实验探究小车速随时间变化的规律

第二章匀变速直线运动的研究

1实验：探究小车速度随时间变化的规律第一页，共二十二页。物体的速度随时间变化吗？怎样探究物体速度的变化规律？第二页，共二十二页。1.用打点计时器打出的纸带可以直接测量什么物理量?2.可以间接测量什么物理量？两点间的平均速度某点的瞬时速度加速度时间、位移3.怎样用图像表示速度？【知识回顾】第三页，共二十二页。1.熟练使用打点计时器，会处理纸带并会求各点的瞬时速度。(重点)2.会设计表格并用表格处理数据。3.会用v-t图像处理数据，并能描述运动的特点。(难点)第四页，共二十二页。一、实验研究1.实验目的：利用打点纸带研究小车的运动情况，分析小车的速度随时间变化的规律。2.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的速度，再列表并作出v－t图像，然后分析v与t的关系。第五页，共二十二页。3.实验器材：两种打点计时器所用电源有什么区别？电源、导线、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六页，共二十二页。4.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更换纸带，重复做三次。第七页，共二十二页。(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。为了减小误差并保证实验顺利进行，应注意哪些问题？5.实验注意事项第八页，共二十二页。二、数据处理的方法1．选取纸带、确定计数点并进行测量(1)在三条纸带中选择一条最清晰的纸带。(2)为了便于测量，一般舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作计时起点(0点)。(3)每5个点(相隔0.1s)取1个计数点进行测量(如下图所示，相邻两点中间还有4个点未画出)。第九页，共二十二页。(2)请你根据表格测量并记录相关数据位置编号012345时间t/s00.10.20.30.40.5距离x/m瞬时速度v/(m·s－1)2.瞬时速度的计算(1)瞬时速度的求解方法：v1=(x1+x2)/2T

，v2=(x2+x3)/2T…如何求出所选点的瞬时速度？第十页，共二十二页。三、作出小车运动的速度-时间图像1.根据所得数据，选择合适的标度建立坐标系(让图像尽量分布在坐标系平面的大部分面积)。2.描点：观察和思考点的分布规律。3.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，不在直线上的点应均匀地分布在直线两侧。作v-t图像的步骤有哪些？怎样处理计算出来的数据？第十一页，共二十二页。请展示你作出的速度—时间图像怎样根据得出的图像求物体运动的初速度和加速度？①取任意两组数据求出Δv和Δt,然后代入Δv/Δt求解。②在v-t图像上取一段时间Δt(尽量取大一些),找出两个时刻对应的坐标值求出Δv,代入Δv/Δt求解。哪个方法更准确？第十二页，共二十二页。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.舍掉开头过于紧密的点，找一个适当的点当作计时起点B.为了实验精确，选取纸带上第一个点作计时起点C.每相邻计数点的时间间隔只能取0.1sD.每相邻计数点的时间间隔可视打点密度而定，取0.02s，0.04s，…n×0.02s均可AD【对点训练】第十三页，共二十二页。2.在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，某同学的操作有以下步骤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F、G…）将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序。(1)A中应先通电，再放纸带。(2)D中取下纸带前应先断开电源。(3)补充步骤F：换上新纸带，重复三次。正确顺序为：BECADF第十四页，共二十二页。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；通过纸带会计算

,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。各个计数点的速度v-t

图像第十五页，共二十二页。1.（多选）关于计数点的下列说法中正确的是()A.用计数点进行测量计算，既方便，又可减小误差B.相邻计数点间的时间间隔是相等的C.相邻计数点间的距离是相等的D.计数点是从计时器打出的实际点中选出来的，相邻计数点间点迹的个数相等ABD第十六页，共二十二页。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？①打点计时器②天平③低压直流电源④细绳⑤纸带⑥小车⑦钩码⑧秒表⑨一端有滑轮的长木板答案：①④⑤⑥⑦⑨低压交流电源、刻度尺解题关键：（1）了解实验原理和器材。（2）通过实际操作加深对实验的理解。第十七页，共二十二页。3.为了计算加速度，合理的方法是()A．根据任意两计数点的速度用公式算出加速度B．根据实验数据画出v-t图，量出其倾角，由公式a=tanα求出加速度C．根据实验数据画出v-t图，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间，用公式a=Δv/Δt计算D．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速度解析：方法A仅用两个速度求加速度，偶然误差较大。在物理图像中，两轴的分度大小往往不相等，B错误。正确的方法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C。方法D相当于仅用两个速度，误差大，运算复杂。C互动探究：用图像处理数据有什么优点？第十八页，共二十二页。4．下图是某同学在实验中获得的一条纸带(1)已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为__________。(2)A、B、C、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、B两点间距x=___________；C点对应的速度是___________(计算结果保留三位有效数字)。0.02s0.70cm0.100m/s第十九页，共二十二页。5．(2017·全国卷I)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间。实验前,将该计时器固定在小车旁,如图甲所示。实验时,保持桌面水平,用手轻推一下小车。在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图乙记录了桌面上连续的6个水滴的位置。(已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴)

第二十页，共二十二页。(1)由图乙可知,小车在桌面上是__________(选填“从右向左”或“从左向右”)运动的。(2)该小组同学根据图