第二章 第一节 实验：探究小车速度随时间变化的规律（课件）-2021-2022学年新教材高中物理必修第一册【导与练】高中同步全程学习（人教版）浙江专用

第二章　匀变速直线运动的研究 1　实验:探究小车速度随时间变化的规律 物理 实验解读 科学探究 典例研析 物理 实验解读 物理 科学探究 一、数据处理 1.对纸带进行测量及计算 (1)从纸带中选取便于测量的点作为计数始点,以后依次每5个(或少于5个)点取一个计数点,并标明0,1,2,3,4,5,…,测量各计数点到0点的距离x1,x2, x3,x4,x5,…。 (2)分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距离Δx1=x1,Δx2=x2-x1, Δx3=x3-x2,Δx4=x4-x3,Δx5=x5-x4,如图所示。 物理 (4)同理,计算增减槽码后两次实验的速度,分别填入表中标有“v2”和“v3”的两行内。 位置编号 0 1 2 3 4 5 … 时间t/s v1/(m·s-1) v2/(m· s-1) v3/(m·s-1) 物理 2.作出小车运动的v-t图像 (1)定标度:坐标轴的标度选取要合理,应使图像大致布满坐标纸。 (2)描点:在坐标纸上描出“v1”一行中各个坐标点的位置。 (3)连线:用一条平滑的曲线或直线“拟合”这些点,让这条线通过尽可能多的点,不在线上的点大致均匀分布在曲线的两侧。作出v1-t图像。 (4)同理,作出v2-t图像、v3-t图像。 3.数据分析 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,图像和纵轴的交点表示开始计时时小车的速度——初速度。 物理 二、误差分析 产生原因 减小方法 偶然 误差 根据纸带测量的位移有误差 测量各计数点到起始点的距离,而不是直接测量相邻计数点间的距离 系统 误差 长木板的粗糙程度不完全相同 尽量选用粗糙程度均匀的长木板 物理 三、注意事项 1.牵引小车的槽码个数要适当,以免加速度过大而使纸带上的点太少,或者加速度太小,而使各段位移差别不大,使误差增大。 2.开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器。 3.先接通电源,等打点稳定后,再释放小车。 4.打点完毕,立即关闭电源。当小车到达滑轮前及时用手按住,避免小车跟滑轮相碰。 5.为了便于测量,舍掉纸带开头点迹密集部分,选取适当的计数点(注意计数点与计时点的区别),弄清楚所选的时间间隔T。 6.画v-t图像时,注意坐标轴单位长度的选取,应使图像大致布满坐标纸。 物理 典例研析 类型一　器材选择与实验操作 [例1] 某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时,由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理,他从实验室里借取了如下器材: (1)(多选)上面图片中哪些器材是多余的:　　　　　　　　　　　　　(请回答仪器名称)。  物理 解析:(1)实验中不需要测质量,故不需要天平;所用打点计时器是电火花计时器,故不需要学生电源。 答案:(1)天平、学生电源 物理 (2)某同学做此实验时步骤如下: A.将小车移至靠近打点计时器处,放开小车,再接通电源 B.将打点计时器固定在长铝板上,并接好电路 C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面挂上适当的槽码 D.小车停止运动后,直接取下纸带 E.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔 F.换上新纸带,重复操作三次,然后从各纸带中选取一条清晰的进行数据处理 其中错误或遗漏的步骤有　　　　和　　　　。(只需填序号)  解析:(2)其中错误或遗漏的步骤有:A.应该先接通电源,然后再释放小车,这样可以保持打点的稳定以及提高纸带的利用率,尽量多在纸带上打点;D.在结束后应先断开电源再取走纸带。 答案:(2)A　D 物理 (3)将(2)中的步骤完善后,合理的顺序是　 。  解析:(3)实验步骤要遵循先安装器材后进行实验的原则,故正确的操作步骤为BECADF。 答案:(3)BECADF 物理 类型二　实验数据处理 [例2] 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,如图甲所示为一次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点(A点为第一个点),相邻计数点间的时间间隔T=0.1 s。 物理 (1)根据　 计算各点的瞬时速度,则vD=　　　　m/s,vC=　　 　m/s,vB= 　　　　m/s。  答案:(1)某段时间内的平均速度可以表示其间某时刻的瞬时速度　3.90　2.64　1.38 物理 (2)在如图乙所示坐标系中画出小车的v-t图线。 解析:(2)由上述结果作小车的v-t图像如图所示。 答案:(2)见解析图　 物理 解析:(3)将图线延长后,与纵轴交点的对应速度表示零时刻小车经过A点的速度大小。 答案:(3)表示零时刻小车经过A点的速度大小 (3)将图线延长与纵轴相交,交点的物理意义是　 。  物理 数据处理的规范要求 学习笔记 (1)处理纸带时,一定要分清