高中物理 第2章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 1 實(shí)驗(yàn) 探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律課件 新人教版必修1.ppt

《高中物理 第2章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 1 實(shí)驗(yàn) 探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律課件 新人教版必修1.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第2章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 1 實(shí)驗(yàn) 探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律課件 新人教版必修1.ppt（25頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第二章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究,1 實(shí)驗(yàn):探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.進(jìn)一步練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及利用紙帶求速度。 2.學(xué)會(huì)利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算各點(diǎn)瞬時(shí)速度的方法。 3.學(xué)會(huì)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并能根據(jù)v-t圖象描述小車運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。 二、實(shí)驗(yàn)原理 1.瞬時(shí)速度的求法:計(jì)算打各計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的速度,應(yīng)在計(jì)數(shù)點(diǎn)附近取一段很短的時(shí)間Δt,用Δt內(nèi)的平均速度當(dāng)作打該計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度。(學(xué)完本章第3節(jié)后可根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)某段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度,即 。求出打第n個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度) 2.用描點(diǎn)法畫出小車的v-t圖象,圖線的傾斜程度表示加速度的大小,如果v-t圖象是一條傾斜的直線,說明物體的速度是均勻變化的。,,,,三、實(shí)驗(yàn)器材 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、學(xué)生電源、復(fù)寫紙、紙帶、導(dǎo)線、一端帶有滑輪的長木板、小車、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、坐標(biāo)紙。,四、實(shí)驗(yàn)步驟 1.按圖所示,把附有滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上,并使滑輪伸出桌面。把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上沒有滑輪的一端,連接好電路。,2.把一條細(xì)繩拴在小車上,使細(xì)繩跨過定滑輪,下邊掛上合適的鉤碼。把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,并把紙帶的一端固定在小車的后面。 3.把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,先接通電源,后釋放小車,讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列小點(diǎn),隨后立即關(guān)閉電源。 4.換上新的紙帶,重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次。 5.增減所掛鉤碼,按以上步驟再做兩次實(shí)驗(yàn)。,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),典例剖析,當(dāng)堂檢測,一、數(shù)據(jù)處理 1.紙帶的選取和處理 (1)多條紙帶中選取一條點(diǎn)跡清晰且點(diǎn)跡排成直線的紙帶進(jìn)行處理。 (2)舍掉開頭一段過于密集的點(diǎn),找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)作計(jì)時(shí)起點(diǎn),為了減少測量誤差和便于計(jì)算,每隔4個(gè)“計(jì)時(shí)點(diǎn)”選取一個(gè)“計(jì)數(shù)點(diǎn)”進(jìn)行測時(shí),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.1秒。 (3)測量距離時(shí)從選取的計(jì)時(shí)起點(diǎn)到各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離。,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),典例剖析,當(dāng)堂檢測,2.數(shù)據(jù)處理 (1)表格法: ①從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶,舍掉開始一些比較密集的點(diǎn),在后面便于測量的地方找一個(gè)開始點(diǎn),作為計(jì)數(shù)始點(diǎn),以后依次每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),并標(biāo)明0、1、2、3、4、…,測量各計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、…到計(jì)數(shù)點(diǎn)0的距離x,并記錄在表中。,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),典例剖析,當(dāng)堂檢測,②分別計(jì)算出與所求點(diǎn)相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離Δx1、Δx2、Δx3、…。 ③利用一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求得各計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5的瞬時(shí)速度,填入上面的表格中。 ④根據(jù)表格的數(shù)據(jù),分析速度隨時(shí)間怎么變化。,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),典例剖析,當(dāng)堂檢測,(2)圖象法: ①在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系,橫軸表示時(shí)間,縱軸表示速度,并根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)。,②畫一條直線,讓這條直線通過盡可能多的點(diǎn),不在線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè),偏差比較大的點(diǎn)忽略不計(jì),如圖所示。 ③觀察所得到的直線,分析物體的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),典例剖析,當(dāng)堂檢測,二、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 1.開始釋放小車時(shí),應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。 2.應(yīng)該是先接通電源,再釋放小車。 3.斷開電源,取下紙帶。 4.如打出的點(diǎn)較輕或是短線時(shí),應(yīng)調(diào)整振針距復(fù)寫紙的高度。 5.選擇一條理想的紙帶,“理想”是指紙帶上的點(diǎn)跡清晰,舍棄點(diǎn)密集的部分,適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)(注意計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)時(shí)點(diǎn)的區(qū)別),弄清楚所選時(shí)間間隔T等于多少秒。 6.每打好一條紙帶,將定位軸上的復(fù)寫紙換個(gè)位置,以保證打點(diǎn)清晰。 7.不要分段測量各段位移,應(yīng)盡可能地一次測量完畢(可先統(tǒng)一量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)數(shù)起點(diǎn)0之間的距離)。讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到毫米的下一位。,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),典例剖析,當(dāng)堂檢測,三、誤差分析 1.木板的粗糙程度不同,摩擦不均勻。 2.根據(jù)紙帶測量的位移有誤差,從而計(jì)算出的瞬時(shí)速度有誤差。 3.作v-t圖象時(shí)單位選擇不合適或人為作圖不準(zhǔn)。,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),典例剖析,當(dāng)堂檢測,【例題1】 在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)有如下操作步驟,其中錯(cuò)誤或遺漏的步驟有(遺漏步驟可編上序號(hào)G、H……) A.拉住紙帶,將小車移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處放開紙帶,再接通電源 B.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上沒有滑輪的一端,并接好電路 C.把一條細(xì)繩拴在小車上,細(xì)繩跨過定滑輪,下面吊著適當(dāng)重的鉤碼 D.取下紙帶 E.將平板一端抬高,輕推小車,使小車能在平板上做勻速運(yùn)動(dòng) F.將紙帶固定在小車尾部,并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔 (1)所列步驟中有錯(cuò)誤的是 。 (2)遺漏的步驟: 。 (3)將以上步驟完善后寫出合理的步驟順序: 。,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),典例剖析,當(dāng)堂檢測,解析:(1)步驟A中應(yīng)先通電,再放紙帶,順序不能顛倒;D中取下紙帶前應(yīng)先斷開電源。 (2)遺漏的步驟G:換上新紙帶,重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。 (3)步驟完善后,合理的實(shí)驗(yàn)步驟順序?yàn)锽FECADG。 答案:見解析,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),典例剖析,當(dāng)堂檢測,【例題2】 導(dǎo)學(xué)號(hào)19970035電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器都是一種計(jì)時(shí)儀器,電源的頻率為50 Hz,在探究“小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),某同學(xué)得到了幾條較為理想的紙帶,他已在每條紙帶上按每5個(gè)點(diǎn)取好一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),即兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1 s,依打點(diǎn)的先后順序編為0、1、2、3、4、5、6,測得 x1=1.40 cm,x2=1.90 cm,x3=2.38 cm,x4=2.88 cm, x5=3.39 cm,x6=3.87 cm。那么:,(1)在計(jì)時(shí)器打點(diǎn)1時(shí),小車的速度為v1= cm/s;,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),典例剖析,當(dāng)堂檢測,(2)根據(jù)下表在平面直角坐標(biāo)系中作出v-t圖象(以第0點(diǎn)為t=0時(shí)刻)。,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),典例剖析,當(dāng)堂檢測,(3)將圖線延長與縱軸相交,交點(diǎn)的速度大小是 cm/s,表示的物理意義是 。 (4)根據(jù)圖象求得小車運(yùn)動(dòng)的加速度為 m/s2。 點(diǎn)撥:物體做勻變速運(yùn)動(dòng)時(shí),中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這一過程的平均速度。在v-t圖象中,圖線的斜率表示物體的加速度。,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),典例剖析,當(dāng)堂檢測,解析:(1)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1 s。計(jì)時(shí)器打點(diǎn)1時(shí),小車的速度為,(2)圖象如圖所示,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),典例剖析,當(dāng)堂檢測,(3)從圖象上可以讀出交點(diǎn)的速度大小是12 cm/s,表示打第0點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度。 (4)圖線的斜率表示小車運(yùn)動(dòng)的加速度,即,答案:(1)16.50 (2)見解析圖 (3)12 打第0點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度 (4)0.50,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),典例剖析,當(dāng)堂檢測,1,2,3,4,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),典例剖析,當(dāng)堂檢測,1.在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,下列說法錯(cuò)誤的是( ) A.木板不能側(cè)向傾斜,也不能一端高一端低 B.在釋放小車前,小車應(yīng)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置 C.應(yīng)先接通電源,待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車 D.要在小車到達(dá)滑輪前使小車停止運(yùn)動(dòng) 解析:木板不能側(cè)向傾斜是對(duì)的,否則小車在運(yùn)動(dòng)中不能沿直線運(yùn)動(dòng),很有可能側(cè)向滑離木板;但如果一端高一端低,小車仍然做勻變速直線運(yùn)動(dòng),這樣對(duì)實(shí)驗(yàn)并沒有影響。 答案:A,1,2,3,4,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),典例剖析,當(dāng)堂檢測,2.(多選)關(guān)于紙帶上打點(diǎn)間隔的分析,下列說法正確的是 ( ) A.沿著點(diǎn)跡運(yùn)動(dòng)的方向看去,點(diǎn)間距離越來越小,說明紙帶在做加速運(yùn)動(dòng) B.沿著點(diǎn)跡運(yùn)動(dòng)的方向看去,點(diǎn)間距離越來越小,說明紙帶在做減速運(yùn)動(dòng) C.紙帶上點(diǎn)間間隔相等,表示紙帶是勻速運(yùn)動(dòng)的 D.紙帶上點(diǎn)間間隔相等,表示紙帶是變速運(yùn)動(dòng)的 解析:紙帶上點(diǎn)間間隔相等,由 知紙帶運(yùn)動(dòng)是勻速的,若沿點(diǎn)跡運(yùn)動(dòng)的方向看去,點(diǎn)間距離越來越小,即Δx變小而時(shí)間Δt不變,說明紙帶在做減速運(yùn)動(dòng)。 答案:BC,1,2,3,4,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),典例剖析,當(dāng)堂檢測,3.在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,關(guān)于計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔的下列說法中正確的是( ) A.每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.10 s B.每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.08 s C.每隔五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.10 s D.每隔五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.08 s 解析:本實(shí)驗(yàn)用的電源為50 Hz的交變電流,則相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T= s=0.02 s,所以每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.10 s,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;每隔5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)則有6個(gè)時(shí)間間隔,總間隔為0.02×6 s=0.12 s,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。 答案:A,1,2,3,4,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),典例剖析,當(dāng)堂檢測,4. 某同學(xué)在探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中獲得一條紙帶,如圖所示。,(1)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz,則紙帶上打相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為 。 (2)A、B、C、D是紙帶上的四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),每兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出,從圖中讀出A、B兩點(diǎn)間距 s= ;C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度是 (計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。,1,2,3,4,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),典例剖析,當(dāng)堂檢測,答案:(1)0.02 s (2)0.70 cm 0.100 m/s,