高中物理专题2.1实验探究小车速度随时间变化的关系课件基础版新人教版必修

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1、第二章 匀变速直线运动的研究 2.1 实验 探究小车速度随时间变化的关系 复习回顾复习回顾时间、位移时间、位移1. 打点计时器可以直接测量什么物理量打点计时器可以直接测量什么物理量?2. 通过打点计时器可以间接测量什么物理量？通过打点计时器可以间接测量什么物理量？两点间的平均速度两点间的平均速度某点的瞬时速度某点的瞬时速度加速度加速度实验目的实验目的(1)进一步练习使用打点计时器进一步练习使用打点计时器(2)会利用平均速度求瞬时速度会利用平均速度求瞬时速度(3)会利用会利用vt图象处理实验数据，并据此判断物图象处理实验数据，并据此判断物体的运动性质体的运动性质(4)能根据实验数据求加速度能根据

2、实验数据求加速度平均平均形状形状斜率斜率实验原理实验原理打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、复写纸片、细绳、钩码、刻度尺、导线、_电源。交交 流流实验器材实验器材实验实验步骤步骤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。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上钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端

3、固定在小车的后面。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。下一列小点。4换上新的纸带，重复实验两次。换上新的纸带，重复实验两次。5增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验。增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验。实验实验步骤步骤数据处理数据处理数据处理数据处理数据处理数据处理计数点序号计数点序号n012345时间时间t/s00.10.20.30.40.5相邻两计数点相邻两计数点间间的的距离距离x/m对应计数点的速度对应计数点的速度

4、v/(ms1)数据处理数据处理数据处理数据处理数据处理数据处理1木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀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算出的瞬时速度有误差3作作vt图象时单位选择不合适或人为图象时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差作图不准确带来误差误差分析误差分析 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，计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源。 3要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它。 4牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上的点太少，或者加速

5、度太小，而使各段位移无多大差别，从而使误差增大，加速度的大小以能在50cm长的纸带上清楚地取得六、七个计数点为宜。实验注意事项实验注意事项 5要区别计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个点取一个计数点，即时间间隔为T0.025s0.1s。 6不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕(可先统一量出各计数点到计数起点O之间的距离)。读数时应估读到毫米的下一位。 7描点时最好用坐标纸，在纵、横轴上选取合适的单位，用细铅笔认真描点。实验注意事项实验注意事项处理纸带六大注意处理纸带六大注意本实验很重要的一个实验目的是学会用打上点的纸带研究物本实验很重要的一个实验目的是学会用打上点的纸

6、带研究物体的速度随时间变化的规律纸带上各点表示和纸带相连的物体体的速度随时间变化的规律纸带上各点表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置，通过研究纸带上各点之间的间隔，可以判断在不同时刻的位置，通过研究纸带上各点之间的间隔，可以判断物体的运动情况因此，会处理纸带是一项基本功，处理纸带需物体的运动情况因此，会处理纸带是一项基本功，处理纸带需注意以下几点：注意以下几点：1.1.区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点2.2.区别打点计时器打点的周期区别打点计时器打点的周期( (即两个相邻实际点的时间间即两个相邻实际点的时间间隔隔) )与两个计数点间的时间间隔与两

7、个计数点间的时间间隔特别提醒特别提醒处理纸带六大注意处理纸带六大注意3.3.为了减小实验误差，应舍掉开头比较密集的点，从间距为了减小实验误差，应舍掉开头比较密集的点，从间距较大的点开始进行测量较大的点开始进行测量4.4.为了方便测量，可以用每打为了方便测量，可以用每打5 5个点间隔的时间作为计时单个点间隔的时间作为计时单位，这样，在两个计数点间的时间间隔为位，这样，在两个计数点间的时间间隔为T T5 50.02 s0.02 s0.1 s.0.1 s.5.5.以能在以能在50 cm50 cm长的纸带上清楚地取到长的纸带上清楚地取到7 78 8个计数点为宜，个计数点为宜，必须注意，计数点不能少于必

8、须注意，计数点不能少于6 6个个6.6.在测量各段位移时，不要逐段测量各段的位移，应该用在测量各段位移时，不要逐段测量各段的位移，应该用长刻度尺一次测量分段读数，以避免多次移动刻度尺造成累积长刻度尺一次测量分段读数，以避免多次移动刻度尺造成累积误差；还应注意，读数时应读到毫米的下一位误差；还应注意，读数时应读到毫米的下一位. . 特别提醒特别提醒【例题例题1】在在 “ 探究小车速度随时间变化规律探究小车速度随时间变化规律 ” 的实验中，按的实验中，按照实验进行的先后顺序，将步骤的代号填在横线上照实验进行的先后顺序，将步骤的代号填在横线上_。A把穿过打点计时器的纸带固定在小车的后面把穿过打点计时

9、器的纸带固定在小车的后面B把打点计时器固定在长木板的没有滑轮的一端，并连好把打点计时器固定在长木板的没有滑轮的一端，并连好电路电路C换上新的纸带，再重复做两次换上新的纸带，再重复做两次D把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面E使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动让小车运动F把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，另一端吊着合把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，另一端吊着合适的钩码适的钩码G断开电源，取出纸带断开电源，取出纸带【解析解析】正确的实验步骤是：把长木板平放在实验桌上，正确的

10、实验步骤是：把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面；把打点计时器固定在长木板的一端，并使滑轮伸出桌面；把打点计时器固定在长木板的一端，并连好电路；把穿过打点计时器的纸带固定在小车的后面，并连好电路；把穿过打点计时器的纸带固定在小车的后面，把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，另一端吊着合把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，另一端吊着合适的钩码；使小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，适的钩码；使小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，再放开小车，让小车运动；打完一条纸带，断开电源取下再放开小车，让小车运动；打完一条纸带，断开电源取下纸带，换上新的纸带；再重复做两次纸带，换上新的纸带；再重复做

11、两次【答案答案】DBAFEGC【针对训练】【针对训练】在在“探究小车速度随时间变化规律探究小车速度随时间变化规律”的实验中：的实验中： (1)从下列器材中，选出实验所需的器材从下列器材中，选出实验所需的器材_；为达到实验目的，还缺少为达到实验目的，还缺少_。 打点计时器；天平；低压直流电源；细绳；打点计时器；天平；低压直流电源；细绳；纸带；小车；钩码；秒表；一端有滑轮的长木板。纸带；小车；钩码；秒表；一端有滑轮的长木板。(2)下列操作中正确的有下列操作中正确的有_。(填选项代号填选项代号) A通过调节，使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一通过调节，使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上条

12、直线上 B坐标轴单位长度越小越好坐标轴单位长度越小越好 C开始前要先接通电源后松开纸带，打完点要先断开电源后取纸带 D钩码的质量越大越好 【答案答案】（1）交流电源；（2）AC 【解析解析】（1）打点计时器是一种计时仪器，所用电源为交流电，因此不用选，但实验还缺少低压交流电源，钩码的质量在实验中不用测量，因此不用选。 （2）实验中要调节滑轮的高度使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上，可以减小摩擦，所以A对；要适当地选取坐标轴的单位长度使图象尽量分布在较大的坐标平面内，所以B错；开始前要先接通电源后松开纸带，打完点要先断开电源后取纸带，这样可以使实验效果更好，所以C对；钩码的质量要适中，

13、不要太大也不要太小，以100g左右为宜，所以D错。【例题例题2】在在“探究小车速度随时间变化的规律探究小车速度随时间变化的规律”实实验中，如图所示为记录小车运动情况的一条纸带，图中验中，如图所示为记录小车运动情况的一条纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T0.1 s.(1)计算计算D、C、B各点的瞬时速度，各点的瞬时速度，vD_m/s，vC_m/s，vB_m/s. (2)在如图所示坐标系中作出小车的在如图所示坐标系中作出小车的vt图象，并根据图图象，并根据图象求出象求出a_.【答案】【答案】(1)3.902.641.38；(2

14、)图见解析图见解析12.6 m/s2【名师点睛名师点睛】(1)处理纸带时，一定要分清计时点处理纸带时，一定要分清计时点和计数点，搞清计数点之间的时间间隔和计数点，搞清计数点之间的时间间隔T.(2)利用极限思想将平均值过渡到瞬时值是物理学利用极限思想将平均值过渡到瞬时值是物理学中常用的方法纸带上某点的瞬时速度等于以此为中常用的方法纸带上某点的瞬时速度等于以此为中心的前、后相邻两点间的平均速度中心的前、后相邻两点间的平均速度(3)标度的选择要结合数据及其分布特点制定，以标度的选择要结合数据及其分布特点制定，以使图象在坐标系中合理分布，大小适中使图象在坐标系中合理分布，大小适中 【针对训练】【针对训练】在在“探究小车速度随时间变化的规探究小车速度随时间变化的规律律”的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz，记录小车运动的一段纸带如图所示，在纸带上，记录小车运动的一段纸带如图所示，在纸带上选择选择A、B、C、D、E、F六个计数点，相邻两计数点六个计数点，相邻两计数点之间还有之间还有4个点未画出个点未画出(1)由纸带提供的数据求出打下点由纸带提供的数据求出打下点C、E时小车的速时小车的速度，填入下表：度，填入下表：【答案】【答案】(1)0.350.55(2)见解析图见解析图(3)1.0