资源简介

(共27张PPT)
2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律
学习目标
任务1：观察生活现象，提出研究问题．
任务2：两种测量速度的方法．
任务3：用打点计时器研究小车运动、获取并记录数据．
任务4：处理数据、寻找规律．
测量速度有哪些方法？
1.打点计时器可以测量什么物理量
2.通过打点计时器可以间接测量什么物理量？
两点间的平均速度
某点的瞬时速度
加速度
时间
3.怎样用图像表示速度？
永久磁铁
限位孔
纸带
线圈
振针
振片
复写纸
定位轴
电磁打点计时器
放电针
纸盘轴
墨粉纸盘
电源开关
电火花计时器
视频
实验步骤：
1、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端，连接电路。
2、把一条细线栓在小车上，使细线跨过滑轮，下面挂上砝码。
3、把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。
练习使用打点计时器
|
实验步骤
4、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下一列小点。
5、换上新纸带，重复以上步骤两次。
6、增加砝码质量，重复以上步骤再做两次实验。
注意事项：
1、实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，并先轻轻试拉纸带，应无明显的阻滞现象；
2、使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带；
4、打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源；
3、使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面；使用电火花计时器时，应注意把两条纸带穿好，墨粉纸盘位于两条纸带中间；
练习使用打点计时器
|
注意事项
5、对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕（可先统一测量出各个测量点到起始测量点0之间的距离）。读数时应估读到毫米的下一位。
电磁打点计时器 电火花计时器
比较：电磁打点计时器、电火花计时器
打点方式
打点频率
与交流电的频率相同，若交流电的频率为50Hz，则每隔0.02s打一个点
利用振动的振针打点
利用火花放电打点
工作电压
6v以下交流电
220v交流电
阻力来源
来自振针和纸带间的摩擦，以及限位孔和纸带间的摩擦，阻力较大
来自纸带本身的运动而不是由打点时产生的，阻力极小，实验误差小
采集数据
1．选取纸带、确定计数点并进行测量
(1)在三条纸带中选择一条最清晰的纸带。
(2)为了便于测量，一般舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作计时起点(0点)。
(3)每5个点(相隔0.1 s)取1个计数点进行测量(如下图所示，相邻两点中间还有4个点未画出)。
(2)设计表格并记录相关数据
2.瞬时速度的计算
(1)瞬时速度的求解方法：
小车的瞬时速度随时间增大而增大。
思考:小车的具体运动规律是什么
- -
0.201
0.280
0.432
0.355
0.512
同理，可求出另外两条纸带的情况
任务：数据记录、分析 寻找规律
问题情景:如图所示为一组纸带及数据记录表格
问题
1.根据表中计算出的速度，你能看出小车的速度随时间如何变化吗
- -
0.201
0.280
0.355
0.432
0.512
2.怎样更直观、形象地反映小车速度随时间变化的规律
3.作图前，怎样给坐标轴定标
4.你能确定除描出点外的其它时刻小车的速度吗
5.连线连续、平滑的依据是什么
是否还应有其它考虑 是否所有的点都要在连线上
6.小车运动的v－t图像是什么图形
说明小车运动的速度随时间变化有什么规律
7.你能从图线中得到有关运动的哪些信息
数据分析
从表格数据中很难看出小车速度随时间变化的定量关系，可以考虑用v-t图像分析：
(1)定标度：坐标轴的标度选取要合理，应使图象大致分布在坐标平面中央．
(2)描点：描点时要用平行于两坐标轴的虚线标明该点的位置坐标．(所描的点一般用“·”标明)
(3)连线：用一条曲线或直线“拟合”这些点．
仔细观察所描各点的分布情况．用一条直线“拟合”这些点，即让所画的直线连接尽可能多的点，不能连接的点应均匀分布在直线两侧，舍弃离直线较远的点．
t/s
v/m/s
描绘图象：各点的分布大致都落在一条直线上，我们可以推断：如果没有实验误差的理想情况下，所描出的各点应全部落到这条直线上。因此，画直线时，让尽可能多的点处在这条直线上，其余均匀分布，去掉偏差太大的点。
在误差范围内得到的小车的v-t图象是一条倾斜的直线，斜率不变即加速度不变。
实验结论
探究小车速度随时间变化规律
知识清单
误差分析
产生原因 减小方法
偶然误差 根据纸带测量的位移有误差 测量各计数点到起始点的距离而不是直接测量相邻计数点间的距离
系统误差 作v-t图像 不准确有误差 实验中作图时应选取合适的坐标单位
木板粗糙程度不完全相同 尽量选粗糙程度均匀的木板
例1.判断正误
1、电磁打点计时器与电火花计时器都使用交流电源。（ ）
2、纸带上相邻计数点间的时间间隔一定是0.02s。（ ）
3、电磁打点计时器的工作环境是220v交流电。（ ）
例2：下列关于实验“练习使用打点计时器”的说法，不正确的是（）
A、点迹可以记录被测量的物体在一段时间内的运动情况
B、用平整的纸带，不让纸带卷曲歪斜，有利于减小纸带与打点计时器的限位孔之间的摩擦
C、纸带上点迹越密集，说明被测量的物体运动越快
D、纸带上的点迹可以反映被测量的物体运动的时间
例3：如图所示，打点计时器所用电源的频率为50Hz，某次实验中得到的一条纸带，及毫米刻度尺测量情况如图所示，纸带在A、C间的平均速度_________m/s，在A、D间的平均速度为_________m/s，B点的瞬时速度更接近于___________m/s 。
t/s
v/(m/s)
1、与v轴的截距表示什么意思？
2、斜率的物理意义？
开始计时时，小车的速度
斜率反映小车速度增加的快慢—加速度
针对训练1　一个小球沿斜面向下运动，用每隔 s曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片，如图4所示，即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为 s，测得小球在几个连续相等时间内的位移数据见下表：
图4
x1/cm x2/cm x3/cm x4/cm
8.20 9.30 10.40 11.50
(1)小球在相邻的相等时间内的位移差______(填“相等”或“不相等”)，小球的运动属于_______直线运动.
相等
匀加速
解析　由表格中的数据知，相邻的相等时间内的位移差为1.1 cm，位移差相等，小球做匀加速直线运动.
1
2
2.(天津理综)某同学利用图6所示装置研究小车的匀变速直线运动.
(1)实验中，必须的措施是________.
A.细线必须与长木板平行
B.先接通电源再释放小车
C.小车的质量远大于钩码的质量
D.平衡小车与长木板间的摩擦力
解析　实验时，细线必须与长木板平行，以减小实验的误差，选项A正确；
实验时要先接通电源再释放小车，选项B正确；
此实验中没必要使小车的质量远大于钩码的质量，选项C错误；
此实验中不需要平衡小车与长木板间的摩擦力，选项D错误.
图6
√
√
1．“研究匀变速直线运动”的实验中,使用电磁打点计时器(所用交流电的频率为50 Hz)，得到如下图所示的纸带．
图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是(　　)
A．实验时应先放开纸带再接通电源
B．相邻两个计数点间的时间间隔为0.1 s
C．从纸带可求出计数点B对应的速率
D．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s
BC
当堂测试
×
×
D
当堂测试
×
×
×
2．在下列给出的器材中，本节实验中所需的器材有 ( )
①打点计时器 ②天平 ③低压交流电源
④低压直流电源 ⑤细绳和纸带 ⑥钩码和小车
⑦秒表 ⑧一端有滑轮的长木板 ⑨刻度尺
A．①③⑧⑨ B．⑤⑥⑧⑨
C．①③⑤⑥ D．①③⑤⑥⑧⑨
课堂小结
探究小车速度随时间的变化规律
实验设计
实验原理
实验步骤
实验操作
器材安装
数据采集
数据处理
计算瞬时速度
作v-t图
归纳结论
THANKS

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