解析小車通過計數(shù)點“2”的瞬時速度可用“1”、“3”間的平均速度表示，打點周期為0.02 s，相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點未畫出，則計數(shù)點之間的時間間隔T0.1 s，v2 0.21 m/s.,(3)小車的加速度大小a______m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,0.60,6.(實驗數(shù)據(jù)處理)(2018浙江91高中聯(lián)盟聯(lián)考)某同學(xué)用如圖7甲所示器材探究小車速度隨時間變化的規(guī)律，實驗中得到如圖乙所示紙帶，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F共6個計數(shù)點，其中計數(shù)點F在圖乙中未顯示.,答案,1,2,3,4,5,6,7,圖7,(1)下列說法正確的是_

16、___. A.釋放小車前，小車應(yīng)置于靠近滑輪處 B.圖示電火花計時器所需電源為6 V交流電 C.需先接通計時器電源，再讓小車運(yùn)動 D.若遇停電，可改用蓄電池給計時器供電,C,(2)計數(shù)點B對應(yīng)的刻度尺讀數(shù)為_______________mm； (3)計數(shù)點B對應(yīng)小車速度大小為___________________m/s.(已知該實驗中所用交流電源的頻率為50 Hz),答案,1,2,3,4,5,6,7,(4)實驗測得計數(shù)點C、D、E對應(yīng)小車速度分別為vC0.350 m/s、vD0.398 m/s、vE0.443 m/s，以打A點開始計時，在圖8坐標(biāo)中作出小車的vt圖，并根據(jù)圖線求出小車運(yùn)動的加速

17、度a_______________m/s2.,圖8,33.0(32.533.2),0.303(0.3010.305),0.48(0.450.55),答案如圖所示,7.(實驗數(shù)據(jù)處理)某同學(xué)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(yùn)動情況，在紙帶上確定出0、1、2、3、4、5、6共7個測量點.其中相鄰點間的距離如圖9所示，每兩個相鄰的測量點之間的時間間隔為0.1 s，則：,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,圖9,(1)根據(jù)紙帶上各個測量點間的距離，某同學(xué)已將1、2、3、5點對應(yīng)的瞬時速度進(jìn)行計算并填入表中，請你將4點對應(yīng)的瞬時速度填入表中.(要求保留三位有效數(shù)字).,0.314,1,2,3,4,5,6,7,(2)以打0點時開始計時，在圖10所示直角坐標(biāo)系中畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關(guān)系圖線.,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,圖10,答案見解析圖,解析描點作圖,(3)由圖象求小車的加速度a.(保留三位有效數(shù)字),答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,答案0.495 m/s2,