物理①必修2.1《实验：探究小车速度随时间变化的规律》课件

1实验：探究小车速度随时间变化的规律,问题导入,如何探究一个物体速度随时间变化的规律？如何知道物体在不同时刻的速度？用什么仪器测？,进行实验,问题一：打点计时器结构如何？问题二：用打点计时器测小车的速度所需哪些实验器材、实验步骤？问题三：本实验特别要注意哪些事项？,探究小车速度随时间变化的运动规律,实验器材,打点计时器；纸带；复写纸片；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,注意:区分电火花打点计时器-交流电压220V,实验原理,1.了解打点计时器.,(1)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）。,(2)纸带上的点表示了相应运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上所打点的距离，就可以了解物体运动的情况。,2.由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：,如图所示，0、1、2为时间间隔相等的各计数点，S1、S2、S3为相邻两计数点之间的距离，若S=S2S1=C（常数），即若两连续相等的时间间隔里的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体做匀变速直线运动。,3.由纸带求物体运动加速度的方法：,用“逐差法”求加速度。,根据S4S1=S5S2=S6S3=3aT2（T为相邻两计数点之间的时间间隔）,用v-t图象法：即先根据求出打第n个点时纸带的即时速度，后做出v-t图，图线的斜率即为物体运动的加速度。,实验装置示意图,实验步骤：（）把一端附有滑轮的长木板平放（一高一低可否？）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远离滑轮的一端，连接好电路。（）把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，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。（3）换上新纸带，重复实验三次。,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。3应考虑复写纸与纸带的位置关系。4钩码数量不能过多，长木板两端高低相差不能太大。5小车应由靠近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,防止小车从板上掉下来。6先接通电源，后让纸带运动。7打点结束后立即关闭电源。,注意事项,处理数据,问题四：怎样分析和选取纸带上的点？舍掉开头过于密集的点，若纸带上点与点之间的距离较小，可取多个打印点（可5）为一个计数点，相邻两计数点之间的时间间隔不再是0.02s（但要看具体情况灵活选定）；一般每五个点（或者每隔四个）选取一个计数点，相邻两计数点之间的时间间隔为0.10s。,问题五：如何计算出所取点的速度？用求平均速度的方法来代替（用计算较准确的平均速度来代替），如何代替？（选择包括该点在内的一段位移（该点最好处在中间时刻位置）x，找出对应的时间t，用xt作为该点的瞬时速度；对于选取的两个端点的速度暂时不计算（误差较大）；测量各个计数点之间的距离应考虑估读、单位。,可以表示D、F及它们中间任意一点的瞬时速度,问题六：如何处理计算出来的数据？,列表法。（注意列表要求）,图象法（v-t图象）：根据所得数据，选择合适的标度建立坐标系（让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）。描点：观察和思考点的分布规律。拟合：从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上，用直线拟合，让尽可能多的点处在直线上，不在直线上的点应对称地分布在直线两侧。,思考：,为什么要用直线拟合？若某个点明显偏离直线，可能是什么原因及怎样处理？从图上可以看出小车的速度随时间怎样变化？,问题七：如何根据速度时间图象（vt图象）求小车的加速度和初速度？,取任意两组数据求出v和t，然后代入vt求解。在vt图象上取一段时间t（尽量取大一些），找出两个时刻对应的坐标值求出v，代入vt求解。,哪一种方法更好？（画图时让不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵