新人教版高中物理必修1第二章教学课件：2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律.pptVIP

2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 第二章 匀变速直线运动的研究 实验准备 一、实验目的 1．进一步练习使用打点计时器． 2．利用v-t图象处理数据，并据此判断物体的运动性质． 3．能根据实验数据求加速度． 二、实验原理 1．利用打点计时器所打纸带的信息，代入计算式 vn＝ ，即用以n点为中心的一小段位移的平均速度代替n点的瞬时速度． 2．用描点法作出小车的v－t图象，根据图象的形状判断小车的运动性质．若所得图象为一条倾斜直线则表明小车做匀变速直线运动． 3．利用v －t图象求出小车的加速度． 三、实验器材 打点计时器、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源． 实验操作 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，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，重复实验三次． 5．测出的a发生变化，本章研究v与t的关系，应使a不变，变化G使a变化很大． 二、数据处理 1．表格法． (1)从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个点，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……如图所示． 位置 1 2 3 4 5 6 长度 x1 x2 x3 x4 x5 x6 各段长度 0～2 1～3 2～4 3～5 4～6 时间间隔 v/(m·s－1) (2)依次测出01、02、03、04……的距离x1、x2、x3、x4……填入表中. 2．图象法． (1)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． (2)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，偏差比较大的点忽略不计，如图所示． (3)观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律． (4)根据所画v-t图象求出小车运动的加速度a＝ . 三、误差分析 1．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误差． 3．作v-t图象时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差． 四、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．打点完毕，立即断开电源． 4．选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点迹密集部分，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T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数点，一般在纸带上每隔4个点取一个计数点，即时间间隔为t＝0.02×5 s＝0.1 s. 7．在坐标纸上画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． 典例精析 类型一　实验操作的合理性 【典例1】　在研究匀变速直线运动的实验中，某同学操作以下实验步骤，其中错误或遗漏的步骤有(遗漏步骤可编上序号G、H……)(　　) 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平板上，并接好电路 C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码 D．取下纸带 E．将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀速运动 F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔 (1)所列步骤中有错误的是_____________________． (2)遗漏的步骤是____________________________． (3)将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序是_____． 解析：(1)步骤A中应先通电，再放纸带，顺序不能颠倒；D中取下纸带前应先断开电源；E中操作时应不挂钩码． (2)遗漏的步骤G：换上新纸带，重复实验三次． (3)步骤完善后，合理的实验步骤顺序为：BFECADG. 答案：(1)A中应先通电，再放纸带；D中取下纸带前应先断开电源；E中操作时应不挂钩码 (2)G：换上新纸带，重复实验三次 (3) BFECADG 类型二　实验数据的分析处理 【典例2】　在用电火花计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，图甲是一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出(电源频率为50 Hz)． (1)根据运动学有关公式可求得vB＝1.38 m/s，vC＝________m/s，vD＝3.9