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 第二章 匀变速直线运动的研究 1 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 1、电火花打点计时器使用的电压是？ 2、开启电源和拉动纸带的先后顺序？ 交流220V 先开启电源 回顾复习 3、用打点计时器打出的纸带中能直接得到的数据有哪些？通过测量或计算还能得到哪些信息？ 时间间隔 位移 平均速度,瞬时速度 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 等 实验装置示意图 实验原理 打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，它每隔0.02s打一个点（由于电源频率是50Hz）。由打点计时器打出的纸带上的点表示相应运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上所打点的间隔，就可以了解物体运动的情况。 实验步骤 ⑴ 木板平放，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定，连接好电路。 ⑵ 穿纸带；挂钩码。 ⑶ 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。 ⑷ 换纸带，加钩码，再做一次。 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,防止小车从木板上掉下来。 4．先接通电源，后让纸带运动。 5．打点结束后立即关闭电源。 6.小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免加速度过大而使纸带上打的点太少，或加速度太小使各段位移无法区别，从而使误差增大 纸带的处理 舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始,若纸带上点与点之间的距离较小，每五个计时点取一个计数点 ,依次标号为0，1，2，3，4，5 （间隔不再是0.02s）（但要看具体情况灵活选定）； 0.10s 0.10s 过于密集不清晰的点 问题1：怎样分析和选取纸带上的点？ 处理的纸带 例：求3这个计数点的速度： v3 = v24 = ——— x 24 2△t x1 x2 x3 x4 x5 问题2：如何计算出所取点的瞬时速度？ 1．根据所得数据，选择合适的 标度建立坐标系。 2．描点：观察和思考点的分布 规律。 数据处理 问题：如何利用数据探究物体速度随时间变化的规律？ 3．拟合：从点的分布可以大致的分析图像的函数类型，用合适的函数图线进行拟合，让尽可能多的点处在图线上，不在图线上的点应对称地分布在图线两侧。个别明显偏离图线的点应该舍弃不用。 数据处理 问题：如何利用数据探究物体速度随时间变化的规律？ （1）从图上可以看出小车的速度 随时间怎样变化？ （2）根据v-t图,你能知道初速度 和加速度多大吗? 思考问题 可以看到，小车速度随时间均匀增加。 用计算机绘制v-t图像 v y = 0.493x + 0.071 0.1 0.2 0.3 0.4 0.121 0.16800000000000001 0.22 0.26800000000000002 速度和时间成“线性”关系； 小车的速度随时间的增加而均匀增加； 在相同时间里，速度增量相同。 实验结论 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v­t图象时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差． 注意事项 1．开始释放小车时，应使小车靠进打点计时器． 2．先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车． 3．打点完毕，立即断开电源． 4．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． 5．要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，当小车到达滑轮前及时用手按住． 6．要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，一般在纸带上每隔5个点取一个计数点，即时间间隔为t＝ 0.1 s.处理纸带时，一定要分清计时点和计数点，搞清计数点之间的时间间隔T 7．在坐标纸上画v­t图象时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图象尽量分布在较大的坐标平面内.如果坐标系中的数据点大致落在一条直线上，作图线时应使尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点应均匀分布在直线两侧；如果图线是曲线，要用平滑的曲线连接各点。　 8、如果作出的v ­ t图像是一条直线，则直线的斜率表示加速度a的大小． 介绍：粘贴法处理纸带 1、方法：鉴于纸带的宽度相同，可以选择一条点迹清晰的纸带，选出计数点，然后将纸带从计数点处剪下，连续减下，连续减下4-5段，然后将所得小纸带底边（断口处）对齐并