实验探究小车速度随时间变化的规律.ppt

2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 ——高中物理新课标教材必修1第二章第二节 观看视频1： 火箭发射 观看视频2： 飞机着陆 复习旧知： 打点计时器的使用方法。 用打点计时器如何求瞬时速度。 如何作速度-时间图像。 （1）打点计时器的使用方法： ① 把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过两个限位孔，压在复写纸的下面。 ② 把电磁打点计时器的两个接线柱用导线分别与6V的低压交流电源的接线柱相连接。 ③ 闭合电源开关，用手水平地拉动纸带，纸带上就打上一列小点。 ④ 重复实验两次，从中找出一条点清晰且在一条直线上的纸带，并进行分析。 通过测量纸带上距离较小两点的距离得出平均速度代表这两点之间某一点的瞬时速度。 如下图：可测量DF两点间的平均速度来代替E点的瞬时速度。 G （2）测瞬时速度的方法： （3）作速度-时间图像方法： ① 建立直角坐标系：在坐标纸上纵坐标表示速度、横坐标表示时间，横轴、纵轴单位长度的确定要根据实验数据的最大值、最小值合理选取，使描绘的v-t图象能充满坐标平面的大部分空间。 ② 描点：根据表中数据准确地描出各点，注意描点时要细且黑。 ③ 拟合：用一条平滑的曲线来“拟合”这些点，使他们大致均匀分布在曲线两侧。 本实验步骤： （1）把带有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳绕过滑轮，下面挂上适当的钩码，将打点计时器固定在木板上，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。 （2）把小车停在靠近打点计时器的位置。启动计时器，然后放开小车，让小车拖动纸带运动。让打点计时器在纸带上打下一行小点，随后立即关闭电源。 （3）换上新纸带，重复操作三次。 （4）改变所挂钩码的个数，按上述步骤，再做两次。 实验中可能出现的情况： 情况 分析解决 （1）小车运动时偏离木板，滑到桌面上去。 小车运动时保持纸带与打点计时器平面、拉车的线与木板之间保持平行。 （2）纸带上的点过于密集或过于稀疏。 钩码质量过小或过大，应适当选取钩码的大小。 （3）钩码下落摔在地板上引起损坏。 在钩码下落的位置垫几本书或其他软的东西。 实验数据分析： （1）请学生从一组实验中的三条纸带中选取一条点迹清晰且点迹排成直线的纸带进行处理。 （2）舍掉开头一段过于密集的，找一个适当的点作计时起点，为了减少测量误差和便于计算，每隔4个“计时点”选取一个“计数点”进行测时，相邻计数点的时间间隔为0.1秒。 （3）测量从选取的计时起点到各个计数点的距离。 （4）对Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ纸带分别进行测量，计算某点的瞬时速度，并填入预先设置好的表格。 纸带Ⅰ （50g钩码） 纸带Ⅱ （100g钩码） 纸带Ⅲ （150g钩码） 时间（s） 速度Ⅰ（m/s） 速度Ⅱ （m/s） 速度Ⅲ （m/s） 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 实验数据分析： 作速度-时间图像： 建立合适的直角坐标系，分别根据表中纸带Ⅰ的数据在坐标系中依次描点，然后拟合这些点使之成为一条光滑的曲线。对纸带Ⅱ，Ⅲ的方法亦如此。 从图像中找物理规律： 小车的速度随时间均匀增加，速度与时间呈线性关系。 例题： 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如下图给出了从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点。测得：x1=1.40cm，x2=1.90cm，x3=2.38cm，x4=2.88cm，x5=3.39cm，x6=3.38cm。那么： （1）在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：v1= cm/s,v2= cm/s, v3= cm/s, v4= cm/s, v5= cm/s。 0 1 2 3 4 5 6 x1 x2 x3 x4 x5 x6 例题： （2）在平面直角坐标系中作出v-t图象。 （3）分析小车运动速度随时间变化的规律。 解析： （1）16.50 ， 21.40 ， 26.30 ， 31.35 ， 36.30 （2）图像如右： （3）v随t均匀增加。