2.1实验探究小车速度随时间变化的规律ppt课件（含视频）--（2019） 新人教版高中物理必修一.rar

2.1 实验:探究小车速度随时间变化的规律 匀变速直线运动的研究 问题：回顾教材P19“电磁打点计时器”和“电火花计时器”，回答下列问题：（1）电磁打点计时器和电火花计时器各用什么电源？为什么打点周期是0.02s？（2）这两种打点计时器的结构有何区别？各自是通过什么方式打点的？哪个误差更小？（3）纸带上的点记录了哪些信息？一、 打点计时器2接通低压交流电源后，线圈中产生周期性变化的磁场，振片被磁化，它的磁性随线圈中磁场的变化而变化，振片和永久磁铁之间产生周期性的引力和斥力，振片便振动起来，带动其上的振针上下振动。这时如果纸带运动，振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点。一、打点计时器的工作原理脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电。两种打点计时器的共同点和不同点相同点：打点频率都是50Hz，打点周期都是0.02s不同点：1.构造不同。 2.打点方式不同。电磁打点计时器利用振动的振 针打点，电火花计时器:利用火花放电打点 3.电源电压不同。电磁打点计时器:6V以下交流电； 电火花计时器:220V交流电 4.振针打点时与纸带接触，会对纸带产生阻得作用; 而火花放电基本不会阻碍纸带的运动小结：打点计时器6 电电磁打点计时计时 器电电火花计时计时 器电电源性质质打点周期电电源电压电压原理其他50Hz 交变电流T = 1/f =0.02s6V以下220V振针振动打点脉冲电流放电 纸带上记录了运动的位移和时间 使用电火花打点计时器误差更小一、进行实验1、实验目的(1).巩固打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。(2).通过实验探究，体验如何从实验中获取数据，学会利用图象处理实验数据的科学方法。(3).分析小车在钩码牵引下速度随时间变化的规律。2.实验原理： 在时间间隔很短的情况下，某点的瞬时速度可用一段时间内的平均速度表示，计算出某些时刻的瞬时速度，作出小车运动的速度-时间图象，判断小车速度是否均匀变化。3.实验器材：实验小车、交流电源、刻度尺、细绳、带滑轮长木板、导线、纸带、复写纸、钩码、打点计时器、坐标纸。电源，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需要哪些仪器？三、实验器材一、实验步骤1如上图所示，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列小点4换上新的纸带，重复实验两次5增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验5.注意事项v（1）固定打点计时器时，应注意使两限位孔和小车运动轨迹在同一直线上（原因？）v（2）开始实验:开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器(原因？)v（3）实验中 ：接通电源和释放小车。 v (4) 打点结束后立即关闭电源。v (5)要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰.二、处理数据1.选择纸带中最清晰且点迹排成直线的一条进行处理2.舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始，每五个点取一个计数点。相邻计数点的时间间隔是0.1S3.测量距离时从选区的计时起点到各个计数点的距离。读数时应估读到毫米的下一位。 4.计算各点瞬时速度，填入表格中。位置012345时间/s0v/ms-1五、数据处理1、上怎样选取纸带的点？ 开头过于密集的点舍掉，从清楚的点开开头过于密集的点舍掉，从清楚的点开始始, ,每隔五个间隔取一个计数点，每隔五个间隔取一个计数点，( (每两个计每两个计数点之间的时间间隔是数点之间的时间间隔是0.1s0.1s）。）。0 01 12 23 3五、数据处理2、如何计算出所取点的瞬时速度？ 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。0 01 12 23 31.2cm1.2cm1.6cm1.6cm2.0cm2.0cm2.4cm2.4cm平均速度平均速度 瞬时速度瞬时速度（如何测（如何测x x）数数据据处处理理: :列列表表法法小车的瞬时速度随时间增大而增大。思考:小车的具体运动规律是什么?- - 0.201 0.280 0.432 0.355 0.512 同理，可求出另外两条纸带的情况数数据据处处理理: :图图象象法法 根据所得数据，选择合适的标度建立直角坐标系（图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积） 根据所得数据描出各点的位置（描点法）,观察和思考各点的分布规律t/sv/(m/s)描描绘绘小小车车的的v v I I t t图图 各点的分布大致都落在一条直线上，因此，我们可以推断：如果没有实验误差的理想情况下，所描出的各点应全部落到这条直线上。画直线时，让尽可能多的点处在这条直线上，其余均匀分布，去掉偏差太大的点.通过图像可以判断小车做匀加速直线运动哪一种方法更好？如如何何利利用用v v I I t t图图求求加加速速度度取任意两组数据求出v 和t ，然后代 入 求解。在v t 图象上取一段时间t（尽量取 大一些），找出t 对应的v ，代入 求解。（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消，所以图象也是减小误差的一种手段，也就是说应该用图象上的点，而不是用实验所得到的数据）va = tva = t0.10.20.30.40.50.6t/so0.100.200.300.40v/(m/s)与纵轴的交点是什么意思？如何求加速度？t=0.4sV=？0.2m/s注注意意事事项项1.固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置；滑轮不能过高,细绳应与木板平行2.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器3.先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车，当小车停止运动时及时断开电源4.实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们被碰坏或跌坏。所以，当小车到达滑轮前及时用手按住它，防止小车从板上掉下来5.小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免加速度过大而使纸带上打的点太少，或加速度太小使各段位移无法区别，从而使误差增大6.打点结束后立即关闭电源三、v-t图象v1、图象特点：直观v2、作图步骤（1）建立坐标系，纵轴为v,横轴为t；对坐标轴进行适度分度，使测量结果差不多布满坐标系。v（2）描出测量点，应尽可能清晰 v（3）用一条光滑的曲线（直线）连接坐标系中的点。v明显偏离的点视为无效点；直线时应把尽量多的点连在一条直线上，使不在线上的点均匀的分布在线的两侧。t/s00.10.20.30.40.5v1/ms-116.5021.4026.3031.3536.3041.253.描点连线作图 观察v-t图t/sv/(m.s-1)舍去！vt问题1图线的特点？2小车的运动规律？3如何求加速度？ 【例题1】某同学在“探究小车运动速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器记录被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如图甲所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.1 s.甲 (1)若从纸带上打A点的时刻开始计时，将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在如图乙所示的坐标纸上，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线(2)计算加速度的大小是多少？ 根据计算得出的速度及其对应的时刻，得到如图丙所示的5个圆点，用描点法作出的小车瞬时速度随时间变化的关系图线如图 丙所示“THANKS”