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

第二章 匀变速直线运动的研究 2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 实验原理： 连接低压交流电源时，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便上下振动起来，位于振片一端的振针也跟着上下振动，如果纸带运动，振针就会在纸带上打出一系列点。 电磁打点计时器的构造： 线圈 永久磁铁 振动片 + — 振针 实验原理： 当接通交流电源，按下脉冲输入开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上打出一系列点迹。 电磁打点计时器的构造： 电磁打点计时器 电火花计时器 工作电压 8V左右交流电源 220V交流电源 打点频率 打点时间间隔0.02s，频率50Hz 记录信息 位移、时间 阻力来源 纸带与限位孔、限位盘的摩擦；振针与纸带打点接触时的摩擦 纸带与限位孔、限位盘的摩擦 电火花计时器比电磁打点计时器更精确 两种计时器的比较： 一、实验目的： 1、了解打点计时器的构造和功能； 2、掌握打点计时器的使用方法； 3、初步学会从纸带上获取时间和位移等数据信息，并学会处理数据 4、为后续测量物体的速度；建立物体运动的v-t图象打基础； 5、学会合作，感受团体精神，体验探索乐趣。 重、难点： 1、打点计时器的使用 2、处理纸带上获取的数据信息 实验：练习使用电火花打点计时器 电路控制开关 直流电压调节旋钮 稳压6V输出插孔 交流电压调节旋钮 直流电压输出插孔 控制实验台总电路通断 220V电源插孔用于电火花打点计时器供电 电压表 电流表 灵敏 电流计 交流电压输出插孔 实验台 二、实验器材： 1、电火花打点计时器 2、纸带 3、墨粉纸盘 4、铁架台 5、220V交流电源 6、刻度尺 7、砝码 实验：练习使用电火花打点计时器 导学案 2．（1）电火花计时器工作时使用________（选填“交流”或“直流”）电源，电压为________V，当电源的频率是50Hz时，每隔________s打一次点。 （2）有关电火花计时器的使用基本步骤如下： A．纸带完全通过电火花计时器后，及时关闭电火花计时器 B．将电火花计时器插头插入相应的电源插座 C．将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花计时器 D．接通开关，听到放电声，立即拖动纸带运动 上述步骤正确的顺序是________（按顺序填写步骤编号） 实验：练习使用电火花打点计时器 交流 220 0.02 BCDA 1、了解打点计时器的构造，在长木板上固定打点计时器，并使滑轮伸出桌面，连接电路。让小车停在_____打点计时器的位置，安装好纸带，连接细绳和槽码。 实验：练习使用电火花打点计时器 三、实验步骤 将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动 靠近 实验：练习使用电火花打点计时器 2、将纸带穿过限位孔，纸带位于墨粉纸盘下方，先_____________，后_________，打点完成后_________，观察纸带的点迹是否清晰。 三、实验步骤 启动打点计时器 释放小车 关闭电源 3.增减所挂的槽码(或在小车上放置重物)，更换纸带，再做两次实验，选择比较理想的纸带进行测量分析； 4.记录实验数据，处理实验数据； 5.整理实验器材。 四、实验步骤 实验：练习使用电火花打点计时器 三、实验步骤 1.实验时先接通电源，后拉动纸带或释放重物； 2.拉纸带时，速度不宜过慢； 3.选择点迹清晰的纸带，舍弃点密集部分，适当选取计数点。 4.在坐标系上，纵、横轴选取合适的单位，仔细描点连线，不能连成折线，连成直线或者平滑的曲线。 5.不要分段测量各段距离，应尽可能地一次测量完毕(可统一量出各计数点到计时起点的距离)。 五、注意事项 实验：练习使用电火花打点计时器 四、注意事项 d1=1.70cm d2=3.65cm d3=6.00cm d4=8.65cm d5=11.40cm d6=14.65cm 不同计数点的瞬时速度计算 1 0 2 3 4 5 6 探究小车速度随时间的变化规律 1.求解并记录各计数点的瞬时速度 (1)取该计数点相邻两计数点，算出此段的平均速度，该点的瞬时速度近似等于此段的平均速度( 注意估读、单位以及有效数字)。 vB＝________，vC＝_________，… T为相邻两个计数点间的时间间隔，若交变电源频率为50 Hz，每5个点取一个计数点(中间隔4个点)，则T＝____ s。 四、数据分析 0.1 五、数据处理 探究小车速度随时间的变化规律 (2)把各计数点的瞬时速度填入表中标有“vⅠ”的一行。同理，计算增减槽码后两次实验的速度分别填入表中标有“vⅡ”和“vⅢ”的两行内。 位置编号 0 1 2 3 4 5 6 … 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6   vⅠ/(m·s－1)                 vⅡ/(m·s－1)                 vⅢ/(m·s－1)                 位置 0 1 2 3 4 5 6 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 v/(m·s－1)   0.45 0.60 0.74 0.89 1.03 1.19 测量示例 2.作出v-t图像 (1)在坐标纸上建立坐标系，描出数据点，如图所示； (2)用一条平滑曲线(包括直线)“拟合”这些点，让这条线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在线两侧，偏差比较大的点忽略不计。   v-t图像的数据点几乎分布在一条直线上。 小车运动的v-t 图像是一条倾斜的直线，说明速度随时间均匀增加，它们成“线性关系”， 即小车运动的加速度_____。 不变 六、实验结论 1.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法正确的是 A.小车应放在靠近打点计时器的一端 B.实验时应先启动电源，待打点稳定后再释放小车，打完点要先取纸带 后断开电源 C.槽码的质量越大越好 D.两相邻计数点间的时间间隔必须是0.1 s √ 2.在“实验：探究小车速度随时间变化的规律”中，为了算出小车的加速度，最好的方法是 A.根据任意两个计数点的速度，用公式算出加速度 B.依次算出连续两个计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度 C.根据实验数据画出v-t图像，量出其倾角α，由公式a＝tan α算出加速度 D.根据实验数据画出v-t图像，由图像上任意两点所对应的速度，用公式 a＝ 算出加速度 √ 3.两实验小组的同学分别做“探究小车 的速度随时间变化的规律”的实验。 (1)甲组同学从实验室已经领取了以下器 材：一端装有定滑轮的长木板、小车、 纸带、钩码、轻细绳、8 V交变电源。 为了完成本实验，还须从图中选取 部分实验器材，其名称分别为______________、________。 电磁打点计时器 刻度尺 THANK YOU $$