2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件

第二章 匀变速直线运动的规律 2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 如何测出E点的瞬时速度？ D F 在两边取最靠近E的两点D、F，使E点成为DF过程的中间时刻，DF间平均速度即E点的瞬时速度。 利用打点计时器测瞬时速度 D F 每隔四个点取一个计数点，可以使计算简单 A B 请同学们思索一下：怎样利用下面的实验装置，探究小车速度随时间的变化规律． 描述一下实验过程。 一、实验设计 ⑴ 木板放在桌面上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定没有滑轮的一端，连接好电路:⑵将纸带固定在小车的后面，穿过打点计时器的限位孔并压在复写纸的下面； ⑶将细绳一端拴在小车上，跨过定滑轮另一端吊着合适的挂钩码。 ⑷先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后立即关闭电源。 (5)换上新纸带，重复操作三次。 二、实验步骤 1．固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。 2．滑轮不能过高，细绳应与木板平行. 3．小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击长木板末端前应让小车停止运动,防止小车从板上掉下来。 4．先接通电源，后让纸带运动。 5．打点结束后立即关闭电源。 三、实验注意事项 四、数据处理 1、从三张纸带中选择一条点迹清晰的纸带进行分析。 2、舍去开头过于密集的点，选一个合适的点作为计时起点（0点）。 3、若纸带上点与点之间的距离较小，可取多个时间间隔为一个计数时间间隔，一般每隔5个间隔取一个计数点（此时相邻两个计数点之间的时间间隔T=0.1s） 4、一般取5-8个计数点为宜，依次标号1,2,3… 5、测量各计数点到0点的距离，分别计算出相邻两计数点间的距离x1、x2、x3、…，记入表中。 0 1 2 3 x1 x2 x3 4 6、利用一段时间内中间某点的瞬时速度近似等于这段时间的平均速度求得各计数点的瞬时速度，即 ，如 图中计数点4的速度 。将所求得的各计数点的瞬时速度填入表中。 位置 0 1 2 3 4 5 t / s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 v/m·s-1 0.30 0.45 0.60 0.74 0.89 1.03 t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.2 1.0 0.8 0.6 0.4 v/(m·s-1) 从点的分布看：这些点应该在一条直线上。 画出一条直线，让尽可能多的点处在这条直线上，其余均匀分布，去掉偏差太大的点。 7、作v-t图象 建系：根据所得的数据，选择合适的标度建立v-t坐标系，使图像尽可能分布在坐标系平面的大部分面积。 描点：根据所得数据确定点的位置，观察思考点的分布规律。 拟合： t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.2 1.0 0.8 0.6 0.4 v/(m·s-1) △v △t A B 结论：小车 v-t 图线是一条斜直线 五、实验结论 1、用电磁打点计时器、平板(光滑)、小车等器材探究小车速度随时间变化的规律，下图所示是某同学即将释放小车之前的实验装置图。该装置图中有3处明显错误，它们分别是： (1)__________________________________________________ (2)__________________________________________________ (3)__________________________________________________ 细线应与木板平面平行 小车应从靠近打点计时器处开始释放 电源应选择交流电源 2、在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，算出小车经过各计数点的速度如下表所示，为了算出加速度，合理的方法是（ ） A．根据任意两计数点的加速度公式算出加速度 B．根据实验数据，画出v-t图象，量出其倾角α，由公式a=tanα算出加速度 C．根据实验数据，画出v-t图象，由图线上相隔较远的任意两点所对应的速度，用公式算出加速度 D．依次算出通过连续两计数点间的加速度，其平均值作为小车的加速度 　C 计数点序号 1 2 3 4 5 6 计数点对应时刻/s 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 通过计数点的速度/(cm/s) 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0             4、在“探究小车速度随时间