2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律（课件）-【点石成金系列】2021-2022学年高中物理课件（2019人教版必修第一册）

2.1 实验：探究小车速度随 时间变化的规律 1：打点计时器可以测量什么物理量? 2：通过打点计时器可以间接测量什么物理量？ 两点间的平均速度 某点的瞬时速度 加速度 时间 知识回顾 根据纸带上给出的数据，求2、4两点的速度和纸带运动的加速度。 温故而知新 在生活中，人们跳远助跑、水中嬉戏、驾车行驶、短道速滑 在自然界里，物体下落、鸽子飞翔、猎豹捕食、蜗牛爬行、蚂蚁搬家…… 这些运动中都有速度的变化． 物体的速度变化存在规律吗？ 本节课通过实验探究物体速度随时间变化的规律 问题：利用打点计时器探究小车在砝码带动下的速度变化的规律，需要哪些实验器材，如何设计实验？ 一、实验原理 实验装置示意图 二、实验仪器 打点计时器；纸带；复写纸；低压交流电源；小车；细绳；一端附有滑轮的长木板；刻度尺；钩码；导线 学生电源 打点计时器 木板 纸带、复写纸 钩码 小车 刻度尺 其他：导线、细绳 三、实验步骤 (1) 把一端附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上远离滑轮的一端,连接好电路. (2)把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，释放手后，小车能在长木板上平稳的加速滑行一段距离，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车后面. 搭建实验仪器 (3)把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打出一 系列的点，立即关闭电源，取下纸带。 (4)换上新纸带，增减所 挂钩码，或在小车上放置重物，再做两次实验. 进行实验 四、注意事项 (1)固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央纵轴位 置，使纸带、小车、拉线和定滑轮共线。 (2)注意调整滑轮的高度，使拉线与木板平行，以减小拉力的变化. (4)先接通电源，后让纸带运动，打点结束后立即关闭电源. (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. 问题1.怎样选择纸带和和选取纸带上的点？ 选取纸带：选择所打纸带中最清晰的一条，开头过于密集的点舍掉 选取纸带上的点：若纸带上点与点之间的距离较小，可取多个间隔（一般取5个间隔）为一个计数间隔时间（间隔不再是0.02s）（但要看具体情况灵活选定）；给选取的点加标记。 五、数据处理 问题2.如何测量数据？ 根据前面所选的计数点直接测量各个计数点到起点的距离。 问题3.如何对数据做进一步处理？（表格法、图像法） （1）数据处理——表格法 位置编号 0 1 2 3 4 5 时间t/s x/m v/(m·s－1) 如何直观得到小车速度随时间的变化规？ 增减钩码数目 改变小车速度 再做两次试验 （2）数据处理——图像法 描点连线作图 0　0.1　0.2　0.3　0.4　0.5 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 △t △v t/s v/(m.s-1) 匀变速直线运动 不在直线上如何描点？ 运动规律？ 速度如何变化？ 加速度如何？ 如果有些点难以落在曲线上，应使它们大致均匀地分布在曲线两侧，个别严重偏离的舍去。 实验结论：小车运动的 v－t图象是一条倾斜向上的直线，说明速度随时间均匀增加，它们成“线性关系”． 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 题后小结：求小车加速度的方法 方法1.取任意两组数据求出Δv和Δt，然后代入Δv／Δt求解。 方法2.在v—t图象上取一段时间Δt（尽量取大一些），找出两个时刻对应的纵坐标值求出Δv，代入Δv／Δt求解。 哪一种方法更好？ （画图时让不在直线上的点尽可能均匀地分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小误差的一种手段，也就是说应该用图象上的点，而不是用实验所得到的数据） 六、实验结论: 1、小车的速度随时间的增加而均匀增加。 2、小车速度随时间逐渐增大；相同时间里，速度增量相同。 (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图象时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差 七、误差分析 ★注意事项 1、如果交流电频率为50HZ，则以下两相邻计数点间的时间T=0.1S （1）每5个计时点取一个计数点（计时起点不能算在内） （3）两相邻计数点间有4个计时点没画出来 （2）间隔4个计时点取一个计数点 两相邻计数点间的时间T=0.08S、0.06S类似 2、如果要求某个点的瞬时速度，就首先把它变为中间时刻（或某个端点），根据如下公式求平均速度，即为该点的瞬时速度。 练一练 在“探究小车速度随时间变化规律“的实验中，下列说法正确的是( ) A. 电火花计时器正常工作时，其打点的周期取决于交流电压的高低 B. 电火花计时器应接在