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(共30张PPT)
2.1　实验：探究小车速度随时间变化的规律
【学习目标】
1.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.
3.会利用v－t图象处理实验数据，并由图象计算小车的加速度和判断小车的运动情况.
课前预习
预习教材，思考下列问题：
1.怎么利用打点计时器探究小车速度随时间的变化规律？
2.怎么计算瞬时速度？
预习检测
1.使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中，有以下基本步骤：
A.松开纸带让物体带着纸带运动
B.穿好纸带
C.把打点计时器固定好
D.接通电源，进行打点
以上步骤中正确的顺序是______________。
CBDA
预习检测
2.关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法错误的是（　　）
A.长木板不能侧向倾斜，但可以一端高一端低；
B.在释放小车前，小车应紧靠在打点计时器上；
C.先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车；
D.要在小车到达定滑轮前使小车停止运动。
B
预习检测
3.某同学在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，所得纸带点间距过密，若利用该纸带分析小车运动情况，下列做法可行的是（ ）
A. 每隔9个点取一计数点，计数点时间间隔为0.2 s；
B. 每隔2个点取一个计数点，计数点时间间隔为0.4 s；
C. 只研究纸带后端几个间距较大的点所在区域 ；
D. 只研究纸带前端几个较密的点所在区域。
A
问题思考
物体的运动通常是比较复杂的，物体的运动规律各不相同。
怎样探索速度随时间变化的规律呢？
高山滑雪、鸽子飞翔、猎豹捕食等这些运动中都有速度的变化。
进行实验
1、实验目的
(1).巩固打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。
(2).通过实验探究，体验如何从实验中获取数据，学会利用图象处理实验数据的科学方法。
(3).分析小车在钩码牵引下速度随时间变化的规律。
2.实验原理：
在时间间隔很短的情况下，某点的瞬时速度可用一段时间内的平均速度表示，计算出某些时刻的瞬时速度，作出小车运动的速度-时间图象，判断小车速度是否均匀变化。
电源，刻度尺
钩码
小车
细绳
纸带
打点计时器
一端附有定滑轮的长木板
需要哪些仪器？
实验器材
实验步骤
1．如图所示，把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端，连接好电路。
2．把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下面挂上适当的槽码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定在小车的后面，调节滑轮高度使细绳与长木板平行。
3．把小车停在靠近打点计时器的位置，先接通电源，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行小点，随后立即关闭电源。再按同样的方法（不改变槽码个数）打出两条纸带，然后从这三条纸带中选出点迹最清晰的一条，记为纸带Ⅰ。
4．增减所挂的槽码(或在小车上放置重物)，更换纸带，重复上述步骤，再做两次实验，分别得到纸带Ⅱ和纸带Ⅲ。
舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始若纸带上点与点之间的距离较小，每五个计时点取一个计数点 ,依次标号为0，1，2，3，4，5 (间隔是0.1s)。
0.10s
0.10s
过于密集/不清晰的点
问题 1：怎样分析和选取纸带上的点？
数据记录
(2)用求平均速度的方法来求[选择包括该点在内的一段位移Δx(该点最好处在中间时刻位置)，找出对应的时间Δt，用Δx/Δt作为该点的瞬时速度]；
△x1
△x2
△x3
△x4
△x5
问题2：如何计算出所取点的瞬时速度？
(1)测量各个计数点之间的距离应注意估读、单位。
△x 4 -△x 2
v3 = v24 = ——— = —————
2△t
△x 24
2△t
△t为多少
例：求3这个计数点的速度：
△x1
△x2
△x3
△x4
△x5
作v-t图像
（1）在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点，观察点的分布规律，然后用一条平滑的曲线（包括直线）连接这些点，作出描述小车运动的v-t图像。
（2）画线时，让这条线通过尽可能多的点，不在直线上的点均匀分布在线的两侧，偏差比较大的点忽略不计，如图所示。
探究运动规律
实验得到小车运动的v-t图像是一条倾斜的直线，
由此得出结论:小车的速度随时间均匀的变化。
注意事项
（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，等打点稳定后，再释放小车。
（3）打点完毕，立即关闭电源。
（4）选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点迹密集部分，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少。
（5）测量各段距离，应尽可能地一次测量完毕，不挪动刻度尺。
（6）在坐标纸上画v t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像处于坐标纸的中间部分。
（1）利用v-t图像的斜率求加速度（图像法）
求小车加速度的方法
由多组数据描绘出v-t图像，而v-t图像的斜率表示物体运动的加速度，要运用 求解加速度。
（2）通过纸带上获取的数据，利用加速度的定义式 求解加速度（定义法）
1、误差：测量值跟被测量的真实值之间的差异
①、误差的来源：
　　一、仪器本身和缺陷
　　二、实验人员操作的读数不准确
②、通过改进仪器和谨慎操作，可以减小误差，　　
　　但任何测量都不能消灭误差。
（系统误差）
（偶然误差）
2、误差的分类
分类 产生原因 解决办法
偶然误差 由偶然因素造成 多次测量取平均值
系统误差 由仪器结构缺陷、实验方法不完善 改进原理
采用高精度仪器
测量值 实际测量的结果 真实值 一般取多次测量取平均的结果（或已知）
3、有效数字
①长度的测量需估读到最小分度值的下一位
xA=13.3mm
xB=19.0mm
三位有效数字
②科学计数法
特别大的数字或特别小的数字
③中学阶段运算结果一般取两位或三位有效数字
例1、在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，打点计时器的工作频率为50Hz，如图所示，相邻计数点间还有4个点没有画出来。
（1）根据运动学有关公式可求得VB=16.50cm/s,VC= cm/s,
VD=26.30cm/s , VE = 31.35 cm/s , VF = cm/s
21.40
0.50
11.60
小车在A点时的瞬时速度
36.30
（两位有效数字）
其他记录时间和位移的方法
其他记录时间和位移的方法
可以剪下的纸条长度表示0.1 s时间内位移大小，可近似认为速度 . v∝Δx，纸条长度可认为表示速度
练习
课堂小结
斜率：加速度
实验目的
实验原理
实验步骤及注意事项
选取纸带
采集数据
计算速度
表格法处理数据
图象法处理数据
探究小车速度随时间变化的规律
根据纸带计算各时刻小车速度，利用v-t图象探究速度随时间变化规律
截距：初速度
实验结论
小车的运动是速度随时间均匀变化的直线运动
实验
探究方案
实验
数据处理
随时间变化的规律
实验—探究小车速度
各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替
谢谢观看，
你学到了什么？

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