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(共16张PPT)
高中物理2019人教版必修一 第二章 匀变速直线运动的研究
1、实验
探究小车速度随时间变化的规律
钩码
小车
细绳
纸带
打点计时器
一端附有定滑轮的长木板
1.进一步练习使用打点计时器、会利用平均速度求瞬时速度。
2.了解本实验的目的、原理、器材,知道实验的具体步骤。
3.知道小车的速度随时间是均匀变化或者说是加速度不变的。
4.通过测量瞬时速度，作出v-t图像，分析小车速度变化规律。
学习目标
器材：打点计时器，一端附有定滑轮的长木板，学生电源，刻度尺，纸带，钩码，小车，细绳。
一、实验思路及器材
思路：利用打点计时器，小车在钩码的牵引下运动，通过研究纸带上的信息，知道小车运动的速度是怎样随时间变化的。
钩码
小车
细绳
纸带
打点计时器
一端附有定滑轮的长木板
1.木板平放，使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定，连接好电路。
2.将纸带穿过打点计时器，连在小车后面。把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码。
3.把小车停在靠近打点计时器处，启动电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后，关闭电源。
4.换上新纸带，再重复操作两次。
5.数据记录及处理。
二、实验步骤
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，待打点计时器打点稳定后，再释放小车，当小车停止运动时及时断开电源。
3.实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们被碰坏或跌坏。所以，当小车到达滑轮前及时用手按住它。
4.小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免加速度过大使纸带上打的点太少，或加速度太小各段位移无法区别，从而使误差增大。
三、注意事项
四、数据记录
从清楚的点开始，若纸带上点间距较小，每五个计时点取一个计数点，依次标为0，1，2，3 …（间隔不再是0.02s）。
x1
0
1
2
3
x3
x2
△t=0.10s
△x
1）两点间的时间间隔：
①打点计时器的 f 为50Hz，相邻两点的时间间隔△t= 1/f =0.02s
②若n个点取一个计数点，则有 个时间间隔；
若每n个点取一个计数点，则有 个时间间隔。
若两计数点间有n个点，则有 个时间间隔。
2）两点间位移：
刻度尺测量，读数估读一位，单位要换算为米。
n-1
n+1
1、物体做匀变速直线运动的纸带中直接读取：
n
0
1
2
3
4
4.38
5.20
5.99
6.80
单位：cm
测平均速度（一段位移除以一段时间）
2、做匀变速直线运动速度的求法：
测瞬时速度（用某段时间内的平均速度来粗略的代替这段时间内的某点的瞬时速度，所取的时间间隔越小，计算出的瞬时速度就越精确。）
△x
△t
vE = vE-F =
△x
△t
vE = vD-F =
D
F
G
0
1
2
3
4
3.9
9.0
16.1
22.8
单位：cm
T=0.1s
T=0.1s
课堂练习
v/m·s-1
t/s
o
0.1
2
4
6
8
0.2
0.3
0.4
五、数据分析
画出v-t图像，描点，连线，使尽可能多的点落在线上，不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消，离线比较远的点可舍去。
求图线的斜率，得到加速度。
某同学采用了如下方法绘制小车运动的v-t图像：先把实验得到的纸带每隔0.1s剪断，得到若干短纸条，再把这些纸条下端对齐，并排贴在一张纸上。纸条的宽度方向作为时间坐标轴，长度方向作为速度坐标轴，最后将纸条上端中心连起来，得到小车运动的v-t图像。这样做有道理吗
六、做匀变速直线运动加速度的求法
x1
x4
x3
x2
0
1
2
3
4
5
6
x5
x6
方法一
只用两个数据，不可取
六、做匀变速直线运动加速度的求法
方法二：分组隔项逐差法求a平均值，充分利用数据，减小偶然误差。
x1
x4
x3
x2
0
1
2
3
4
5
6
x5
x6
在“测定小车速度随时间变化的规律”的实验中，电源的频率为50Hz，图为一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出，按时间顺序取计数点，用米尺量出各点到0点的距离。计算计数点4的即时速度大小和小车的加速度大小。
课堂练习
0
1
2
3
4
5
6
0
1.40
3.55
6.45
10.15
14.55
19.70
解析:(1)第4个记数点在3到5的中间时刻，根据中间时刻的速度等于这段时间的平均速度 T=0.02×5s=0.1s
单位：cm
课堂练习
0
1
2
3
4
5
6
0
1.40
3.55
6.45
10.15
14.55
19.70
解：x1=1.40cm x2=（3.55—1.40）cm=2.15cm x3=（6.45—3.55）cm=2.90cm x4=（10.15—6.45）cm=3.70cm x5=（14.55—10.15）cm=4.40cm x6=（19.70—14.55）cm=5.15cm
课堂小结
1、实验器材
2、实验步骤
3、注意事项
4、数据记录
5、数据分析
6、加速度的求法（逐差法）

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