2.1实验：探究小车速度与时间的关系及逐差法课件.ppt

1、期中考试说明考试内容范围及其分数比例：（章、节序号和全称） 必修一第一章运动的描述 第二章匀变速直线运动的研究 及相关实验考试题型和题量要求：单选题6小题，每小题4分，共24分；双选题6小题，每小题6分，共36分； 非选择题（含实验）3题，共40分。难易比例：基础题：中等题：提高题= 6 ：3 ：1 实验：探究小车速度随时间变化的规律实验：探究小车速度随时间变化的规律电火花打点计时器、纸带、刻度尺、交流电源电火花打点计时器、纸带、刻度尺、交流电源小车、钩码、细线、一端有滑轮的长木板小车、钩码、细线、一端有滑轮的长木板实验原理 把纸带跟运动物体连接在一起，并穿过打点计时器，这样纸带上的点不但记录

2、了物体的运动时间，而且相应地表示运动物体在不同时刻的位置。1 1、把、把一端附有滑轮一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离远离滑轮的一端，连接好电源。滑轮的一端，连接好电源。2 2、把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮、把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下面挂上，下面挂上合适的钩码（改变车的质量）合适的钩码（改变车的质量），放，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行，手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行，然后然后把纸带穿过打点计时器，把纸带穿过打点计时器，再再把纸带的另一把

3、纸带的另一端固定在小车后面。端固定在小车后面。3 3、把小车停在打点计时器处，、把小车停在打点计时器处，先先接通电源，待接通电源，待打点稳定打点稳定后，释放小车后，释放小车，让小车拖着纸带运动，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，立即关闭打点计时器就在纸带上打下一列小点，立即关闭电源，取下纸带。换上新纸带，重复实验三次电源，取下纸带。换上新纸带，重复实验三次4 4、从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉、从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点子，在后边便于测量的开头一些比较密集的点子，在后边便于测量的地方找一个开始点来确定计数点。地方找一个开始点来确定计数点。

4、如图如图所示所示数据处理数据处理问题一：怎样选取纸带上的点？问题一：怎样选取纸带上的点？为了计算的方便和减小误差，一般用连续打为了计算的方便和减小误差，一般用连续打五个点的时间作为时间单位，即五个点的时间作为时间单位，即t=0.1st=0.1s，也，也就是每隔四个点取一个计数点就是每隔四个点取一个计数点v1=(x1+x2)/2T , v2=(x2+x3)/2T vn问题二：如何计算计数点附近瞬时速度问题二：如何计算计数点附近瞬时速度数据处理数据处理Example 1Example 1: :用打点计时器研究物体的自用打点计时器研究物体的自由落体运动，得到如图一段纸带，测得由落体运动，得到如图一段

5、纸带，测得AB=7.65cmAB=7.65cm， BC=9.17cm. BC=9.17cm. 已知交流电频已知交流电频率是率是50Hz50Hz则打则打B B点时物体的瞬时速度为点时物体的瞬时速度为 m/s.m/s. A BC2.10问题三：如何处理计算出来的数据？问题三：如何处理计算出来的数据？ 从几条纸带中选择一条从几条纸带中选择一条比较理想比较理想的纸带，舍掉的纸带，舍掉开始一开始一些比较密集些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点，的点，在后面便于测量的地方找一个开始点，作为计数始点作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明并标明0、1、2、

6、3、4，测量各计数点到，测量各计数点到0点的距离点的距离x（或者相邻两（或者相邻两计数点间的计数点间的x），计算各点瞬时速度并记录相应数据填入），计算各点瞬时速度并记录相应数据填入表中表中.位置编号0 1 2 3 4 5时间t/sx/mv/(ms1)作出小车的速度作出小车的速度- -时间图像时间图像 在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点 画一条直线，画一条直线，让这条直线通过让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线

7、的两侧布在直线的两侧，偏差比较大的点忽，偏差比较大的点忽略不计，如图所示略不计，如图所示 在实验误差允许范围内，小车运动的在实验误差允许范围内，小车运动的v vt t图图象是一条倾斜的直线，即小车做象是一条倾斜的直线，即小车做 运动。运动。结论结论：匀加速匀加速小车在做匀加速直线运动，那用什么小车在做匀加速直线运动，那用什么方法求小车的加速度？方法求小车的加速度？思考思考1 1、图像法：、图像法：v-tv-t图像的斜率即为小车的图像的斜率即为小车的加速度加速度2 2、逐差法求小车的加速度、逐差法求小车的加速度由此看出，此法在取平均值的表象下，由此看出，此法在取平均值的表象下，实际上实际上只有只

8、有s1s1和和s6s6两个数据被利用两个数据被利用，其余的，其余的数据数据s2s2、s3s3、s4s4、s5s5都没有用，因而失去了都没有用，因而失去了多个数据正负偶然误差互相抵消的作用，算多个数据正负偶然误差互相抵消的作用，算出的结果的误差较大。出的结果的误差较大。怎样才能把所有测量数据都利用起来呢？怎样才能把所有测量数据都利用起来呢？用位移差平均值求加速度的缺陷用位移差平均值求加速度的缺陷用逐差法求物体运动的加速度用逐差法求物体运动的加速度逐差法对偶数段数据的处理逐差法对偶数段数据的处理22143214)()(2Tssssaaa22143214)()(2Tssssaaa舍去舍去s s3 3

9、21413)(Tssa22523)(Tssa 奇数段应舍去一段长度数据，而变成偶数段，按误差最小分析，理应舍去正中间一段的数值舍去正中间一段的数值。逐差法对奇数段数据的处理逐差法对奇数段数据的处理 另外，还有两种特殊情况另外，还有两种特殊情况 即可求出如果题目中数据理想情况，发现S2-S1=S3-S2=S4-S3=此时不需再用逐差法，直接使用若题设条件只有若题设条件只有又如Example 2:小球作直线运动时的频闪照片小球作直线运动时的频闪照片如图所示，已知频闪周期如图所示，已知频闪周期T=0.1sT=0.1s，小球相，小球相邻位置间距（由照片中的刻度尺量得）分邻位置间距（由照片中的刻度尺量得

10、）分别为别为O OA=6.51cmA=6.51cm，AB=5.59cmAB=5.59cm，BC=4.70cmBC=4.70cm，CD=3.80cmCD=3.80cm，DE=2.89cmDE=2.89cm，EF=2.00cmEF=2.00cm。小球在位置小球在位置A A时的速度大小时的速度大小v vA A= = m/sm/s小球运动的加速度大小小球运动的加速度大小a a= = m/sm/s2 2。O A B C D E F0.6050.90 Example 3: 下面是某同学在“研究匀变速直线运动”实验中得到的一条纸带，纸带上的点0、1、2、3、4、5是他选择的几个计数点，每两个计数点之间都有4

11、个点未画出，打点计时器工作频率是50赫兹，则打点计时器打点的时间间隔是_ S，相邻两个计数点间的间隔T=_S，小车的加速度是_ ，计数点“2”时的瞬时速度是_ ，“4”、“5”两个计数点之间的距离应是_cm8.920.430.10.021.852smsm实验中注意事项 纸带、小车、拉线和定滑轮在一条直线上，并且纸带、小车、拉线和定滑轮在一条直线上，并且滑轮不能过高，纸带与拉线要与木板平行，即固滑轮不能过高，纸带与拉线要与木板平行，即固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。置。 每隔四个点选取一个计数点（每五个点选一个计每隔四个点选取一个计数点（每五个点选一个计数点），选取数点），选取5 5个或者个或者7 7个计数点个计数点 两条纸带，一条纸带用图像法求加速度；一条纸两条纸带，一条纸带用图像法求加速度；一条纸带用逐差法求加速度带用逐差法求加速度 实验结束后带走自己制造的所有垃圾！实验结束后带走自己制造的所有垃圾！作业：课时作业2.1下周二上实验课