实验探究小车速随时间变化的规律实用教案

1、物体的速度随时间变化物体的速度随时间变化(binhu)(binhu)吗？吗？怎样探究物体速度的变化怎样探究物体速度的变化(binhu)(binhu)规律？规律？第1页/共20页第一页，共20页。1.1.用打点计时器打出的纸带可以直接用打点计时器打出的纸带可以直接(zhji)(zhji)测量什么物理量测量什么物理量? ?2. 2. 可以可以(ky)(ky)间接测量什么物理量？间接测量什么物理量？两点间的平均速度两点间的平均速度(pn(pn jn s d) jn s d)某点的瞬时速度某点的瞬时速度加速度加速度时间、位移时间、位移3.3.怎样用图像表示速度？怎样用图像表示速度？【知识回顾】【知识回

2、顾】第2页/共20页第二页，共20页。1.1.熟练使用打点计时器，会处理熟练使用打点计时器，会处理(chl)(chl)纸带并会纸带并会求各点的瞬时速度。求各点的瞬时速度。( (重点重点) )2.2.会设计表格并用表格处理会设计表格并用表格处理(chl)(chl)数据。数据。3.3.会用会用v-tv-t图像处理图像处理(chl)(chl)数据，并能描述运动数据，并能描述运动的特点。的特点。( (难点难点) )第3页/共20页第三页，共20页。一、实验研究一、实验研究1.1.实验目的：实验目的： 利用打点纸带研究小车的运动利用打点纸带研究小车的运动(yndng)(yndng)情况，分析情况，分析小

3、车的速度随时间变化的规律。小车的速度随时间变化的规律。2.2.实验原理：实验原理：利用纸带上的数据和第一章的方法求出通过各计数点利用纸带上的数据和第一章的方法求出通过各计数点的速度，再列表并作出的速度，再列表并作出v vt t图像，然后分析图像，然后分析v v与与t t的关的关系。系。第4页/共20页第四页，共20页。3.3.实验(shyn)(shyn)器材：两种打点计时器所用两种打点计时器所用(su yn(su yn) )电源有什么区别？电源有什么区别？电源电源(dinyun)、导线、导线、刻度尺、刻度尺钩码小车细绳纸带打点计时器一端附有定滑轮的长木板第5页/共20页第五页，共20页。4.4

4、.实验步骤实验步骤 木板平放，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固木板平放，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定，连接好电路。定，连接好电路。 穿纸带；挂钩码。穿纸带；挂钩码。 先接通电源，然后放开小车先接通电源，然后放开小车(xioch)(xioch)，让小车，让小车(xioch)(xioch)拖着纸带运动，打完一条后立即关闭电源。拖着纸带运动，打完一条后立即关闭电源。 更换纸带，重复做三次。更换纸带，重复做三次。第6页/共20页第六页，共20页。(1)(1)固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置置(wi zhi)(wi zhi)。(2)(2)滑

5、轮不能过高。滑轮不能过高。(3)(3)应考虑复写纸与纸带的位置应考虑复写纸与纸带的位置(wi zhi)(wi zhi)关系。关系。(4)(4)钩码数量不能过多钩码数量不能过多, ,长木板两端高低相差不能太大。长木板两端高低相差不能太大。(5)(5)小车应由紧靠打点计时器处开始释放小车应由紧靠打点计时器处开始释放, ,在撞击长木在撞击长木板末端前应让小车停止运动板末端前应让小车停止运动, ,防止小车从板上掉下来。防止小车从板上掉下来。(6)(6)先接通电源先接通电源, ,后让纸带运动。后让纸带运动。(7)(7)打点结束后立即关闭电源。打点结束后立即关闭电源。为了为了(wi le)减减小误差并保证

6、小误差并保证实验顺利进行，实验顺利进行，应注意哪些问应注意哪些问题？题？5.5.实验实验(shyn)(shyn)注意事项注意事项第7页/共20页第七页，共20页。二、数据处理的方法1 1选取纸带、确定计数点并进行测量(1)(1)在三条纸带中选择一条最清晰的纸带。(2)(2)为了便于测量，一般舍掉开头(ki tu)(ki tu)一些过于密集的点迹，找一个适当的点作计时起点(0(0点) )。(3)(3)每5 5个点( (相隔0.1 s)0.1 s)取1 1个计数点进行测量( (如下图所示，相邻两点中间还有4 4个点未画出) )。第8页/共20页第八页，共20页。(2)(2)请你根据(gnj)(gn

7、j)表格测量并记录相关数据位置编号位置编号0 01 12 23 34 45 5时间时间t/s/s0 00.10.10.20.20.30.30.40.40.50.5距离距离x/m/m瞬时速度瞬时速度v/(ms/(ms1 1) )2.2.瞬时速度瞬时速度(shn sh s d)(shn sh s d)的计的计算算(1)(1)瞬时速度瞬时速度(shn sh s d)(shn sh s d)的求的求解方法：解方法：v1 1=(=(x1 1+ +x2 2)/2)/2T ，v2 2=(=(x2 2+ +x3 3)/2)/2T 如何如何(rh)求出求出所选点的瞬时速所选点的瞬时速度？度？Txxv21nnn

8、第9页/共20页第九页，共20页。三、作出小车运动的速度三、作出小车运动的速度- -时间时间(shjin)(shjin)图像图像1.1.根据所得数据，选择合适的标度建立坐标系根据所得数据，选择合适的标度建立坐标系( (让图像让图像尽量分布在坐标系平面尽量分布在坐标系平面(pngmin)(pngmin)的大部分面积的大部分面积) )。2.2.描点：观察和思考点的分布规律。描点：观察和思考点的分布规律。3.3.拟合：从点的分布可以有很大把握地说这些点应该拟合：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

9、直线上的点应均匀地分布在直线两侧。线上，不在直线上的点应均匀地分布在直线两侧。作v- -t 图像的步骤有哪些？怎样怎样(znyng)处理计算出来的数据？处理计算出来的数据？第10页/共20页第十页，共20页。请展示你作出的速度请展示你作出的速度(sd)时间时间图像图像怎样根据得出怎样根据得出(d ch)的的图像求物体运动的初速度图像求物体运动的初速度和加速度？和加速度？取任意两组数据求出vv和t,t,然后(rnhu)(rnhu)代入v/tv/t求解。在v-tv-t图像上取一段时间t(t(尽量取大一些),),找出两个时刻对应的坐标值求出v,v,代入v/tv/t求解。哪个方法更准确？哪个方法更准确

10、？第11页/共20页第十一页，共20页。1.1.（多选）在实验“探究小车速度随时间变化的规律”中，我们采用的正确方法是( )( )A.A.舍掉开头过于紧密的点，找一个适当的点当作(dn zu)(dn zu)计时起点B.B.为了实验精确，选取纸带上第一个点作计时起点C.C.每相邻计数点的时间间隔只能取0.1s0.1sD.D.每相邻计数点的时间间隔可视打点密度而定，取0.02s 0.02s ，0.04s0.04s，nn0.02s0.02s均可ADAD【对点训练(xnlin)】第12页/共20页第十二页，共20页。2.2.在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，某同学的操作在探究小车速度随时间变化的

11、规律的实验中，某同学的操作有以下步骤有以下步骤A A拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，再接拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，再接通电源通电源(dinyun)(dinyun)B B将打点计时器固定在平板上，并接好电路将打点计时器固定在平板上，并接好电路C C把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当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重的钩码D D取下纸带取下纸带E E将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器限位孔将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器限位孔其中错误或遗漏的步骤有（遗漏步骤编上序号其中错误或遗漏的步骤有（遗漏步骤编上序号F F、

12、GG）将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序。将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序。(1)A(1)A中应先通电，再放纸带中应先通电，再放纸带(zh di)(zh di)。(2)D(2)D中取下纸带中取下纸带(zh di)(zh di)前应先断开电源。前应先断开电源。(3)(3)补充步骤补充步骤F F：换上新纸带：换上新纸带(zh di)(zh di)，重复三次。，重复三次。正确顺序为：正确顺序为： BECADF BECADF第13页/共20页第十三页，共20页。通过本节课的学习，我们进一步掌握了打点计时器的使用方法和利用打点计时器研究物体运动的方法；通过纸带(zh di)(zh di)会计算 , ,

13、并能在坐标纸上画出物体的 ，探究小车速度随时间变化的规律。 各个计数各个计数(j sh)(j sh)点的点的速度速度v-t 图像图像(t xin)第14页/共20页第十四页，共20页。1.1.（多选）关于计数点的下列（多选）关于计数点的下列(xili)(xili)说法中正确的是说法中正确的是( )( )A.A.用计数点进行测量计算，既方便，又可减小误差用计数点进行测量计算，既方便，又可减小误差B.B.相邻计数点间的时间间隔是相等的相邻计数点间的时间间隔是相等的 C.C.相邻计数点间的距离是相等的相邻计数点间的距离是相等的D.D.计数点是从计时器打出的实际点中选出来的，相邻计计数点是从计时器打出

14、的实际点中选出来的，相邻计数点间点迹的个数相等数点间点迹的个数相等 ABD ABD第15页/共20页第十五页，共20页。2.2.在探究小车速度随时间变化规律的实验中，下列哪些器材是本实验必需的？达到实验目的还需哪些器材？打点计时器 天平 低压直流电源 细绳 纸带(zh di) (zh di) 小车 钩码 秒表 一端有滑轮的长木板答案： 低压交流电源、刻度尺解题关键：解题关键：（1 1）了解实验原理）了解实验原理和器材。和器材。（2 2）通过实际操作）通过实际操作加深加深(jishn)(jishn)对对实验的理解。实验的理解。第16页/共20页第十六页，共20页。3.3.为了计算加速度，合理的方

15、法是为了计算加速度，合理的方法是( ) ( ) A A根据任意两计数点的速度用公式算出加速度根据任意两计数点的速度用公式算出加速度B B根据实验数据画出根据实验数据画出v-tv-t图，量出其倾角，由公式图，量出其倾角，由公式 a = a = tantan求出加速度求出加速度C C根据实验数据画出根据实验数据画出v-tv-t图，由图线上相距较远的两点图，由图线上相距较远的两点所对应所对应(duyng)(duyng)的速度、时间，用公式的速度、时间，用公式 a=v/t a=v/t 计计算算D D依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加

16、速度作为小车的加速度 解析：方法解析：方法(fngf)A(fngf)A仅用两个速度求加速度，偶然仅用两个速度求加速度，偶然误差较大。误差较大。在物理图像中，两轴的分度大小往往不相等，在物理图像中，两轴的分度大小往往不相等，B B错误。错误。正确的方法正确的方法(fngf)(fngf)是根据图线找出不同时刻所对是根据图线找出不同时刻所对应的速度值，然后利用公式算出加速度，即方法应的速度值，然后利用公式算出加速度，即方法(fngf) C(fngf) C。方法方法(fngf)D(fngf)D相当于仅用两个速度，误差大，运算相当于仅用两个速度，误差大，运算复杂。复杂。C C互动探究互动探究(tnji)：用图像处理数据有什么优点？：用图像处理数据有什么优点？第17页/共20页第十七页，共20页。4 4下图是某同学在实验中获得的一条纸带(1)(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz50 Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_。(2)A(2)A、B B、C C、D D是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出从图中读出A A、B B 两点间距x=_x=_；C C点对应的速度(sd