高一物理實驗探究小車速度隨時間的規(guī)律

1、第二章 勻變速直線運動的研究實驗預(yù)備知識一、實驗的重要性一、實驗的重要性 (自學(xué)自學(xué))三、誤差和有效數(shù)字三、誤差和有效數(shù)字二、怎樣做好物理實驗二、怎樣做好物理實驗 1、不僅動手，而且動腦、不僅動手，而且動腦 2、實事求是，尊重事實、實事求是，尊重事實 3、謹(jǐn)慎操作，細(xì)心分析、謹(jǐn)慎操作，細(xì)心分析飛鷗網(wǎng)飛鷗網(wǎng) 1、誤差：測量值跟被測量的真實值之間的差異、誤差：測量值跟被測量的真實值之間的差異（系統(tǒng)誤差）（系統(tǒng)誤差）（偶然誤差）（偶然誤差）誤差來源誤差來源：儀器本身缺陷、實驗方法不完善：儀器本身缺陷、實驗方法不完善減小辦法減小辦法：利用精密儀器、改進(jìn)實驗方法：利用精密儀器、改進(jìn)實驗方法誤差來源誤差來

2、源：實驗人員操作的讀數(shù)不準(zhǔn)確等偶然因素：實驗人員操作的讀數(shù)不準(zhǔn)確等偶然因素減小辦法減小辦法：多次測量取平均值：多次測量取平均值特點特點：多次測量的結(jié)果總是大于（或小于）真實值：多次測量的結(jié)果總是大于（或小于）真實值特點特點：多次測量測量時偏大和偏小的機會比較接近：多次測量測量時偏大和偏小的機會比較接近飛鷗網(wǎng)飛鷗網(wǎng) 2、絕對誤差和相對誤差、絕對誤差和相對誤差絕對誤差測量值真實值100%絕對誤差相對誤差測量值測量值測量值：實際測量的結(jié)果實際測量的結(jié)果真實值真實值：一般取多次測量取平均的結(jié)果（或已知）一般取多次測量取平均的結(jié)果（或已知）嚴(yán)格來講分母應(yīng)為真實值，實際估算時則用測量值代替飛鷗網(wǎng) 3 3、

3、有效數(shù)字、有效數(shù)字分度值為分度值為1mm的尺需估讀到毫米的下一位的尺需估讀到毫米的下一位xa=13.3mmxb=19.0mm三位有效數(shù)字三位有效數(shù)字科學(xué)計數(shù)法科學(xué)計數(shù)法特別大的數(shù)字或特別小的數(shù)字特別大的數(shù)字或特別小的數(shù)字30.00636.3 10mm53840000003.84 10mkm中學(xué)階段運算結(jié)果一般取中學(xué)階段運算結(jié)果一般取兩位或三位兩位或三位有效數(shù)字有效數(shù)字探究小車速度隨時間變化的關(guān)系探究小車速度隨時間變化的關(guān)系實驗1、實驗?zāi)康?、實驗原理3、實驗器材4、實驗步驟5、注意事項6、數(shù)據(jù)處理7、實驗結(jié)論、誤差分析飛鷗網(wǎng) 一、實驗?zāi)康膶W(xué)會打點計時器的使用、紙帶數(shù)據(jù)處理、學(xué)會打點計時器的使用

4、、紙帶數(shù)據(jù)處理、測瞬時速度以及速度時間圖象的基礎(chǔ)上，測瞬時速度以及速度時間圖象的基礎(chǔ)上，運用這些知識和技能探究小車速度隨時間運用這些知識和技能探究小車速度隨時間變化的關(guān)系。變化的關(guān)系。 二、實驗原理(1)(1)了解了解打點計時器是打點計時器是一種使用一種使用交流電源交流電源的的計時計時儀器儀器，它每隔，它每隔0.02s0.02s打一個點（由于打一個點（由于電源頻率電源頻率是是50hz50hz）。）。 (2) (2) 紙帶上的紙帶上的點表示點表示了相應(yīng)運動物體在不同時了相應(yīng)運動物體在不同時刻的刻的位置位置，研究紙帶上所打點的間隔，就可以，研究紙帶上所打點的間隔，就可以了解物體運動的情況。了解物體

5、運動的情況。利用打點計時器打下的利用打點計時器打下的紙帶分析，紙帶分析，平均速度 瞬時速度 三、實驗儀器 打點計時器；紙帶；復(fù)寫紙片；打點計時器；紙帶；復(fù)寫紙片；低壓交流電源低壓交流電源；小車；細(xì)繩；一端；小車；細(xì)繩；一端附有滑輪的長木板；附有滑輪的長木板；刻度尺刻度尺；鉤碼；鉤碼；導(dǎo)線導(dǎo)線 注意注意: :區(qū)分電火花打點計時器區(qū)分電火花打點計時器-交流電壓交流電壓220v220v實驗原理示意圖飛鷗網(wǎng) 把一端附有滑輪的長木板水平放在實驗桌上，把一端附有滑輪的長木板水平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上遠(yuǎn)離滑輪的一端，連接好電路板上遠(yuǎn)

6、離滑輪的一端，連接好電路 把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，啟動電源，然后放開小車，邊掛上合適的鉤碼，啟動電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打完一條后，關(guān)閉電源讓小車拖著紙帶運動，打完一條后，關(guān)閉電源 換上紙帶，重復(fù)操作三次換上紙帶，重復(fù)操作三次四、實驗步驟飛鷗網(wǎng)飛鷗網(wǎng) 五、注意事項1、在安裝儀器時，要注意讓滑輪伸出桌面外；、在安裝儀器時，要注意讓滑輪伸出桌面外；細(xì)繩應(yīng)與木板平行；細(xì)繩應(yīng)與木板平行；2、固定打點計時器時應(yīng)讓限位孔處在長木板的中央固定打點計時器時應(yīng)讓限位孔處在長木板的中央位置。位置。打點計時器應(yīng)與低壓電源打點計

7、時器應(yīng)與低壓電源46v交流輸出連接；交流輸出連接；如果用電火花計時器，不再需要使用低壓電源。如果用電火花計時器，不再需要使用低壓電源。3、先接通電源，后讓紙帶運動，打點結(jié)束后、先接通電源，后讓紙帶運動，打點結(jié)束后立即關(guān)閉電源。立即關(guān)閉電源。4 4小車應(yīng)由緊靠打點計時器處開始釋放，在撞擊長小車應(yīng)由緊靠打點計時器處開始釋放，在撞擊長木板末端前應(yīng)讓小車停止運動木板末端前應(yīng)讓小車停止運動,防止小車從板上掉下防止小車從板上掉下來。來。5 5選擇紙帶的原則：點跡清晰選擇紙帶的原則：點跡清晰8 8注意計時點和計數(shù)點的區(qū)別注意計時點和計數(shù)點的區(qū)別五、注意事項六、處理數(shù)據(jù)選擇一條較理想的紙帶，用平均速度代替瞬選

8、擇一條較理想的紙帶，用平均速度代替瞬時速度的方法得到各計數(shù)點的瞬時速度時速度的方法得到各計數(shù)點的瞬時速度（1）舍掉紙帶開頭一些過于密集的點跡，找一個適當(dāng)）舍掉紙帶開頭一些過于密集的點跡，找一個適當(dāng)?shù)狞c做為計時起點，并記為的點做為計時起點，并記為0點。點。（2）從起點開始，每）從起點開始，每5個點（每隔個點（每隔4個點）取一個計數(shù)個點）取一個計數(shù)點，分別記為點，分別記為1、2、3、4、5、6、7點。點。問題探究問題探究相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為多少秒？相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為多少秒？ （3）設(shè)計表格，填寫表格。作出）設(shè)計表格，填寫表格。作出v-t圖像。圖像。常用的數(shù)據(jù)處理方法：列表法列表法

9、、作圖法作圖法、逐差法逐差法飛鷗網(wǎng)飛鷗網(wǎng) 計數(shù)點編號計數(shù)點編號時時 間間t/st/s相鄰點間距相鄰點間距x/mx/m速度速度v/(msv/(ms-1-1) )計數(shù)點編號計數(shù)點編號01 12 23 34 45 5時時 間間t/st/s00.10.10.20.20.30.30.40.40.50.5相鄰點間距相鄰點間距x/mx/m 0.0300.0450.0600.0750.090 0.105速度速度v/(msv/(ms-1-1) )0.30 0.45 0.60 0.75 0.90 1.05 根據(jù)所得數(shù)據(jù)，選擇合適的標(biāo)度建系（圖象盡量分布在坐標(biāo)系平面的大部分面積） 根據(jù)所得數(shù)據(jù)確定點的位置,觀察和思

10、考點的分布規(guī)律。 “擬合”圖象：從點的分布可以有很大把握地說這些點應(yīng)該在一條直線上，用直尺畫出一條直線，讓盡可能多的點處在這條直線上，其余均勻分布，去掉偏差太大的點。根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)作圖像00.10.20.30.40.51.21.00.80.60.40.2t/sv/(m.s-1)問題圖線的特點？圖線的特點？小車的運動規(guī)律？小車的運動規(guī)律？如何求加速度？如何求加速度？tv如果這些點不在一條如果這些點不在一條直線上，怎么辦？直線上，怎么辦？以速度以速度v為縱軸，時間為縱軸，時間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系。根據(jù)表中為橫軸建立直角坐標(biāo)系。根據(jù)表中的的v、t數(shù)據(jù)，選擇適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)單位在坐標(biāo)系中描點。數(shù)據(jù)，選擇適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)單位在坐標(biāo)系中描點。坐標(biāo)紙的使用錄像飛鷗網(wǎng)飛鷗網(wǎng) 用計算機繪制用計算機繪制 v-t 圖象圖象七、實驗結(jié)論七、實驗結(jié)論1、小車的速度隨時間的增加而均勻增加、小車的速度隨時間的增加而均勻增加2、小車速度隨時間逐漸增大；相同時間、小車速度隨時間逐漸增大；相同時間里，速度增量相同；成正比里，速度增量相同；成正比可以。可以。剪下的紙條長度表示剪下的紙條長度表示0.1 s時間內(nèi)位移大時間內(nèi)位移大小，可近似認(rèn)為速度小，可近似認(rèn)為速度 . vx，紙條長度，紙條長度可認(rèn)為表示速度可認(rèn)為表示速