實(shí)驗(yàn)探究小車速隨時間變化的規(guī)律

第二章勻變速直線運(yùn)動的研究

1實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律當(dāng)前第1頁\共有22頁\編于星期三\22點(diǎn)物體的速度隨時間變化嗎？怎樣探究物體速度的變化規(guī)律？當(dāng)前第2頁\共有22頁\編于星期三\22點(diǎn)1.用打點(diǎn)計時器打出的紙帶可以直接測量什么物理量?2.可以間接測量什么物理量？兩點(diǎn)間的平均速度某點(diǎn)的瞬時速度加速度時間、位移3.怎樣用圖像表示速度？【知識回顧】當(dāng)前第3頁\共有22頁\編于星期三\22點(diǎn)1.熟練使用打點(diǎn)計時器，會處理紙帶并會求各點(diǎn)的瞬時速度。(重點(diǎn))2.會設(shè)計表格并用表格處理數(shù)據(jù)。3.會用v-t圖像處理數(shù)據(jù)，并能描述運(yùn)動的特點(diǎn)。(難點(diǎn))當(dāng)前第4頁\共有22頁\編于星期三\22點(diǎn)一、實(shí)驗(yàn)研究1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模豪么螯c(diǎn)紙帶研究小車的運(yùn)動情況，分析小車的速度隨時間變化的規(guī)律。2.實(shí)驗(yàn)原理：利用紙帶上的數(shù)據(jù)和第一章的方法求出通過各計數(shù)點(diǎn)的速度，再列表并作出v－t圖像，然后分析v與t的關(guān)系。當(dāng)前第5頁\共有22頁\編于星期三\22點(diǎn)3.實(shí)驗(yàn)器材：兩種打點(diǎn)計時器所用電源有什么區(qū)別？電源、導(dǎo)線、刻度尺鉤碼小車細(xì)繩紙帶打點(diǎn)計時器一端附有定滑輪的長木板當(dāng)前第6頁\共有22頁\編于星期三\22點(diǎn)4.實(shí)驗(yàn)步驟⑴木板平放，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計時器固定，連接好電路。⑵穿紙帶；掛鉤碼。⑶先接通電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動，打完一條后立即關(guān)閉電源。⑷更換紙帶，重復(fù)做三次。當(dāng)前第7頁\共有22頁\編于星期三\22點(diǎn)(1)固定打點(diǎn)計時器時應(yīng)讓限位孔處在長木板的中央位置。(2)滑輪不能過高。(3)應(yīng)考慮復(fù)寫紙與紙帶的位置關(guān)系。(4)鉤碼數(shù)量不能過多,長木板兩端高低相差不能太大。

(5)小車應(yīng)由緊靠打點(diǎn)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(yùn)動,防止小車從板上掉下來。(6)先接通電源,后讓紙帶運(yùn)動。(7)打點(diǎn)結(jié)束后立即關(guān)閉電源。為了減小誤差并保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，應(yīng)注意哪些問題？5.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)當(dāng)前第8頁\共有22頁\編于星期三\22點(diǎn)二、數(shù)據(jù)處理的方法1．選取紙帶、確定計數(shù)點(diǎn)并進(jìn)行測量(1)在三條紙帶中選擇一條最清晰的紙帶。(2)為了便于測量，一般舍掉開頭一些過于密集的點(diǎn)跡，找一個適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)作計時起點(diǎn)(0點(diǎn))。(3)每5個點(diǎn)(相隔0.1s)取1個計數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測量(如下圖所示，相鄰兩點(diǎn)中間還有4個點(diǎn)未畫出)。當(dāng)前第9頁\共有22頁\編于星期三\22點(diǎn)(2)請你根據(jù)表格測量并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)位置編號012345時間t/s00.10.20.30.40.5距離x/m瞬時速度v/(m·s－1)2.瞬時速度的計算(1)瞬時速度的求解方法：v1=(x1+x2)/2T

，v2=(x2+x3)/2T…如何求出所選點(diǎn)的瞬時速度？當(dāng)前第10頁\共有22頁\編于星期三\22點(diǎn)三、作出小車運(yùn)動的速度-時間圖像1.根據(jù)所得數(shù)據(jù)，選擇合適的標(biāo)度建立坐標(biāo)系(讓圖像盡量分布在坐標(biāo)系平面的大部分面積)。2.描點(diǎn)：觀察和思考點(diǎn)的分布規(guī)律。3.擬合：從點(diǎn)的分布可以有很大把握地說這些點(diǎn)應(yīng)該在一條直線上，用直線擬合，讓盡可能多的點(diǎn)處在直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)均勻地分布在直線兩側(cè)。作v-t圖像的步驟有哪些？怎樣處理計算出來的數(shù)據(jù)？當(dāng)前第11頁\共有22頁\編于星期三\22點(diǎn)請展示你作出的速度—時間圖像怎樣根據(jù)得出的圖像求物體運(yùn)動的初速度和加速度？①取任意兩組數(shù)據(jù)求出Δv和Δt,然后代入Δv/Δt求解。②在v-t圖像上取一段時間Δt(盡量取大一些),找出兩個時刻對應(yīng)的坐標(biāo)值求出Δv,代入Δv/Δt求解。哪個方法更準(zhǔn)確？當(dāng)前第12頁\共有22頁\編于星期三\22點(diǎn)1.（多選）在實(shí)驗(yàn)“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”中，我們采用的正確方法是()A.舍掉開頭過于緊密的點(diǎn)，找一個適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計時起點(diǎn)B.為了實(shí)驗(yàn)精確，選取紙帶上第一個點(diǎn)作計時起點(diǎn)C.每相鄰計數(shù)點(diǎn)的時間間隔只能取0.1sD.每相鄰計數(shù)點(diǎn)的時間間隔可視打點(diǎn)密度而定，取0.02s，0.04s，…n×0.02s均可AD【對點(diǎn)訓(xùn)練】當(dāng)前第13頁\共有22頁\編于星期三\22點(diǎn)2.在探究小車速度隨時間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)的操作有以下步驟A．拉住紙帶，將小車移至靠近打點(diǎn)計時器處放開紙帶，再接通電源B．將打點(diǎn)計時器固定在平板上，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．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計時器限位孔其中錯誤或遺漏的步驟有（遺漏步驟編上序號F、G…）將以上步驟完善后寫出合理的步驟順序。(1)A中應(yīng)先通電，再放紙帶。(2)D中取下紙帶前應(yīng)先斷開電源。(3)補(bǔ)充步驟F：換上新紙帶，重復(fù)三次。正確順序?yàn)椋築ECADF當(dāng)前第14頁\共有22頁\編于星期三\22點(diǎn)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們進(jìn)一步掌握了打點(diǎn)計時器的使用方法和利用打點(diǎn)計時器研究物體運(yùn)動的方法；通過紙帶會計算

,并能在坐標(biāo)紙上畫出物體的

，探究小車速度隨時間變化的規(guī)律。各個計數(shù)點(diǎn)的速度v-t

圖像當(dāng)前第15頁\共有22頁\編于星期三\22點(diǎn)1.（多選）關(guān)于計數(shù)點(diǎn)的下列說法中正確的是()A.用計數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測量計算，既方便，又可減小誤差B.相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔是相等的C.相鄰計數(shù)點(diǎn)間的距離是相等的D.計數(shù)點(diǎn)是從計時器打出的實(shí)際點(diǎn)中選出來的，相鄰計數(shù)點(diǎn)間點(diǎn)跡的個數(shù)相等ABD當(dāng)前第16頁\共有22頁\編于星期三\22點(diǎn)2.在探究小車速度隨時間變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，下列哪些器材是本實(shí)驗(yàn)必需的？達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪€需哪些器材？①打點(diǎn)計時器②天平③低壓直流電源④細(xì)繩⑤紙帶⑥小車⑦鉤碼⑧秒表⑨一端有滑輪的長木板答案：①④⑤⑥⑦⑨低壓交流電源、刻度尺解題關(guān)鍵：（1）了解實(shí)驗(yàn)原理和器材。（2）通過實(shí)際操作加深對實(shí)驗(yàn)的理解。當(dāng)前第17頁\共有22頁\編于星期三\22點(diǎn)3.為了計算加速度，合理的方法是()A．根據(jù)任意兩計數(shù)點(diǎn)的速度用公式算出加速度B．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出v-t圖，量出其傾角，由公式a=tanα求出加速度C．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出v-t圖，由圖線上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)所對應(yīng)的速度、時間，用公式a=Δv/Δt計算D．依次算出通過連續(xù)兩計數(shù)點(diǎn)間的加速度，算出平均值作為小車的加速度解析：方法A僅用兩個速度求加速度，偶然誤差較大。在物理圖像中，兩軸的分度大小往往不相等，B錯誤。正確的方法是根據(jù)圖線找出不同時刻所對應(yīng)的速度值，然后利用公式算出加速度，即方法C。方法D相當(dāng)于僅用兩個速度，誤差大，運(yùn)算復(fù)雜。C互動探究：用圖像處理數(shù)據(jù)有什么優(yōu)點(diǎn)？當(dāng)前第18頁\共有22頁\編于星期三\22點(diǎn)4．下圖是某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶(1)已知打點(diǎn)計時器電源頻率為50Hz，則紙帶上打相鄰兩點(diǎn)的時間間隔為__________。(2)A、B、C、D是紙帶上四個計數(shù)點(diǎn)，每兩個相鄰計數(shù)點(diǎn)間有四個點(diǎn)沒有畫出．從圖中讀出A、B兩點(diǎn)間距x=___________；C點(diǎn)對應(yīng)的速度是___________(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。0.02s0.70cm0.100m/s當(dāng)前第19頁\共有22頁\編于星期三\22點(diǎn)5．(2017·全國卷I)某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運(yùn)動,用自制“滴水計時器”計量時間。實(shí)驗(yàn)前,將該計時器固定在小車旁,如圖甲所示。實(shí)驗(yàn)時,保持桌面水平,用手輕推一下小車。在小車運(yùn)動過程中,滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴,圖乙記錄了桌面上連續(xù)的6個水滴的位置。(已知滴水計時器每30s內(nèi)共滴下46個小水滴)

當(dāng)前第20頁\共有22頁\編于星期三\22點(diǎn)(1)由圖乙可知,小車在桌面上是__________(選填“從右向左”或“從左向右”)運(yùn)動的。(2)該小組同學(xué)根據(jù)圖乙的數(shù)據(jù)判斷出小