高中物理最新ppt课件-匀变速直线运动的实验探究

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,2,节匀变速直线运动的实验探究,第2节匀变速直线运动的实验探究,目标导航,1.,掌握打点计时器的原理及应用,2,了解频闪照相法的应用,(,难点,),3,掌握匀变速直线运动的实验探究,(,重点,),目标导航,新知初探,自学导引,1,打点计时器的分类,(1),打点计时器是一种记录物体运动,_,和,_,信息的仪器,(2),电磁打点计时器，工作电压为,_,，当接通电源时，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来，振针也就跟着上下振动如果电源的频率为,50 Hz,，振针就会通过复写,纸每隔,_,在纸带上打一个点,基础梳理,时间,位移,4,6 V,0.02 s,新知初探自学导引1打点计时器的分类基础梳理时间位移46,(3),电火花计时器，使用时，,_,套在纸盘轴上，把纸带穿过限位孔接通,_ V,交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴,产生火花放电当电源的频率是,50 Hz,时，每隔,_,在纸带上打一个点,墨粉纸盘,220,0.02,s,(3)电火花计时器，使用时，_套在纸盘轴,2,电磁打点计时器的工作原理,电磁打点计时器每隔,_,打一次点,(,由于电源频率是,_ Hz),，因此纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的,_,，研究纸带上各点之间的间隔，就可以了解物体运动的情况,3,频闪照相法及其应用,(1),频闪照相法：利用照相技术，每隔一定时间曝光一次，从而形成间隔相同时间的影像的方法,0.02,s,50,位置,2电磁打点计时器的工作原理0.02 s50 位置,(2),频闪灯：每隔,_,闪光一次，如每隔,_,闪光一次，即每秒闪光,10,次,(3),频闪照片：利用频闪灯照明，照相机可以拍摄出运动物体每隔相等时间所到达的,_,，通过这种方法拍摄的照片称为频闪照片,(4),记录信息：物体运动的,_,和,_.,相等时间,0.1,s,位置,时间,位移,(2)频闪灯：每隔_闪光一次，如每隔_,4,用打点计时器测量瞬时速度,用测量瞬时速度的方法,如图所示,根据,D,、,F,两点间的位移,s,和时间,t,，算出,纸带在这两点间的平均速度,_.,用这个平均速度代表纸带经过,E,点的,_,瞬时速度,4用打点计时器测量瞬时速度瞬时速度,一、实验目的,1,练习使用打点计时器,2,掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法,3,测定匀变速直线运动的加速度,4,学会探究重力作用下运动的规律和方法,实验解读,一、实验目的实验解读,二、实验原理,1,打点计时器及其应用,二、实验原理,高中物理最新ppt课件-匀变速直线运动的实验探究,特别提醒：,电磁打点计时器中振针和纸带间的摩擦大，电火花打点计时器在使用中运动阻力极小，这种极小阻力来自于纸带运动的本身，而不是打点产生的，因而系统误差小,同时它的操作简易，使用安全可靠,(,脉冲放电电流平均值不大于,5 A),特别提醒：电磁打点计时器中振针和纸带间的摩擦大，电火花打点计,三、实验器材,打点计时器、纸带、复写纸、低压交流电源、小车、垫片、长木板、刻度尺、导线等,四、实验步骤,1,将打点计时器固定在长木板的一端，并用垫片垫高此端，使木板倾斜,2,连接好打点计时器的电路,(,注意此过程中要断开开关,),三、实验器材,3,将纸带穿过打点计时器，连接在小车后面,并使小车靠近打点计时器,4,闭合电路开关，然后释放小车，打完纸带后立即关闭电源,5,更换纸带，重复操作三次,6,选择一条点迹最清晰的纸带，舍掉开头一些过于密集的点,找一适当的点作为开始点选择相隔,0.1 s,的若干个计数点进行长度测量，并将数据填入设计好的表格中,3将纸带穿过打点计时器，连接在小车后面,并使小车靠近打点计,高中物理最新ppt课件-匀变速直线运动的实验探究,逐差法处理数据求加速度的平均值，好处是各个数据都得到了利用，达到正、负偶然误差充分抵消的效果，使计算结果更接近真实值,2,用,v,t,图象求加速度,(1),在三条纸带中选择一条最清晰的，舍掉开头一些比较密集的点迹，在后边便于测量的地方找一个开始点，为了测量方便和减小误差，通常选择相隔,0.1 s,的若干计数点进行测量在选好的开始点下面标明,0,，在第六个点下面标,1,，在第十一个点的下面标,2,，依此类推，每,5,个点,逐差法处理数据求加速度的平均值，好处是各个数据都得到了利用，,下面计一个数,这些标数字的点叫做计数点如图所示，测出两相邻计数点的距离分别为,s,1,、,s,2,、,s,3,填入下表,下面计一个数,这些标数字的点叫做计数点如图所示，测出两相邻,高中物理最新ppt课件-匀变速直线运动的实验探究,(3),用横坐标表示时间,T,、纵坐标表示瞬时速度,v,，在坐标平面上标出,(,T,，,v,1,),、,(2,T,，,v,2,),各点，把这些点连接起来可画出一条直线，它就是物体运动的速度图象从此直线的斜率就可求得物体的加速度,图象的具体作法：,根据所得数据，选择合适的标度建立坐标系,(,让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积,),描点：观察和思考点的分布规律,(3)用横坐标表示时间T、纵坐标表示瞬时速度v，在坐标平面上,拟合：从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上，用直线拟合，让尽可能多的点处在直线上，不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧,特别提醒：,理论上，时间间隔越小，求出的平均速度越接近某点或某时刻的瞬时速度但是时间间隔越小，位移也就越小，测量时的相对误差也就越大，所以时间间隔太大或太小都不合适，应该根据实际情况选取合适的两个点，求两点间的平均速度,拟合：从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上，,六、误差分析,六、误差分析,七、注意事项,1,交流电源电压及频率必须符合要求,2,固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置,3,实验前要检查打点的稳定性和清晰程度，必要时要调节振针的高度或更换复写纸,4,小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击长木板末端前应让小车停止运动，防止小车从木板上掉下来,七、注意事项,5,开始实验时，先接通电源，待打点计时器打点稳定后再让小车运动,6,复写纸不要装反，每打完一条纸带，应调整一下复写纸的位置，以保证打点清晰,7,要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，一般在纸带上每隔,4,个点取一个计数点，即时间间隔为,0.1 s.,8,画,v,t,图象时，注意坐标轴单位长度的选取,应使图象尽量分布在较大的坐标平面内,5开始实验时，先接通电源，待打点计时器打点稳定后再让小车运,要点探究,讲练互动,某课外兴趣小组在探究小车的速度随时间变化规律的实验中，得到如图所示的实验纸带实验中打点计时器所用交流电的频率为,50 Hz,，纸带前面的几个点较模糊，因此从,A,点开始每打五个点取一个计数点,其中,B,、,要点一,利用纸带判断物体的运动情况,例,1,要点探究讲练互动 某课外兴趣小,C,、,D,、,E,点的对应速度,v,B,_ m/s,，,v,C,_ m/s,，,v,D,_m/s,，,v,E,_m/s,，由此推得,F,点的速度,v,F,_m/s.,小车从,B,运动到,C,的加速度,a,1,_m/s,2,，从,C,运动到,D,的加速度,a,2,_m/s,2,，从,D,运动到,E,的加速度,a,3,_m/s,2,.,C、D、E点的对应速度vB_ m/s，vC,【思路点拨】,解答本题的关键是掌握利用纸带分析匀变速直线运动的方法,【思路点拨】解答本题的关键是掌握利用纸带分析匀变速直线运动,高中物理最新ppt课件-匀变速直线运动的实验探究,高中物理最新ppt课件-匀变速直线运动的实验探究,【答案】,0.2525,0.3275,0.4025,0.4775,0.5525,0.75,0.75,0.75,【答案】0.25250.32750.40250.47,变式训练,1,如图是某同学用打点计时器研究物体运动规律时得到的一段纸带，根据图中的数据，计算物体在,AB,段、,BC,段、,CD,段和,DE,段的平均速度大小，判断物体运动的性质,变式训练,高中物理最新ppt课件-匀变速直线运动的实验探究,答案：见解析,答案：见解析,一打点计时器固定在倾角为,的斜面上,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,打出的纸带的一段，如图所示纸带上,0,1,2,3,4,5,6,是计数点，每相邻计数点之间的时间为,0.1 s.,要点二,实验数据的处理,例,2,一打点计时器固定在倾角为的斜,(1),根据纸带上记录的数据判断，小车是做,_,运动,(2),若小车做匀加速运动,则加速度大小,a,_.,(3),小车在计数点,3,所对应的速度大小,v,_.,【思路点拨】,解答本题要把握以下三点：,(1),判断小车做匀变速直线运动的方法：,s,是一恒值,(2),求解加速度,a,的方法之一：,s,at,2,.,(3),一段时间内的平均速度等于这段时间内中间时刻的瞬时速度,(1)根据纸带上记录的数据判断，小车是做_运动,【答案】,(1),匀加速直线,(2)4 m/s,2,(3)1.6 m/s,【答案】(1)匀加速直线(2)4 m/s2(3)1.6,变式训练,2,在,“,研究匀变速直线运动,”,的实验中，如图给出了从,0,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：,s,1,1.40 cm,，,s,2,1.90 cm,，,s,3,2.38 cm,，,s,4,2.88 cm,，,s,5,3.39 cm,，,s,6,3.87 cm,，那么：,变式训练,(1),在打点计时器打出点,1,2,3,4,5,时，小车的速度分别为：,v,1,_cm/s,，,v,2,_cm/s,，,v,3,_cm/s,，,v,4,_cm/s,，,v,5,_cm/s.,(2),在平面直角坐标系中作出速度,时间图象,.,(3),分析小车运动速度随时间变化的规律,(1)在打点计时器打出点1,2,3,4,5时，小车的速度分别,高中物理最新ppt课件-匀变速直线运动的实验探究,(2),利用描点法作出,v,t,图象，如图所示,(3),小车运动的,v,t,图象是一条倾斜向上的直线，说明速度随时间均匀增加，它们成,“,线性关系,”,答案：见解析,(2)利用描点法作出vt图象，如图所示,一小球在桌面上从静止开始做匀加速运动现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置编号如图所示，,1,位置恰为小球刚开始运动的瞬间，摄影机连续两次曝光的时间间隔均为,1 s,，则小球在,4,位置时的瞬时速度约为,_ m/s,，小球从,1,位置到,6,位置的运动过程中的平均速度为,_m/s,，在该过程中的加速度大约为,_m/s,2,.,要点三,创新实验频闪照片的数据处理,例,3,一小球在桌面上从静止开始做匀加,【审题指导】,频闪照片的研究方法和打点计时器的纸带研究方法相同,【审题指导】频闪照片的研究方法和打点计时器的纸带研究方法相,高中物理最新ppt课件-匀变速直线运动的实验探究,【答案】,0.09,0.075,0.03,【答案】0.090.0750.03,变式训练,3,如图所示是小球沿斜面滚下的频闪照片,照片中每两个相邻小球的像的时间间隔是,0.1 s,，这样便记录了物体运动的时间物体运动的位移可以用直尺测量，试作出小球滚下的,v,t,图象,变式训练,高中物理最新ppt课件-匀变速直线运动的实验探究,答案：见解析,答案：见解析,