211试验探究小车速度随时间变化的规律0

2.1 试验：探究小车速度试验：探究小车速度随时间变化的规律随时间变化的规律|1.打点计时器可以测量什么物理量？打点计时器可以测量什么物理量？| 位移位移 时间时间 |（打点计时器是测量位移与时间的仪器）（打点计时器是测量位移与时间的仪器） |位移（用刻度尺测量）；位移（用刻度尺测量）；|时间（两点的时间间隔为时间（两点的时间间隔为0.02s）|2. 通过打点计时器打出的纸带可以间通过打点计时器打出的纸带可以间接求什么物理量？接求什么物理量？|可以求可以求 两点间的平均速度两点间的平均速度一一点的瞬点的瞬时速度时速度加速度。加速度。例例smscmvv/1322625. 125.126202. 040. 145. 6smscmvv/354025. 25 .202202. 045. 655.142/005.1904. 0263. 1025. 2smttvva导入：导入：n实验小车运动是物理学中最简单物体运动，那实验小车运动是物理学中最简单物体运动，那它的运动的它的运动的速度速度随随时间时间变化有什么规律呢？变化有什么规律呢？n我们可以通过什么方法来研究？我们可以通过什么方法来研究？n可以通过打点计时器等实验仪器来探究小车速可以通过打点计时器等实验仪器来探究小车速度随时间变化的规律度随时间变化的规律n如何设计实验？如何设计实验？一、实验设计：一、实验设计：n1 1 实验名称：探究小车速度随时间变化的规律实验名称：探究小车速度随时间变化的规律n2 2 实验目的：实验目的：练习使用打点计时器练习使用打点计时器n 通过纸带处理探究速度随时间变化的规律通过纸带处理探究速度随时间变化的规律n3 3 实验器材：打点计时器、实验器材：打点计时器、低压交流电源低压交流电源、导线、导线、小小车车、细绳、细绳、纸带纸带、复写纸、带滑轮长木板、钩码、复写纸、带滑轮长木板、钩码、刻刻度尺度尺n4 4 试验仪器怎样安装放置？试验仪器怎样安装放置？n课本课本P31 P31 图图2.12.11 1n实验要注意什么？实验要注意什么？n先先启动计时器启动计时器后后放开纸带，放开纸带，随后随后关闭电源关闭电源n 进行试验进行试验n 木板平放，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定，木板平放，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定，连接好电路连接好电路n 穿纸带；挂钩码。穿纸带；挂钩码。n 先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后立即关闭电源。打完一条后立即关闭电源。n 换纸带，加钩码，再做一次换纸带，加钩码，再做一次.视频n二、实验时应注意：二、实验时应注意：n1固定打点计时器时应让限位孔处在长木板固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。的中央位置。n2滑轮不能过高滑轮不能过高,细线应与长木板平行。细线应与长木板平行。n3应考虑复写纸与纸带的位置关系。应考虑复写纸与纸带的位置关系。n4钩码数量不能过多，长木板两端高低相差钩码数量不能过多，长木板两端高低相差不能太大。不能太大。n5小车应由小车应由靠近靠近打点计时器处开始释放，在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，防止小撞击长木板末端前应让小车停止运动，防止小车从板上掉下来。车从板上掉下来。n6先接通电源，后让纸带运动。先接通电源，后让纸带运动。n7打点结束后立即关闭电源。打点结束后立即关闭电源。三、数据处理三、数据处理问题一：怎样选取纸带上的点？问题一：怎样选取纸带上的点？三、数据处理三、数据处理问题二：如何计算出所取点的瞬时速度？问题二：如何计算出所取点的瞬时速度？ 用求平均速度的方法来代替（用计算较用求平均速度的方法来代替（用计算较准确的平均速度来代替。）准确的平均速度来代替。）位置位置0123时刻时刻t/s0.000.100.200.30速度速度v/ms-10.300.400.500.60三、数据处理三、数据处理问题三：问题三：如何处理计算出来的数据？如何处理计算出来的数据？1 1、将实验数据填入设计好的表格中。、将实验数据填入设计好的表格中。三、数据处理三、数据处理问题三：问题三：如何处理计算出来的数据？如何处理计算出来的数据？1 1、将实验数据填入设计好的表格中。、将实验数据填入设计好的表格中。2 2、根据所得数据，选择合适的标度建立坐标系、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）（让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）3 3、描点：观察和思考点的分布规律。、描点：观察和思考点的分布规律。4 4、拟合：从点的分布可以有很大把握地说这些、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，不在直线上的点应对称地分布的点处在直线上，不在直线上的点应对称地分布在直线两侧。在直线两侧。三、数据处理三、数据处理问题三：问题三：如何处理计算出来的数据？如何处理计算出来的数据？ 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.10 0 0.20 0.30. 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.10 0 0.20 0.30图像跟纵轴的交点表示什么？图像的倾斜程度表示什么？图像跟纵轴的交点表示什么？图像的倾斜程度表示什么？三次实验在同一坐标纸上可以作出三条直线，为什么倾斜程三次实验在同一坐标纸上可以作出三条直线，为什么倾斜程度不同？度不同？思考思考你能用自己的语言描述你能用自己的语言描述小车速度随时间变化的小车速度随时间变化的规律吗？规律吗？实验结论实验结论实验结论实验结论1、小车的速度随时间的增加而均匀增加、小车的速度随时间的增加而均匀增加2、小车速度随时间逐渐增大；相同时间、小车速度随时间逐渐增大；相同时间里，速度增量相同；成正比里，速度增量相同；成正比实例探究实例探究 在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点瞬时速度如下各计数点瞬时速度如下 计数点序号计数点序号123456计数点对应的时刻（计数点对应的时刻（s）0.100.200.300.400.500.60通过计数点的速度（通过计数点的速度（cms）44.062.081.0100.0 110.0 168.0为了计算加速度，合理的方法是（为了计算加速度，合理的方法是（ ） nA根据任意两计数点的速度用公式算出加速度根据任意两计数点的速度用公式算出加速度nB根据实验数据画出根据实验数据画出vt图，量出其倾角，由图，量出其倾角，由公式公式a = tan求出加速度求出加速度nC根据实验数据画出根据实验数据画出vt图，由图线上相距较图，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间，用公式算出加速远的两点所对应的速度、时间，用公式算出加速度度nD依次算出通过连续两计数点间的加速度，算依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度出平均值作为小车的加速度 n分析：方法分析：方法A偶然误差较大。方法偶然误差较大。方法D实际上也仅实际上也仅由始末两个速度决定，偶然误差也比较大，只有由始末两个速度决定，偶然误差也比较大，只有利用实验数据画出对应的利用实验数据画出对应的vt图，才可充分利用图，才可充分利用各次测量数据，减少偶然误差。由于在物理图象各次测量数据，减少偶然误差。由于在物理图象中，两坐标轴的分度大小往往是不相等的，根据中，两坐标轴的分度大小往往是不相等的，根据同一组数据，可以画出倾角不同的许多图线，方同一组数据，可以画出倾角不同的许多图线，方法法B是错误的。正确的方法是根据图线找出不同是错误的。正确的方法是根据图线找出不同时刻所对应的速度值，然后利用公式算出加速度，时刻所对应的速度值，然后利用公式算出加速度，即方法即方法 C。n答案答案C 例例2：在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点瞬：在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点瞬时速度如下时速度如下 计数点序号计数点序号123456计数点对应的时刻（计数点对应的时刻（s）0.100.200.300.400.500.60通过计数点的速度（通过计数点的速度（cms） 44.062.081.0100.0110.0168.0为了计算加速度，合理的方法是（为了计算加速度，合理的方法是（ ） A根据任意两计数点的速度用公式算出加速度根据任意两计数点的速度用公式算出加速度B根据实验数据画出根据实验数据画出vt图，量出其倾角，由公式图，量出其倾角，由公式a = tg求求出加速度出加速度C根据实验数据画出根据实验数据画出vt 图，由图线上相距较远的两点所对图，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间，用公式应的速度、时间，用公式 算出加速度算出加速度D依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度小车的加速度 tva/ 例例3 3：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的实验中，的实验中，某同学的操作有以下步骤某同学的操作有以下步骤 A A拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，再拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，再接通电源接通电源 B B将打点计时器固定在平板上，并接好电路将打点计时器固定在平板上，并接好电路 C C把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码当重的钩码 D D取下纸带取下纸带 E E将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔 其中错误或遗漏的步骤有（遗漏步骤可编上序号其中错误或遗漏的步骤有（遗漏步骤可编上序号G G、H H ） 将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序。将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序。 解析：（解析：（1）A中应先通电，再放纸带。（中应先通电，再放纸带。（2）D中取下纸带前中取下纸带前应先断开电源。（应先断开电源。（3）补充步骤）补充步骤F：换上新纸带，重复三次。：换上新纸带，重复三次。 步骤顺序为：步骤顺序为：BFCADGn 例例4 4 在研究匀变速直线运动的实验中，某同学操作以在研究匀变速直线运动的实验中，某同学操作以下实验步骤，其中错误或遗漏的步骤有（遗漏步骤可编下实验步骤，其中错误或遗漏的步骤有（遗漏步骤可编上序号上序号G G、H H ）nA A拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，再接通电源再接通电源nB B将打点计时器固定在平板上，并接好电路将打点计时器固定在平板上，并接好电路nC C把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码着适当重的钩码nD D取下纸带取下纸带nE E将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀速运动匀速运动nF F将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔孔n将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序。将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序。 n解析：解析：n（1）问）问A中应先通电，再放纸带。中应先通电，再放纸带。n（2）D中取下纸带前应先断开电源。中取下纸带前应先断开电源。n（3）补充步骤）补充步骤G：换上新纸带，重复三次。：换上新纸带，重复三次。n步骤顺序为：步骤顺序为：BFECADG