2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律-【高考领航】2021-2022学年新教材高中物理必修第一册同步核心辅导与测评课件（人教版）

实验要点梳理 实验热点剖析 课堂巩固训练 实验要点梳理 实验热点剖析 课堂巩固训练 1．实验：探究小车速度随时间变化的规律 实验要点梳理 实验热点剖析 课堂巩固训练 实验要点梳理 实验热点剖析 课堂巩固训练 实验 要点梳理 一、实验目的 1．巩固打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。 2．通过实验探究，体验如何从实验中获取数据，学会利用图像处理实验数据的科学方法。 3．知道小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律。 实验要点梳理 实验热点剖析 课堂巩固训练 二、实验原理 1．利用纸带计算瞬时速度：以纸带上某点为中间时刻取一小段位移，用这段位移的平均速度表示这点的瞬时速度。 2．用v-t图像表示小车的运动情况：以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，用描点法画出小车的v-t图像，图线的倾斜程度表示加速度的大小，如果v-t图像是一条倾斜的直线，说明小车的速度是均匀变化的。 实验要点梳理 实验热点剖析 课堂巩固训练 三、实验器材 打点计时器、学生电源、复写纸、纸带、导线、一端带有滑轮的长木板、小车、细绳、槽码、刻度尺、坐标纸。 四、实验步骤 1．如图所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。 实验要点梳理 实验热点剖析 课堂巩固训练 2．把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的槽码，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行，然后把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定在小车后面。 3．把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列小点。 4．换上新纸带，重复实验两次。 5．增减所挂槽码，按以上步骤再做两次实验。 实验要点梳理 实验热点剖析 课堂巩固训练 五、数据处理 1．纸带的选取与测量 (1)在三条纸带中选择一条点迹最清晰的纸带。 (2)为了便于测量，一般舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作计时起点(0点)。 (3)每5个点(相隔0.1 s)取1个计数点进行测量(如图所示，相邻两点中间还有4个点未画出)。 (4)采集数据的方法：不要直接去测量两个计数点间的距离，而是要量出各个计数点到计时零点的距离：d1、d2、d3…然后再算出相邻的两个计数点的距离：x1＝d1；x2＝d2－d1；x3＝d3－d2；x4＝d4－d3… 实验要点梳理 实验热点剖析 课堂巩固训练 2．瞬时速度的计算 (1)瞬时速度的求解方法：时间间隔很短时，可用某段时间的平均速度表示这段时间内中间时刻的瞬时速度，即vn＝eq \f(xn＋xn＋1,2T)。例如，图中计数点4的瞬时速度v4＝eq \f(x4＋x5,2T)。 (2)设计表格并记录相关数据 位置编号 0 1 2 3 4 5 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 x/m (dn－dn－1)/m v/(m·s－1) 实验要点梳理 实验热点剖析 课堂巩固训练 3.画出小车的v-t图像 (1)定标度：坐标轴的标度选取要合理，应使图像大致分布在坐标平面中央。 (2)描点：描点时要用平行于两坐标轴的虚线标明该点的位置坐标。(所描的点一般用“·”标明) (3)连线：用一条曲线或直线“拟合”这些点。 仔细观察所描各点的分布情况。用一条直线“拟合”这些点，即让所画的直线连接尽可能多的点，不能连接的点应均匀分布在直线两侧，舍弃离直线较远的点。 4．分析实验结果，得出实验结论 如果画出的v-t图像是一条倾斜的直线，说明小车做速度均匀变化的直线运动。图像和纵坐标轴的交点表示开始计时时小车的速度——初速度。 实验要点梳理 实验热点剖析 课堂巩固训练 六、误差分析 1．木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀。 2．根据纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬时速度有误差。 3．作v-t图像时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差。 七、注意事项 1．安装打点计时器时，应尽量使纸带、小车、细线和定滑轮的上边缘在一条直线上。 2．牵引小车的槽码质量要适宜，如果质量过大，纸带上打出的计时点太少；如果质量过小，打出的点过于密集，不便于测量距离。 3．实验前应让小车停在靠近打点计时器的位置，这样可以最大限度地利用纸带的有限长度。 实验要点梳理 实验热点剖析 课堂巩固训练 4．实验时应先启动打点计时器，待其工作稳定后再释放小车，要避免小车和滑轮相碰，当小车到达滑轮前要及时用手按住小车，打完一条纸带要立即关闭电源，以避免打点计时器线圈过热而损坏。 5．选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点密集部分，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等于多少秒。 6．