（通用版）2018-2019版高考物理总复习主题一机械运动与物理模型1.2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律课件新人教版.ppt

1.2匀变速直线运动的研究1.2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律,一、实验目的1.进一步练习使用打点计时器及利用纸带求瞬时速度。2.探究小车速度随时间的变化规律。3.会用图象法处理实验数据。,三、实验器材,电磁打点计时器(或电火花计时器)、复写纸、导线、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、交流电源。,四、实验步骤,1.如图所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。,2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。3.把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列小点，关闭电源。4.换上新的纸带，重复实验两次。5.增减所挂钩码的个数，按以上步骤再做两次实验。,五、数据处理1.瞬时速度的计算,(1)从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个点，作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明0、1、2、3、4如图所示。,(2)依次测出01、02、03、04的距离x1、x2、x3、x4，填入表中。,2.作出小车运动的vt图象,(1)定标度、描点：坐标轴的标度选取要合理，应使图象大致分布在坐标平面中央。描点时要用平行于两坐标轴的虚线标明该点的位置坐标。(所描的点一般用“”标明)(2)连线：画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点忽略不计，如图所示。,3.求解加速度,(3)观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律。,六、误差分析,七、注意事项,(1)开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。(2)先接通电源，等打点稳定后，再释放小车。(3)打点完毕，应立即断开电源。(4)要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，在小车到达滑轮前及时用手按住。,(5)牵引小车的钩码个数要适当，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，误差增大。(6)连接小车的细线要与木板平行。(7)要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个计时点取一个计数点，即时间间隔t0.1s。(8)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。,要点一实验原理及操作例1在研究匀变速直线运动的实验中，某同学操作以下实验步骤，,A.拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，再接通电源B.将打点计时器固定在平板上，并接好电路C.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码D.取下纸带,E.将平板一端垫高，轻推小车，使小车能在平板上做匀速运动F.将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔(1)所列步骤中有错误的是：_。(2)遗漏的步骤(遗漏步骤可编上序号G、H)：_。(3)将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序：_。,解析(1)步骤A中应先通电，再放纸带，顺序不能颠倒；D中取下纸带前应先断开电源。(2)遗漏的步骤G：换上新纸带，重复实验三次。(3)步骤完善后，合理的实验步骤顺序为：BFECADG。答案(1)A中应先通电，再放纸带；D中取下纸带前应先断开电源(2)G：换上新纸带，重复实验三次(3)BFECADG,针对训练1用如图1所示的装置做“探究小车速度随时间变化的规律”实验，下列做法正确的是(),A.小车从靠近定滑轮处释放B.先启动计时器，再释放小车C.实验前要平衡小车受到的阻力D.电火花计时器接学生电源直流输出端,图1,解析在释放小车前，小车应尽量靠近打点计时器，远离滑轮处，以便在纸带上打出更多的点，有利于实验数据的处理和误差的减小，A错误；实验中为了在纸带上打出更多的点，也为了打点的稳定，应先启动打点计时器，然后释放小车，B正确；该实验不需要平衡小车受到的阻力，C错误；电火花计时器接220V交流电源，D错误。答案B,要点二实验数据处理例2(2018天水高一检测)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图2所示为记录小车运动情况的一条纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T0.1s。,图2,(1)计算D、C、B各点的瞬时速度，vD_m/s，vC_m/s，vB_m/s。(2)在如图3所示坐标系中作出小车的vt图象，并根据图象求出a_。,图3,(2)由(1)中数据作出小车的vt图象如图所示，,答案(1)3.902.641.38(2)图见解析12.6m/s2,方法总结由纸带求加速度的方法,如图所示的纸带各计数点1、2、3、4、5、所对应的速度分别是v1、v2、v3、v4、v5、，T为计数点间的时间间隔。,(1)图象法由多组数据描绘出vt图象，vt图象中直线的斜率即为物体运动的加速度。此方法准确、科学，但较繁琐。,针对训练2利用打点计时器“探究小车的速度随时间变化的规律”，打出的纸带如图4所示，已知交流电源的频率为50Hz，从计数点1开始，每相邻两个计数点之间还有四个点没有画出，图中1、2、3、4、5、6、7为连续的计数点，测得s11.40cm，s22.00cm，s32.60cm，s43.20cm，s53.80cm，s64.40cm。,图4,(1)相邻计数点之间的时间间隔为_s。(2)小车的加速度为_m/s2。,答案(1)0.1(2)0.6,1.在探究小车速度随时间变化规律的实验中。,(1)电磁打点计时器是一种使用_(填“交流”或“直流”)电源的仪器。当所接电源频率是50Hz时，它每隔_s打一次点。(2)接通电源与释放纸带，让纸带(随小车)开始运动，操作正确的是_。A.先接通电源，后释放纸带B.先释放纸带，后接通电源C.释放纸带的同时接通电源D.先接通电源或先释放纸带都可以,解析(1)电磁打点计时器是使用交流电源的计时仪器，当电源的频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点。(2)开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后释放纸带让纸带(随物体)开始运动，如果先放开纸带开始运动，再接通打点计时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差；同时先打点再释放纸带，可以使打点稳定，提高纸带利用率，可以使纸带上打满点。答案(1)交流0.02(2)A,2.在“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁打点计时器(所用交流电的频率为50Hz)，得到如图5所示的纸带。图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是(),A.实验时应先放开纸带再接通电源B.从纸带上不可能求出计数点C对应的速率C.从纸带上可以求出计数点B对应的速率D.相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s,图5,答案C,3.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，得到如图6所示的纸带，其中A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻两计数点间的时间间隔为T，x1、x2、x3、x4、x5、x6分别为AB、BC、CD、DE、EF、FG间的位移，下列可用来计算打D点时小车速度的表达式中误差最小的是(),图6,答案B,4.在实验中，利用纸带上的数据得出各计数点的瞬时速度后，以速度v为纵轴，以时间t为横轴建立直角坐标系。某次实验中某同学描出的点如图7所示。在直角坐标系上一共描出了10个点。下列思考有道理的是(),图7,这10个点无论如何也不在一条直线上，因此小车运动的vt图象不可能为一条直线，而应为一条光滑的曲线这10个点中有8个点虽然不在一条直线上，但它们都在一条直线附近，只有F和B两点离这条直线太远在10个点当中只有4个点能画在一条直线上(A、D、G、I)，有6个点不在该直线上，这条直线肯定不能表示小车运动的规律与直线偏差较小的点(C、E、H、J)可能是实验误差造成的，而与直线偏离较大的点(B、F)则可能是实验中出现错误造成的A.B.C.D.,解析考虑有误差，才不可能在一直线上，而偏离直线太远，则不属于误差，而是错误。而若理想化，则这些点应在一直线上，错误，正确。故选B。答案B,5.如图8所示，某同学在做“研究小车速度随时间的变化规律”的实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计