高中物理 第二章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 第1節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律課件 新人教必修1

《高中物理 第二章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 第1節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律課件 新人教必修1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第二章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 第1節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律課件 新人教必修1（26頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第第二二章章第第1 1節(jié)節(jié)實(shí)驗(yàn)理論指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)理論指導(dǎo)典題案例導(dǎo)析典題案例導(dǎo)析知能演練提升知能演練提升題型一題型一題型二題型二題型三題型三 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊弧?shí)驗(yàn)?zāi)康?1)進(jìn)一步練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及利用紙帶求速度。進(jìn)一步練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及利用紙帶求速度。(2)學(xué)會(huì)利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算各點(diǎn)瞬時(shí)速度的方法。學(xué)會(huì)利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算各點(diǎn)瞬時(shí)速度的方法。(3)學(xué)會(huì)用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。并能根據(jù)學(xué)會(huì)用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。并能根據(jù)vt圖像描述圖像描述小車運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。小車運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上記錄的數(shù)據(jù)，計(jì)算出各利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上記錄的數(shù)據(jù)，計(jì)

2、算出各時(shí)刻的速度，再作出速度時(shí)刻的速度，再作出速度時(shí)間的關(guān)系圖像。時(shí)間的關(guān)系圖像。(1)某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于以它為中間時(shí)刻的一小段時(shí)間某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于以它為中間時(shí)刻的一小段時(shí)間內(nèi)的平均速度。內(nèi)的平均速度。(2)若若vt圖像為一傾斜直線，則物體做勻變速直線運(yùn)圖像為一傾斜直線，則物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，圖線的斜率表示加速度。動(dòng)，圖線的斜率表示加速度。三、實(shí)驗(yàn)器材三、實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、學(xué)生電源、復(fù)寫紙、紙帶、導(dǎo)線、一端帶打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、學(xué)生電源、復(fù)寫紙、紙帶、導(dǎo)線、一端帶有滑輪的長木板、小車、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、坐標(biāo)紙。有滑輪的長木板、小車、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、坐標(biāo)紙。四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟(1)如圖

3、如圖211所示，把附有滑輪的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，所示，把附有滑輪的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上沒有滑輪并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路。的一端，連接好電路。圖圖 2 21 11 1(2)(2)把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，放手后，看小車能否在木板上平邊掛上合適的鉤碼，放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行，然后把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙穩(wěn)地加速滑行，然后把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的另一端固定在小車后面。帶的另一端固定在小車后面。(3)(3)把小車

4、停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，后釋把小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，后釋放小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶放小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列小點(diǎn)，換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。上打下一系列小點(diǎn)，換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。五、數(shù)據(jù)處理五、數(shù)據(jù)處理1 1表格法表格法(1)(1)從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開始一些比較密集的點(diǎn)，在后面便于測(cè)量的地方找一個(gè)開始一些比較密集的點(diǎn)，在后面便于測(cè)量的地方找一個(gè)開始點(diǎn)，作為計(jì)數(shù)始點(diǎn)，以后依次每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)開始點(diǎn)，作為計(jì)數(shù)始點(diǎn)，以后依次每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，并標(biāo)明點(diǎn)，并標(biāo)明

5、0 0、1 1、2 2、3 3、44，測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到，測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0 0點(diǎn)的距點(diǎn)的距離離x x，并記錄填入表中。，并記錄填入表中。位置編號(hào)位置編號(hào)012345時(shí)間時(shí)間t/sx/mv/(ms1)(2)分別計(jì)算出與所求點(diǎn)相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距分別計(jì)算出與所求點(diǎn)相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離離x1、x2、x3。(3)利用一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間中間利用一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求得各計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)刻的瞬時(shí)速度求得各計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5的瞬時(shí)速的瞬時(shí)速度，填入上面的表格中。度，填入上面的表格中。(4)根據(jù)表格的數(shù)據(jù)，分析速度隨時(shí)間怎么變化。根據(jù)表格的數(shù)據(jù)，分析速度隨時(shí)間怎么變

6、化。圖圖 2122圖像法圖像法(1)在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系，橫在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系，橫軸表示時(shí)間，縱軸表示速度，并根據(jù)表軸表示時(shí)間，縱軸表示速度，并根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)。格中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)。(2)畫一條直線，讓這條直線通過盡可能多的點(diǎn)，不在畫一條直線，讓這條直線通過盡可能多的點(diǎn)，不在線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，偏差比較大的點(diǎn)忽略不線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，偏差比較大的點(diǎn)忽略不計(jì)，如圖計(jì)，如圖212所示。所示。(3)觀察所得到的直線，分析物體的速度隨時(shí)間的變化觀察所得到的直線，分析物體的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。規(guī)律。六、注意事項(xiàng)六、注意事項(xiàng)(1)安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)盡量

7、使紙帶、小車、細(xì)線和安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)盡量使紙帶、小車、細(xì)線和定滑輪上邊緣在一條直線上。定滑輪上邊緣在一條直線上。(2)牽引小車的鉤碼質(zhì)量要適宜。如果質(zhì)量過大，紙帶牽引小車的鉤碼質(zhì)量要適宜。如果質(zhì)量過大，紙帶上打出的計(jì)時(shí)點(diǎn)太少；如果質(zhì)量過小，打出的點(diǎn)過于密集，上打出的計(jì)時(shí)點(diǎn)太少；如果質(zhì)量過小，打出的點(diǎn)過于密集，不便于測(cè)量距離。不便于測(cè)量距離。(3)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)讓小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置，這樣實(shí)驗(yàn)前應(yīng)讓小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置，這樣可以最大限度地利用紙帶的有限長度?？梢宰畲笙薅鹊乩眉垘У挠邢揲L度。(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，待其工作穩(wěn)定后再實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，待其工作穩(wěn)定后再釋

8、放小車。釋放小車。(5)要避免小車和滑輪相碰，當(dāng)小車到達(dá)滑輪前要及要避免小車和滑輪相碰，當(dāng)小車到達(dá)滑輪前要及時(shí)用手按住小車。時(shí)用手按住小車。(6)打完一條紙帶要立即關(guān)閉電源，以避免打點(diǎn)計(jì)時(shí)打完一條紙帶要立即關(guān)閉電源，以避免打點(diǎn)計(jì)時(shí)器線圈過熱而損壞。器線圈過熱而損壞。七、誤差分析七、誤差分析(1)木板的粗糙程度不同，摩擦不均勻。木板的粗糙程度不同，摩擦不均勻。(2)根據(jù)紙帶測(cè)量的位移有誤差，從而計(jì)算出的瞬根據(jù)紙帶測(cè)量的位移有誤差，從而計(jì)算出的瞬時(shí)速度有誤差。時(shí)速度有誤差。(3)作作vt圖像時(shí)單位選擇不合適或人為作圖不準(zhǔn)確圖像時(shí)單位選擇不合適或人為作圖不準(zhǔn)確帶來誤差。帶來誤差。例例11在在“探究小

9、車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)操作中有以下實(shí)驗(yàn)步驟，其中錯(cuò)誤或?qū)嶒?yàn)中，某同學(xué)操作中有以下實(shí)驗(yàn)步驟，其中錯(cuò)誤或遺漏的步驟有遺漏的步驟有(遺漏步驟可編上序號(hào)遺漏步驟可編上序號(hào)F F、G)G)A A將小車移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先放開小車，將小車移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先放開小車，再接通電源再接通電源B B將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上，并連接好電路將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上，并連接好電路C C把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下面掛適當(dāng)?shù)你^碼面掛適當(dāng)?shù)你^碼D D取下紙帶取下紙帶E E將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的將紙

10、帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔限位孔將以上步驟完善后寫出合理的實(shí)驗(yàn)步驟順序。將以上步驟完善后寫出合理的實(shí)驗(yàn)步驟順序。解析解析在在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的的實(shí)驗(yàn)中，要先接通電源，再放開紙帶，在取下紙帶實(shí)驗(yàn)中，要先接通電源，再放開紙帶，在取下紙帶前要先斷開電源，為減少誤差，應(yīng)重復(fù)兩次，即再前要先斷開電源，為減少誤差，應(yīng)重復(fù)兩次，即再打兩條紙帶。打兩條紙帶。答案答案A中應(yīng)先接通電源，再放紙帶。中應(yīng)先接通電源，再放紙帶。D中取下紙帶前應(yīng)先斷開電源。中取下紙帶前應(yīng)先斷開電源。補(bǔ)充步驟補(bǔ)充步驟F：換上新紙帶，重復(fù)兩次。：換上新紙帶，重復(fù)兩次。步驟順序?yàn)椋翰?/p>

11、驟順序?yàn)椋築CEADF。例例2在在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)的實(shí)驗(yàn)中，如圖驗(yàn)中，如圖213所示為一次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的所示為一次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，圖中紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，(A點(diǎn)點(diǎn)為第一個(gè)點(diǎn)為第一個(gè)點(diǎn))相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T0.1 s。圖圖213圖圖214(1)根據(jù)根據(jù)_計(jì)算各點(diǎn)瞬計(jì)算各點(diǎn)瞬時(shí)速度，且時(shí)速度，且vD_ m/s，vC_ m/s，vB_ m/s。(2)在如圖在如圖214所示坐標(biāo)系中畫所示坐標(biāo)系中畫出小車的出小車的vt圖線，并根據(jù)圖線求出圖線，并根據(jù)圖線求出a_。(3)將圖線延長

12、與縱軸相交，交點(diǎn)將圖線延長與縱軸相交，交點(diǎn)的速度的物理意義是的速度的物理意義是_。答案答案(1)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度時(shí)刻的瞬時(shí)速度3.902.641.38(2)vt圖線見解析圖線見解析12.6 m/s2(3)表示零時(shí)刻小車經(jīng)過表示零時(shí)刻小車經(jīng)過A點(diǎn)的速度大小點(diǎn)的速度大小 例例3在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器“研究物體的速度隨時(shí)間的研究物體的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的三條紙的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的三條紙帶，分別以間隔相同點(diǎn)跡的方式依次剪成短紙條，按先帶，分別以間隔相同點(diǎn)跡的方式依次剪成短紙條，按先后順序一端對(duì)齊粘貼在一起。然后用平滑線段將各段紙后順序一端對(duì)齊粘貼在一起。然后用平滑線段將各段紙帶頂端的中點(diǎn)連起來，形成圖帶頂端的中點(diǎn)連起來，形成圖215，則根據(jù)紙帶的特，則根據(jù)紙帶的特點(diǎn)即可研究物體的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。以下說法正點(diǎn)即可研究物體的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。以下說法正確的是確的是 ()圖圖215A圖甲表示物體處于靜止圖甲表示物體處于靜止B圖乙表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)圖乙表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)C圖乙表示物體的速度隨時(shí)間均勻增加圖乙表示物體的速度隨時(shí)間均勻增加D圖丙表示物體的速度先隨時(shí)間均勻增加，后保持不變圖丙表示物體的速度先隨時(shí)間均勻增加，后保持不變答案答案CD