2022年高中物理必修第一册2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 课件PPT

实验：探究小车速度随时间变化的规律 导【学习目标】1.能熟练使用打点计时器。2.会根据相关实验器材，设计实验并完成操作。3.会处理纸带求各计数点瞬时速度。4.会设计表格并用表格处理数据。5.会用v-t图像处理数据，表示运动规律。 1实验目的(1)练习打点计时器的使用、纸带数据的处理和瞬时速度的测量方法。（2)利用纸带研究小车速度随时间变化的规律。2实验原理：利用打点计时器打出的纸带，计算和记录某个时刻的瞬时速度，作出v-t图象，寻找小车速度随时间变化的规律。3实验器材：打点计时器、纸带、电源、导线、带滑轮的长木板、小车、钩码、带小勾的细线、刻度尺、坐标纸。4打点计时器的频率为50HZ，则纸带上相邻两点之间的时间间隔为0.02s；光电门的工作原理是利用光源与光敏管相对，当滑块经过时，其上的遮光条把光遮住，与光敏管相连的电子电路自动记录遮光时间的长短，该计时系统可以测出0.001s的时间。思 议1.这个实验的操作步骤该怎么样？2.为了减小误差，在实验过程中有哪些注意事项？3.如何处理纸带上的数据？ 展、评操作步骤：①木板平放在实验桌上，使滑轮伸出桌面。②固定打点计时器，连接好电路。③小车的一端穿好纸带，另一端通过细线挂钩码，然后把纸带穿过打点计时器。小车应靠近打点计时器，勾码应该靠近滑轮端静止不动。④接通电源，等电源工作稳定后释放勾码和小车。⑤断开电源，取出纸带。⑥换上新纸带，重复操作两次。 实验注意事项①注意调整滑轮架的角度，使拉小车的细线与长木板板面平行。②小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击滑轮前应让小车停止运动，防止小车从木板上掉下来，防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰。③释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置，以便打出较多的点。④使用打点计时器打点时，先接通电源，后释放小车运动。⑤打点结束后立即关闭电源 ⑥小车另一端的钩码个数要适当，要避免速度过大或过小造成纸带上的点过于密集或稀疏。⑦要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个点取一个计数点，T=0.1s。⑧测位移x时，不要直接测量两个计数点之间的距离（读数误差较大），而应测量各计数点到计时零点的距离，读数时最好估读到分度值的下一位。 展、评1、纸带上的信息：△t=?△x=?①直接测量可得的量：位移（刻度尺测量）时间（交流电f决定）②间接测量可得的量：两点间的平均速度中间某点的瞬时速度 4、求各点瞬时速度（平均速度→瞬时速度）3201△x0△x1△x2△x3位置编号∆t/s∆X/mv/(m·s-1)01234 2、怎样分析和选取纸带上的点？①开头过于密集的点舍去，从清楚的点开始定计数点②若纸带上的点与点之间的距离较小，可取多个时间间隔为一个计数时间间隔，一般每隔5个间隔取一个计数点（每两个计数点之间的时间间隔是0.1s）③取5-6个计数点为宜，标号0,1,2,3…012345 ①列表法位置编号012345时间（s)00.10.20.30.40.5V1(m/s)0.3200.5500.7400.9451.1351.375V2(m/s)0.3200.5500.7400.9451.1351.375V3(m/s)0.3200.5500.7400.9451.1351.375 ②图像法（v-t图）：建系：根据所得的数据，选择合适的标度建系，使图像尽可能分布在坐标系平面的大部分面积。描点：根据所得数据确定点的位置，观察思考点的分布规律。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，画出这条直线，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。若v-t图上某个点明显偏离直线，可能是什么原因？怎么处理这个点？ 1.61.20.80.40.10.20.30.40.5计数点012345v瞬0.3200.5500.7400.9451.1351.375t00.10.20.30.40.5结论：从图像中可以看出物体做匀加速直线运动 检1.运动的物体带动纸带被打点计时器打上一系列的点,这些点的距离不一定相等,但这些点能说明()A运动物体在一段时间内的位移B运动物体在一段时间内的运动快慢C运动物体在某时刻的位置D运动物体的运动性质ABCD 2.通过打点计时器得到的一条纸带上的点子不均匀，下列判断正确的是(   )A点子密集的地方物体的运动速度比较大B点子密集的地方物体的运动速度比较小C点子不均匀说明物体在做变速运动D点子不均匀说明打点计时器有故障BC 3.在你练习使用打点计时器时,小车拖动纸带并在上面打下一系列的小点，根据你所打出纸带，在判断纸带表示的运动是匀速直线运动还是变速直线运动时()A应通过测量纸带表示的运动的全程来判断B必须通过计算任意两点间的平均速度来判断C必须通过计算全程的平均速度来计算D可以通过测量每相邻两点间的距离，看其是否相同来判断AD 4.某同学在做“探究小车速度随时间变化规律”的实验时，打点计时器所用电源的频率是50HZ，在实验中得到一条点迹清晰的纸带，他把某一点记作起始点，再选依次相邻的6个点作为测量点，分别是A、B、C、D、E和F，如下图所示．①在做用打点计时器测速度的实验时，要用到打点计时器，打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50Hz，常用的电磁打点计时器和电火花打点计时器使用的是（直流电，交流电），它们是每隔0.02s打一个点。②如果测得C、D距离2.7cm,D、E距离2.9cm.则在D点小车速度是1.4m/s。 ③该同学分别算出打各点时小车的速度，然后根据数据在坐标系中描点(如图所示)，由此可求得小车的加速度5m/s-2