1实验：探究小车速度随时间变化的规律课件.ppt

1、必修必修1 第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究第二章匀变速直线运动的研究第二章匀变速直线运动的研究第1页，共29页。必修必修1 第二章第二章 匀变速直线运动的研究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实验：探究小车速度随时间变化的规律 实验目的实验目的(1)进一步练习打点计时器的使用、纸带的数据处理和测进一步练习打点计时器的使用、纸带的数据处理和测量瞬时速度的方法量瞬时速度的方法(2)用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车速度随时间变化的规律小车速度随时间变化的规律第2页，共29页。必修必修1 第二章第

2、二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究 实验原理实验原理利用打点计时器打出的纸带上记录的数据，计算出各利用打点计时器打出的纸带上记录的数据，计算出各时刻的速度，再作出速度时刻的速度，再作出速度时间的关系图象时间的关系图象1某点的瞬时速度一般用一小段时间内的平均速度代替某点的瞬时速度一般用一小段时间内的平均速度代替2若若vt图象为一倾斜直线，则物体做匀变速直线运动图象为一倾斜直线，则物体做匀变速直线运动，图线的斜率表示加速度，图线的斜率表示加速度 实验器材实验器材打点计时器、学生电源、复写纸、纸带、导线，一端打点计时器、学生电源、复写纸、纸带、导线，一端带有滑轮的长木板、小车、细绳、钩码

3、、刻度尺、坐带有滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、坐标纸标纸 实验过程实验过程第3页，共29页。必修必修1 第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究一、实验步骤一、实验步骤1如图所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，如图所示，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，连接好电路没有滑轮的一端，连接好电路第4页，共29页。必修必修1 第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究2把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，把

4、纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端挂上钩码，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上打下一列小点4换上新的纸带，重复实验两次换上新的纸带，重复实验两次5增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验第5页，共29页。必修必修1 第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究二、数据处理二、数据处理1纸带的选取纸带的选取从三条纸带中选择一条比较

5、理想的纸带，舍掉开头从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头一些过于密集的点，在后面便于测量的地方找一个一些过于密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点来确定计数点开始点来确定计数点说明说明为了计算方便和减小误差，通常用连续打为了计算方便和减小误差，通常用连续打五个点的时间作为时间间隔，即五个点的时间作为时间间隔，即T0.1 s.第6页，共29页。必修必修1 第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究2采集数据的方法采集数据的方法如图所示，一般不是直接测量相邻两个计数点间的如图所示，一般不是直接测量相邻两个计数点间的距离，而是先测量出各个计数点到计时零点的距离距离，而是先测量

6、出各个计数点到计时零点的距离x1、x2、x3、x4、x5，再计算出相邻的两个计数点的，再计算出相邻的两个计数点的距离距离x1x1，x2x2x1，x3x3x2，x4x4x3，x5x5x4.第7页，共29页。必修必修1 第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究第8页，共29页。必修必修1 第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究4设计表格并记录相关数据设计表格并记录相关数据将各计数点对应的时刻及瞬时速度填入下表中，并据将各计数点对应的时刻及瞬时速度填入下表中，并据此分析速度随时间的变化关系此分析速度随时间的变化关系.计数点序号计数点序号n012345时间时间t/s00.

7、10.20.30.40.5相邻两计数点间的距相邻两计数点间的距离离x/m对应计数点的速度对应计数点的速度v/(ms1)第9页，共29页。必修必修1 第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究5.作出小车运动的作出小车运动的vt图象图象(1)在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点据在坐标系中描点(2)画一条直线，让这条直线通过尽可能多画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在直线上的点均匀分布在直线的的点，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点忽略不计，

8、如图所两侧，偏差比较大的点忽略不计，如图所示示(3)观察所得到的直线，可知小车运动的观察所得到的直线，可知小车运动的vt图象是一条图象是一条倾斜的直线，说明小车做速度均匀变化的直线运动倾斜的直线，说明小车做速度均匀变化的直线运动第10页，共29页。必修必修1 第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究第11页，共29页。必修必修1 第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究 误差分析误差分析1木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀2根据纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬时速度有根据纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬时速度有误差误差3作作vt图象

9、时单位选择不合适或人为作图不准确图象时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差带来误差 注意事项注意事项1开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器2先接通电源，等打点稳定后，再释放小车先接通电源，等打点稳定后，再释放小车3打点完毕，立即断开电源打点完毕，立即断开电源第12页，共29页。必修必修1 第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究4选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点密集部分，选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点密集部分，适当选取计数点适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别注意计数点与计时点的区别)，弄清楚，弄清楚所选的时间间隔所选的时间间隔

10、T等于多少秒等于多少秒5要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，当小车到达要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，当小车到达滑轮前及时用手按住滑轮前及时用手按住6要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，一般在纸带上每隔数点，一般在纸带上每隔4个点取一个计数点，即时个点取一个计数点，即时间间隔为间间隔为t0.025 s0.1 s.7在坐标纸上画在坐标纸上画vt图象时，注意坐标轴单位长度图象时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图象尽量分布在较大的坐标平面内的选取，应使图象尽量分布在较大的坐标平面内第13页，共29页。必修必修1 第二章第二章 匀变速直线运动的

11、研究匀变速直线运动的研究对实验操作的考查对实验操作的考查在在“探究小车速度随时间变化的规律探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，利用打点的实验中，利用打点计时器在纸带上打的点记录小车的运动情况某同学做此计时器在纸带上打的点记录小车的运动情况某同学做此实验时步骤如下：实验时步骤如下：A拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，放拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，放开纸带，再接通电源开纸带，再接通电源B将打点计时器固定在长木板上，并接好电路将打点计时器固定在长木板上，并接好电路第14页，共29页。必修必修1 第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究C把一条绳拴在小车上，细绳跨过定滑

12、轮，下面把一条绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面挂上适当的钩码挂上适当的钩码D小车停止运动后，直接取下纸带小车停止运动后，直接取下纸带E将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔限位孔F换上新纸带，重复操作三次，然后从所有纸带中选取换上新纸带，重复操作三次，然后从所有纸带中选取一条点迹清晰的进行数据处理一条点迹清晰的进行数据处理其中错误或遗漏的步骤有：其中错误或遗漏的步骤有：(1)_；(2)_。将以上步骤完善后按合理的顺序填写在下面横线：将以上步骤完善后按合理的顺序填写在下面横线：_第15页，共29页。必修必修1 第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀

13、变速直线运动的研究(3)实验前，应让小车停在靠近打点计时器的位置，实验前，应让小车停在靠近打点计时器的位置，这样可以最大限度地利用纸带的有限长度这样可以最大限度地利用纸带的有限长度(4)实验时，应先启动打点计时器，后释放小车实验时，应先启动打点计时器，后释放小车(5)要避免小车和滑轮相碰，在小车到达滑轮前要及时用要避免小车和滑轮相碰，在小车到达滑轮前要及时用手按住小车手按住小车(6)打完一条纸带要立即关闭电源，避免其因线圈过打完一条纸带要立即关闭电源，避免其因线圈过热而损坏热而损坏第16页，共29页。必修必修1 第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究解析：解析：实验过程中应先接

14、通电源，再放开纸带，取实验过程中应先接通电源，再放开纸带，取纸带前应先断开电源，所以错误操作是步骤纸带前应先断开电源，所以错误操作是步骤A、D.错误操作：错误操作：(1)A选项中应先接通电源，再释放纸带；选项中应先接通电源，再释放纸带；(2)D选项中取纸带前应先断开电源选项中取纸带前应先断开电源答案：答案：BECADF.第17页，共29页。必修必修1 第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究关于关于“探究小车速度随时间变化的规律探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下的实验操作，下列说法错误的是列说法错误的是()A长木板不能侧向倾斜，也不能一端高一端低长木板不能侧向倾斜，也不

15、能一端高一端低B在释放小车前，小车应紧靠在打点计时器上在释放小车前，小车应紧靠在打点计时器上C应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车小车D要在小车到达定滑轮前使小车停止运动要在小车到达定滑轮前使小车停止运动第18页，共29页。必修必修1 第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究解析：解析：实验过程中，长木板应平放，故实验过程中，长木板应平放，故A项正项正确；在释放小车前，小车应在靠近打点计时器处确；在释放小车前，小车应在靠近打点计时器处，不能紧靠在打点计时器上，故，不能紧靠在打点计时器上，故B项不正确；应项不正确；应先通电，后放小

16、车，故先通电，后放小车，故C项正确；不能让小车碰项正确；不能让小车碰到滑轮上，故到滑轮上，故D正确，本题选错误的，故选正确，本题选错误的，故选B.答案：答案：B第19页，共29页。必修必修1 第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究实验数据的处理实验数据的处理在在“探究小车速度随时间变化的规律探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，从的实验中，从0点开始每点开始每5个点取个点取1个计数点的纸带如图所示，其中个计数点的纸带如图所示，其中，0、1、2、3、4、5、6都是计数点测得都是计数点测得x11.40 cm，x21.90 cm，x32.38 cm，x42.88 cm，x53.39

17、 cm，x63.87 cm.第20页，共29页。必修必修1 第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究(1)在打点计时器打出点在打点计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别时，小车的速度分别为为v1_ cm/s，v2_ cm/s，v3_ cm/s，v4_ cm/s；v5_ cm/s；(2)在平面直角坐标系中作出小车运动的在平面直角坐标系中作出小车运动的vt图象；图象；(3)分析小车的速度随时间变化的规律分析小车的速度随时间变化的规律第21页，共29页。必修必修1 第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究第22页，共29页。必修必修1 第二章第二章 匀变速直线运

18、动的研究匀变速直线运动的研究(2)以时间以时间t为横轴，速度为横轴，速度v为纵轴，为纵轴，建立直角坐标系建立直角坐标系根据以上计算出来的各计数时刻的速根据以上计算出来的各计数时刻的速度值，用描点法即可作出小车运动的度值，用描点法即可作出小车运动的vt图象，如图所示图象，如图所示(3)由图可知，描绘小车运动的由图可知，描绘小车运动的vt图象是一条向上倾斜的直线，可判断图象是一条向上倾斜的直线，可判断小车的速度是随时间均匀增加的小车的速度是随时间均匀增加的答案：答案：(1)16.5021.4026.3031.3536.30(2)见解见解析析(3)小车的速度是随时间均匀增加的小车的速度是随时间均匀增

19、加的第23页，共29页。必修必修1 第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究【反思领悟】【反思领悟】(1)处理纸带时，一定要分清计时点和处理纸带时，一定要分清计时点和计数点的区别，搞清计数点之间的时间间隔计数点的区别，搞清计数点之间的时间间隔T(2)小车的速度随时间均匀增加，意味着其加速度恒定小车的速度随时间均匀增加，意味着其加速度恒定第24页，共29页。必修必修1 第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究如图所示为小车带动纸带用打点计时器测定速度与如图所示为小车带动纸带用打点计时器测定速度与时间的关系打出的一条纸带，时间的关系打出的一条纸带，A、B、C、D、E为在

20、为在纸带上所选的测量点，相邻测量点的时间间隔为纸带上所选的测量点，相邻测量点的时间间隔为0.1 s，试求：，试求：(1)打点计时器打下打点计时器打下B、C、D各点时小车的速度各点时小车的速度(2)画出小车的速度画出小车的速度时间图象时间图象(3)求出小车的加速度，分析运动规律求出小车的加速度，分析运动规律第25页，共29页。必修必修1 第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究第26页，共29页。必修必修1 第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究(2)将数据填表并画图象将数据填表并画图象测量点测量点BCD时刻时刻t/s0.10.20.3瞬时速度瞬时速度v/(ms1)0.260.300.34第27页，共29页。必修必修1 第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究答案：答案：见解析见解析第28页，共29页。必修必修1 第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究练规范、练速度、练技能练规范、练速度、练技能随堂演练随堂演练返回目录返回目录第29页，共29页。