2019-2020学年新素养同步导学粤教版高中物理必修1（课件 讲义）第二章 探究匀变速直线运动的规律 (共15份打包)

实验：研究匀变速直线运动 [学习目标] 1.进一步练习使用打点计时器并会求瞬时速度.2.会利用v－t图象处理实验数据，并据此分析物体运动的性质.3.能根据实验数据利用v－t图象或逐差法求加速度． 一、实验原理 如图1所示，为打点计时器打出的一条纸带，利用纸带记录的数据，可以判断物体的运动性质，求出各点的瞬时速度，并求出物体的加速度． 图1 1．利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动 沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为s1、s2、s3、s4、…、sn，若Δs＝s2－s1＝s3－s2＝s4－s3＝…＝sn－sn－1，则说明物体在做匀变速直线运动，且Δs＝aT2. 2．求某点的瞬时速度 根据平均速度法求出各计数点的速度．vn＝，T为两计数点间的时间间隔． 3．求加速度 利用v－t图象或逐差法求加速度 二、实验器材 打点计时器、交流电源、纸带、一端附有滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、坐标纸． 三、实验步骤 1．如图2所示，把一端装有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端，连接好电路． 图2 2．把细绳一端拴在小车上，另一端跨过定滑轮，并挂上适当的钩码，调整装置，使小车能在长木板上平稳地加速滑行． 3．把纸带穿过打点计时器，并将其一端固定在小车的后面． 4．把小车停在靠近打点计时器处，先启动打点计时器，再放开小车(填“放开小车”或“启动打点计时器”)，让小车拖着纸带运动．于是，打点计时器就在纸带上打下一系列的点．换上新纸带，再重复实验两次． 四、数据处理 1．挑选纸带并测量 在三条纸带中选择一条点迹最清晰的．为了便于测量，舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点当作计时起点(0点)，每5个点(相隔0.1 s)取一个计数点进行测量，如图3所示．(相邻两点间还有4个点未画出) 图3 2．瞬时速度的计算和记录 (1)根据vn＝，计算某点瞬时速度，其中T＝0.1 s. (2)设计表格并记录相关数据 位置 1 2 3 4 5 6 7 时刻t/s 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 v/(m·s－1) 3.作出小车运动的v－t图象 (1)定标度：坐标轴的标度选取要合理，应使图象大致分布在坐标平面中央． (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．如图4所示． 图4 观察所得到的图线，分析小车的速度随时间变化的规律． 4．求出小车的加速度 方法有两种： (1)利用v－t图象的斜率：a＝. (2)利用逐差法 若纸带上有相邻的7个计数点，相邻的位移分别为s1、s2、…、s6，则a1＝，a2＝，a3＝. 小车的加速度 a＝＝ 其中T为相邻两个计数点间的时间间隔 这样使所给的数据得到了有效利用，达到了减小误差的目的． 五、注意事项 1．开始释放小车时，应使小车靠近(填“靠近”或“远离”)打点计时器． 2．先启动打点计时器，等打点稳定后，再释放小车(填“启动打点计时器”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，舍弃点迹密集部分，适当选取计数点(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．一般在纸带上每隔4个点取一个计数点，即打点计时器所接电源频率为50 Hz时，时间间隔为T＝5×0.02 s＝0.1 s. 5．在坐标纸上画v－t图象时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图象尽量分布在坐标平面中央． 6．利用描出的点作v－t图象时，不要将相邻的点依次相连成折线，而应作一条平滑的曲线或直线，使大多数点在直线(或曲线)上，不在线上的点均匀分布在直线(或曲线)两侧，个别离线较远的点应舍去． 一、实验操作 例1　在“测定匀变速直线运动的加速度”实验中，某同学进行了以下实验操作步骤，其中有错误和遗漏的步骤(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的一端后，放开小车，再启动打点计时器 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，下面吊着适当的钩码 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较为理想的纸带进行测量分析 错误和遗漏步骤的改进方法： ① ； ② ； ③G.