資源簡介

(共24張PPT)
2.1 實驗：探究小車速度隨
時間變化的規律
1：打點計時器可以測量什么物理量
2：通過打點計時器可以間接測量什么物理量？
兩點間的平均速度
某點的瞬時速度
加速度
時間
知識回顧
根據紙帶上給出的數據，求2、4兩點的速度和紙帶運動的加速度。
溫故而知新
在生活中，人們跳遠助跑、水中嬉戲、駕車行駛、短道速滑
在自然界里，物體下落、鴿子飛翔、獵豹捕食、蝸牛爬行、螞蟻搬家……
這些運動中都有速度的變化．
物體的速度變化存在規律嗎？
本節課通過實驗探究物體速度隨時間變化的規律
問題：利用打點計時器探究小車在砝碼帶動下的速度變化的規律，需要哪些實驗器材，如何設計實驗？
一、實驗原理
實驗裝置示意圖
二、實驗儀器
打點計時器；紙帶；復寫紙；低壓交流電源；小車；細繩；一端附有滑輪的長木板；刻度尺；鉤碼；導線
學生電源
打點計時器
木板
紙帶、復寫紙
鉤碼
小車
刻度尺
其他：導線、細繩
三、實驗步驟
(1) 把一端附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上遠離滑輪的一端,連接好電路.
(2)把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，釋放手后，小車能在長木板上平穩的加速滑行一段距離，把紙帶穿過打點計時器，并把它的一端固定在小車后面.
搭建實驗儀器
(3)把小車停在靠近打點計時器處，先接通電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打出一 系列的點，立即關閉電源，取下紙帶。
(4)換上新紙帶，增減所 掛鉤碼，或在小車上放置重物，再做兩次實驗.
進行實驗
四、注意事項
(1)固定打點計時器時應讓限位孔處在長木板的中央縱軸位 置，使紙帶、小車、拉線和定滑輪共線。
(2)注意調整滑輪的高度，使拉線與木板平行，以減小拉力的變化.
(4)先接通電源，后讓紙帶運動，打點結束后立即關閉電源.
(3)小車應由緊靠打點計時器處開始釋放，在撞擊長木板末端前應讓小車停止運動,防止小車從板上掉下來.
問題1.怎樣選擇紙帶和和選取紙帶上的點？
選取紙帶：選擇所打紙帶中最清晰的一條，開頭過于密集的點舍掉
選取紙帶上的點：若紙帶上點與點之間的距離較小，可取多個間隔（一般取5個間隔）為一個計數間隔時間（間隔不再是0.02s）（但要看具體情況靈活選定）；給選取的點加標記。
五、數據處理
問題2.如何測量數據？
根據前面所選的計數點直接測量各個計數點到起點的距離。
問題3.如何對數據做進一步處理？（表格法、圖像法）
（1）數據處理——表格法
位置編號 0 1 2 3 4 5
時間t/s
x/m
v/(m·s－1)
如何直觀得到小車速度隨時間的變化規？
增減鉤碼數目
改變小車速度
再做兩次試驗
（2）數據處理——圖像法
描點連線作圖
0　0.1　0.2　0.3　0.4　0.5
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
△t
△v
t/s
v/(m.s-1)
勻變速直線運動
不在直線上如何描點？
運動規律？
速度如何變化？
加速度如何？
如果有些點難以落在曲線上，應使它們大致均勻地分布在曲線兩側，個別嚴重偏離的舍去。
實驗結論：小車運動的
v－t圖象是一條傾斜向上的直線，說明速度隨時間均勻增加，它們成“線性關系”．
題后小結：求小車加速度的方法
方法1.取任意兩組數據求出Δv和Δt，然后代入Δv／Δt求解。
方法2.在v—t圖象上取一段時間Δt（盡量取大一些），找出兩個時刻對應的縱坐標值求出Δv，代入Δv／Δt求解。
哪一種方法更好？
（畫圖時讓不在直線上的點盡可能均勻地分布在直線兩側，就是為了使偏大或偏小的誤差盡可能地抵消，所以圖象也是減小誤差的一種手段，也就是說應該用圖象上的點，而不是用實驗所得到的數據）
六、實驗結論:
1、小車的速度隨時間的增加而均勻增加。
2、小車速度隨時間逐漸增大；相同時間里，速度增量相同。
(1)木板的粗糙程度不同，摩擦不均勻．　
(2)根據紙帶測量的位移有誤差，從而計算出的瞬時速度有誤差．
(3)作v－t圖象時單位選擇不合適或人為作圖不準確帶來誤差
七、誤差分析
★注意事項
1、如果交流電頻率為50HZ，則以下兩相鄰計數點間的時間T=0.1S
（1）每5個計時點取一個計數點（計時起點不能算在內）
（3）兩相鄰計數點間有4個計時點沒畫出來
（2）間隔4個計時點取一個計數點
兩相鄰計數點間的時間T=0.08S、0.06S類似
2、如果要求某個點的瞬時速度，就首先把它變為中間時刻（或某個端點），根據如下公式求平均速度，即為該點的瞬時速度。
練一練
在“探究小車速度隨時間變化規律“的實驗中，下列說法正確的是( )
A. 電火花計時器正常工作時，其打點的周期取決于交流電壓的高低
B. 電火花計時器應接在10V以下的交流電源上才能正常工作
C. 打點計時器連續工作時間很短，應注意打點之后要立即關閉電源
D. 開始實驗時，應先接通電源，后釋放小車
CD
練一練
在下列給出的器材中，本節實驗中所需的器材有 ( )
①打點計時器 ②天平 ③低壓交流電源
④低壓直流電源 ⑤細繩和紙帶 ⑥鉤碼和小車
⑦秒表 ⑧一端有滑輪的長木板 ⑨刻度尺
A．①③⑧⑨ B．⑤⑥⑧⑨
C．①③⑤⑥ D．①③⑤⑥⑧⑨
D
練一練
在“研究小車的勻變速直線運動規律”的實驗中，打點計時器使用的電源頻率為50Hz，實驗打出的紙帶如圖所示，相鄰兩個計數點間還有4個點未畫出，則打下兩個計數點間的時間間隔為______s；在打點計時器打出B點時，小車的速度大小為______m/s；小車的加速度大小為______(m/s2(結果均保留兩位有效數字))。
0.10
0.56
2.0
例1 在“探究小車的速度隨時間變化的規律”的實驗中，某同學操作過程中有以下實驗步驟：
A．拉住紙帶，將小車移至靠近打點計時器處，先放開紙帶，再接通電源；
B．將打點計時器固定在長木板上，并連接好電路；
C．把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下邊吊著適當重的鉤碼,放手后看小車能否在木板上做平穩的加速運動；
D．取下紙帶；
E．把一端附有定滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使附有定滑輪的一端伸出桌面；
F．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔；
G．換上新紙帶，重復操作兩次.
(1)其中有錯誤的步驟是____________；應改正為____________________．
A
先接通電源，再釋放紙帶
(2)將改正后的步驟按合理的順序寫在橫線上：步驟順序為______________.
EBCFADG
例2 在《探究小車的速度隨時間變化的規律》的實驗中，利用打點計時器打出了如圖所示的一條紙帶，其中1、2、3、4、5、6均為記數點，且相鄰的兩個計數點之間都還有4個點沒有畫出來，已知電源的頻率為50 Hz.現測得：s1＝1.40cm，s2＝1.90cm，s3＝2.40cm，s4＝2.90cm，s5＝3.40cm，s6＝3.90cm.
(1)在打點計時器打出點2、3、4、5、6時，小車的速度分別為：v2＝____cm/s，v3＝____cm/s，v4＝____cm/s，v5＝_____cm/s.
(3)根據作出的速度—時間圖象，求出小車的加速度為_____m/s2(取二位有效數字)．
(2)在下邊的坐標紙上作出速度—時間圖象(從1開始計時)．
30
10
40
20
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.50
16.50
21.50
26.50
31.50
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