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

第二章 匀变速直线运动的研究 章知识内容考试要求学考选考匀变速直线运动的研究速度与时间、位移与时间的关系dd自由落体运动cc伽利略对自由落体运动的研究aa实验:探究小车速度随时间变化的规律√√ 第1节 实验:探究小车速度随时间变化的规律 1.知道实验目的,说出实验中各器材的作用,正确安装器材并进行实验操作;会正确使用打点计时器。2.会选择点迹清晰的纸带,标出合理的计数点,测量各计数点间的距离。3.会近似计算各计数点的瞬时速度。4.能建立标度合适的v-t坐标系,并正确地描点,能用一条曲线(包括直线)拟合图象中的点,作出v-t图象。5.能根据图象说出小车速度随时间变化的特点;能从v-t图象中分析出匀变速直线运动的速度随时间的变化规律。学习目标 实验基础 实验探究一、数据处理1.对纸带进行测量及计算(1)从纸带中选取便于测量的点作为计数始点,以后依次每五个点取一个计数点,并标明0,1,2,3,4…测量各计数点到0点的距离x,并记录在表中。位置编号012345时间t/sx/mv/(m·s-1) (2)分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距离x1,x2,x3…2.作出小车运动的v-t图象(1)定标度、描点:坐标轴的标度选取要合理,并根据表格中的数据在此坐标系中描点。(2)连线:画一条直线,让这条直线通过尽可能多的点,不在线上的点均匀分布在直线的两侧。 二、误差分析产生原因减小方法偶然误差根据纸带测量的位移有误差测量各计数点到起始点的距离而不是直接测量相邻计数点间的距离系统误差木板的粗糙程度不完全相同尽量选用粗糙程度均匀的木板 三、注意事项1.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。3.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。4.牵引小车的钩码个数要适当,以免加速度过大而使纸带上的点太少,或者加速度太小,而使各段位移差别不大,使误差增大。5.画v-t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。 典例研习类型一 器材选择与实验操作[例1]某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时,由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理,他从实验室里借取了如下器材: 解析:(1)实验中不需要测质量,故不需要天平;所用打点计时器是电火花打点计时器,故不需要学生电源。答案:(1)天平、学生电源(1)上面图片中哪些器材是多余的:(请回答仪器名称)。 (2)某同学做此实验时步骤如下: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C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面挂上适当的钩码D.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限位孔F.换上新纸带,重复操作三次,然后从各纸带中选取一条清晰的进行数据处理其中错误或遗漏的步骤有和。(只需填序号) 解析:(2)其中错误或遗漏的步骤有:A.应该先接通电源,然后再释放纸带,这样可以保持打点的稳定以及提高纸带的利用率,尽量多在纸带上打点;D.在结束后应先断开电源后取走纸带。答案:(2)AD 解析:(3)实验步骤要遵循先安装器材后进行实验的原则进行,故正确的操作步骤为BECADF。答案:(3)BECADF(3)将(2)中的步骤完善后,合理的顺序是。 类型二 实验数据处理[例2]在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时,(1)某同学是采用v-t图象来求加速度的。如图1是实验中打出的一条纸带的一部分,纸带上标出了连续的3个计数点,依次为B,C,D,相邻计数点之间还有4个点没有画出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。打点计时器打C点时,小车的速度为m/s。(结果保留两位有效数字) 答案:(1)0.44 (2)其余各点的速度都标在了v-t坐标系中,如图2所示。t=0.10s时,打点计时器恰好打B点。请你将(1)中所得结果标在图2所示坐标系中(其他点已标出),并作出小车运动的v-t图线;利用图线可知,小车速度随时间增加,小车做加速度的加速直线运动,其加速度a=m/s2。(结果保留两位有效数字) 答案:(2)不变1.0 规律方法作图象的规范要求(1)明确坐标轴的意义并选取合适标度,既要把数据标注在图象上,又要匀称直观。(2)如果图象是直线,要求尽可能多的点落在直线上,不在直线上的点应均匀分布在直线两侧;如果图线是曲线,要用平滑的曲线连接各点。