2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 课件-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

2.1 实验： 探究小车速度随时间变化的规律 1．进一步练习使用打点计时器． 2．利用v-t图像处理数据，并据此判断物体的运动性质．（重点） 3．能根据实验数据求加速度．(难点） 学习目标 一、结合第一章所学知识回答下面几个问题： 问题1：要描述一个物体的运动情况需要哪些物理量？ 时间、位移、速度、加速度 问题2：如何同时测量物体的时间和位移？ 通过使用打点计时器获得物体运动时的纸带，再用刻度尺对纸带进行测量。 知识回顾 问题3：如何测量物体的速度？ 通过获取的纸带可以用极限法求出纸带上某点的瞬时速度 ①通过求出的瞬时速度，利用加速度的定义式进行求解 问题4：如何测量物体的加速度 ②通过求出的瞬时速度，利用v-t图像求斜率进行求解 1、电磁打点计时器是一种使用________电源的计时仪器，它的工作电压为________V以下，当电源频率为50 Hz时，每隔________s打一个点；使用电磁打点计时器时，应将纸带穿过________，复写纸套在定位轴上，并要放在纸带的________面；打点时应先______________，再让纸带运动，结束后 二、回顾电磁打点计时器的基础知识 交流 8 0.02 限位孔 上 接通电源 2、下图为搭建即时起打出的纸带的一部分，相邻两点之间的时间间隔是T，尽可能准确的计算出C点的瞬时速度，其表达式为 . 立刻关闭电源 实验思路 实验目的 用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车的速度随时间变化的规律。 实验思路 实验器材 打点计时器、导线、纸带、小车、细线、钩码、带滑轮的轨道、刻度尺 1．轨道放好，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定，连接好电路。 2．把纸带固定在小车的后端，并把纸带穿过打点计时器的限位孔。 3．小车前端连接细线，跨过滑轮，挂好钩码。 4．先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条纸 带后立即关闭电源。 5．更换纸带，改变钩码数（或者在小车上放置重物），重复实验。 实验步骤 注意事项 1．固定打点计时器时应让限位孔处在的轨道中央位置。 2．滑轮高度适宜，细绳应与轨道平行。 3．小车应由紧靠打点计时器处开始释放。 4．先接通电源，后释放小车，让纸带运动。 5．打点结束后立即关闭电源。 实验步骤 数据处理 1.挑选纸带、标记数点并测量位移 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2所示.(相邻两点间还有4个点未画出) 图2 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 x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 长度（m） v/(m·s－1)               实验数据的分析方法： （1）设计表格并记录相关数据——表格法处理数据。 点 第1点 第2点 第3点 第4点 ··· 时刻t/s 0.1 0.2 0.3 0.4 ··· 瞬时速度v/（m·s-1） （2）作出小车运动的v-t图象—图象法处理数据 ① 在坐标纸上建立直角坐标系，横坐标表示时间， 纵坐标轴表示速度v，对坐标轴进行适当分度，使 测量结果差不多布满坐标系。 ② 描点：根据表格中的数据在坐标系中描点。 ③ 拟合：画一条直线，让这条直线通过尽可能多 的点，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧， 偏差比较大的点舍弃 。 （计算机绘制v-t图象：将实验所得数据在电脑的Excel文件中输入表格，利用其“图表向导”拟合v-t图象。） 实验结论： 观察所得的图像，可知小车运动的v-t图象是一条倾斜的直线，说明小车的运动是速度随时间均匀变化的直线运动。 1.误差：测量值跟被测物理量的________之间的差异叫做误差.误差按产生原因可分为偶然误差和系统误差. (1)偶然误差 ①产生原因：由偶然因素造成的. ②特点：重复多次测量同一被测物体。 ③减小偶然误差的方法：取平均值. (2)系统误差 ①产生原因：由仪器结构缺陷、实验_____ 不完善造成的. ②特点：多次重复测量的结果总是_____ (或小于)被测量的真实值. ③减小系统误差的方法：校准测量_____，改进实验_____，完善实验原理. 误差和有效数字 真实值 方法 大于 仪器 方法 2.绝对误差和相对误差 (1)绝对误差：测量值和_____值之差. (2)相对误差：绝对误差与_____值之比. 3.有效数字 (1)定义：带有一位_______数字的近似数字叫做有效数字. (2)运算结果一般用两位或三位有效数字表示. 真实 测量 不可靠 误差和有效数字 有效数字 误差和