《高中物理 第二章 勻變速直線運(yùn)動的研究 1 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律課件 新人教版必修11》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第二章 勻變速直線運(yùn)動的研究 1 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律課件 新人教版必修11（35頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、1實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律第二章勻變速直線運(yùn)動的研究知識內(nèi)容探究小車速度隨時間變化的規(guī)律考試屬性課時要求1.知道實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，說出實(shí)驗(yàn)中各器材的作用，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作.2.會近似計算各計數(shù)點(diǎn)的瞬時速度及加速度.3.會利用vt圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，能據(jù)此判斷小車速度隨時間變化的特點(diǎn).內(nèi)容索引技能儲備明確原理 提煉方法題型演練學(xué)以致用 實(shí)訓(xùn)演練達(dá)標(biāo)檢測檢測評價 達(dá)標(biāo)過關(guān)技能儲備技能儲備一、實(shí)驗(yàn)原理一、實(shí)驗(yàn)原理1.利用紙帶計算瞬時速度：以紙帶上某點(diǎn)為中間時刻取一小段位移，用這段位移的 表示這點(diǎn)的瞬時速度.2.用vt圖象表示小車的運(yùn)動情況：以速度v為 、時間t為 建立直角坐標(biāo)系，用描點(diǎn)法畫出小車的vt
2、圖象，圖線的 表示加速度的大小，如果vt圖象是一條傾斜的直線，說明小車的速度是 的.二、實(shí)驗(yàn)器材二、實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計時器、 、紙帶、一端附有定滑輪的長木板、小車、細(xì)繩、鉤碼、 、坐標(biāo)紙、復(fù)寫紙.平均速度縱軸橫軸傾斜程度均勻變化交流電源刻度尺三、實(shí)驗(yàn)步驟三、實(shí)驗(yàn)步驟1.如圖1所示，把一端附有定滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，打點(diǎn)計時器固定在長木板沒有滑輪的一端，連接好電路.圖12.把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下面掛上適當(dāng)?shù)你^碼，把紙帶穿過打點(diǎn)計時器，并把紙帶的一端連在小車的后面.3.把小車停在 打點(diǎn)計時器的位置，先 ，后 (填“接通電源”或“釋放小車”)，讓小車拖著紙帶運(yùn)動
3、，打點(diǎn)計時器就在紙帶上打下一行小點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源.4.換上新紙帶，重復(fù)操作兩次.靠近接通電源釋放小車四、數(shù)據(jù)處理四、數(shù)據(jù)處理1.采集數(shù)據(jù)如圖2所示，一般不是直接測量相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)間的距離，而是先測量出各個計數(shù)點(diǎn)到計時零點(diǎn)的距離x1、x2、x3、x4、x5，再計算出相鄰的兩個計數(shù)點(diǎn)的距離.x1x1，x2x2x1，x3x3x2，x4x4x3，x5x5x4.圖22.求解速度(1)各計數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的瞬時速度用平均速度來代替，即 T為相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔，若交流電源頻率為50 Hz，每5個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)(中間隔4個點(diǎn))，則T0.1 s.(2)設(shè)計表格并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)位置編號1234567時刻t/s0
4、.10.20.30.40.50.60.7v/(ms1) 3.作出小車運(yùn)動的vt圖象(1)定標(biāo)度：坐標(biāo)軸的標(biāo)度選取要合理，應(yīng)使圖象大致布滿坐標(biāo)紙.(2)描點(diǎn)：在坐標(biāo)紙上描出各個坐標(biāo)點(diǎn)的位置.(3)連線：用一條平滑的曲線或直線“擬合”這些點(diǎn).4.分析數(shù)據(jù)并求出加速度(1)如果畫出的vt圖象是一條傾斜的直線，說明小車做速度均勻變化的直線運(yùn)動. 表示開始計時時小車的速度初速度.(2)求出小車的加速度在vt圖象上任意取兩個間隔較遠(yuǎn)的點(diǎn)(這兩個點(diǎn)不一定是我們表格中已測得的點(diǎn))，找出它們的坐標(biāo)值，然后把它們的坐標(biāo)值代入公式a 中求出加速度，即用圖線的 求加速度.圖象和縱軸的交點(diǎn)斜率五、注意事項五、注意事項1
5、.開始釋放小車時，應(yīng)使小車 (填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)打點(diǎn)計時器.2.先 ，等打點(diǎn)穩(wěn)定后，再 (填“接通電源”或“釋放小車”).3.選取一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，舍掉開頭點(diǎn)跡密集部分，選取適當(dāng)?shù)挠嫈?shù)點(diǎn)(注意計數(shù)點(diǎn)與計時點(diǎn)的區(qū)別)，弄清楚所選的時間間隔T等于多少.4.在坐標(biāo)紙上畫vt圖象時，注意坐標(biāo)軸單位長度的選取，應(yīng)使圖象大致布滿坐標(biāo)紙. 靠近接通電源釋放小車題型演練題型演練一、實(shí)驗(yàn)器材和操作例例1某同學(xué)按圖3所示裝置做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn).圖3答案解析(1)圖中儀器A叫做_計時器，使用220 V_電源(選填“交流”或“直流”)，釋放小車前，小車應(yīng)停在_(填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)儀器A
6、的位置.電火花交流靠近解析解析題圖中儀器A叫做電火花計時器，使用220 V交流電源，實(shí)驗(yàn)過程中，放開小車前，小車要靠近打點(diǎn)計時器；(2)使用打點(diǎn)計時器來分析小車運(yùn)動情況的實(shí)驗(yàn)中，有以下基本步驟：A.松開紙帶讓小車帶著紙帶運(yùn)動B.穿好紙帶C.把計時器固定好D.接通電源，進(jìn)行打點(diǎn)以上步驟的正確順序是_.答案解析CBDA解析解析使用打點(diǎn)計時器來分析小車運(yùn)動情況的實(shí)驗(yàn)中，基本步驟為：先把計時器固定好，穿好紙帶，再接通電源，進(jìn)行打點(diǎn)，之后松開紙帶讓小車帶著紙帶運(yùn)動，故正確的順序是CBDA.例例2在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，如圖4所示為一次記錄小車運(yùn)動情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相
7、鄰的計數(shù)點(diǎn)(A點(diǎn)為第一個點(diǎn))，相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔T0.1 s.二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理答案解析圖4(1)根據(jù)_計算各點(diǎn)的瞬時速度，則vD_m/s，vC_m/s，vB_m/s. 某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度 3.90 2.64 1.38 解析解析若時間較短，則這段時間內(nèi)的平均速度可以代替中間時刻的瞬時速度.D點(diǎn)的瞬時速度C點(diǎn)的瞬時速度B點(diǎn)的瞬時速度(2)在如圖5所示坐標(biāo)系中畫出小車的vt圖線，并根據(jù)圖線求出a_.解析解析由上述數(shù)據(jù)畫出小車的vt圖象如圖所示，圖512.6 m/s2答案答案見解析圖答案解析(3)將圖線延長與縱軸相交，交點(diǎn)的速度的物理意義：_.解析解析將圖線延長后，與縱軸的
8、交點(diǎn)的速度表示零時刻小車經(jīng)過A點(diǎn)的速度大小.答案解析表示零時刻小車經(jīng)過A點(diǎn)的速度大小 總結(jié)提升總結(jié)提升1.處理紙帶時，一定要分清計時點(diǎn)和計數(shù)點(diǎn)，搞清計數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔T.2.利用極限思想將平均值過渡到瞬時值是物理學(xué)中常用的方法.紙帶上某點(diǎn)的瞬時速度等于該點(diǎn)前、后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度.3.標(biāo)度的選擇要結(jié)合數(shù)據(jù)及其分布特點(diǎn)制定，以使圖象在坐標(biāo)系中合理分布，大小適中.達(dá)標(biāo)檢測達(dá)標(biāo)檢測1.(實(shí)驗(yàn)器材和操作實(shí)驗(yàn)器材和操作)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是A.小車在鉤碼的牽引下運(yùn)動時只需打一條紙帶，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理B.為使測量更為嚴(yán)謹(jǐn)，應(yīng)把打下的第一個點(diǎn)作為第一個測量點(diǎn)C.為了
9、便于測量，應(yīng)舍掉開頭一些過于密集的點(diǎn)，找一個適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作 計時起點(diǎn)D.兩相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔必須是0.1 s答案解析1234567解析解析小車在鉤碼的牽引下運(yùn)動時，需要采用多次測量，打出多條紙帶，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，有利于減小誤差，故A錯誤；紙帶上開始時打的點(diǎn)比較密集，點(diǎn)距過小，測量誤差較大，故應(yīng)舍去，找一個適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計時起點(diǎn)，故B錯誤，C正確；選取計數(shù)點(diǎn)，可增加測量距離，減小測量過程所產(chǎn)生的誤差，兩相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔不一定取0.1 s，故D錯誤.12345672.(實(shí)驗(yàn)器材和操作實(shí)驗(yàn)器材和操作)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)操作步驟，試找出其中錯誤和遺漏的
10、步驟(遺漏步驟已編上序號G).A.拉住小車，將小車移到靠近打點(diǎn)計時器的一端后，放開小車，再接通 電源B.將打點(diǎn)計時器固定在長木板無滑輪的一端，并接好電路C.把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下面掛上適當(dāng)?shù)你^碼D.取下紙帶，再斷開電源E.將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計時器的限位孔F.從所打的紙帶中選取理想的紙帶進(jìn)行測量分析1234567錯誤和遺漏：_；_；G._；正確的步驟順序?yàn)開.答案1234567A中應(yīng)先接通電源，再放開小車D中應(yīng)先斷開電源，再取下紙帶換上新紙帶，重復(fù)操作兩次BECADGF解析解析實(shí)驗(yàn)中可以每隔任意相同數(shù)量的點(diǎn)選取一個計數(shù)點(diǎn)，A對；使用刻度尺測量長度時，要進(jìn)行估讀，B
11、對；作vt圖象時，應(yīng)使盡量多的點(diǎn)落在線上，離線較遠(yuǎn)的點(diǎn)舍棄，C錯；處理數(shù)據(jù)時，常選擇公式法和圖象法，D對.3.(實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，下列說法不正確的是A.紙帶上可以每隔任意相同數(shù)量的點(diǎn)選取一個計數(shù)點(diǎn)B.使用刻度尺測量長度時，要進(jìn)行估讀C.作vt圖象時，所描曲線必須經(jīng)過每一個點(diǎn)D.在數(shù)據(jù)處理時，常用公式法和圖象法答案解析1234567為了算出小車的加速度，最好的方法是A.根據(jù)任意兩個計數(shù)點(diǎn)的速度，用公式a 算出加速度B.依次算出連續(xù)兩個計數(shù)點(diǎn)間的加速度，算出平均值作為小車的加速度C.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出vt圖象，量出其傾角，由公式atan 算出加速
12、度D.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出vt圖象，由圖象上任意兩點(diǎn)所對應(yīng)的速度，用公 式a 算出加速度12344.(實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理)在“探究小車加速度隨時間變化的規(guī)律”中，算出各計數(shù)點(diǎn)的瞬時速度如下表：答案解析567計數(shù)點(diǎn)序號123456計數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的時刻t/s0.10.20.30.40.50.6小車的瞬時速度v/(cms1)44.062.081.0100.0110.0168.01234567解析解析根據(jù)任意兩個計數(shù)點(diǎn)的速度，用公式a 算出加速度，偶然誤差較大.依次算出連續(xù)兩個計數(shù)點(diǎn)間的加速度，算出平均值作為小車的加速度，實(shí)際上只用到了首尾兩個計數(shù)點(diǎn)的速度數(shù)據(jù)，中間各點(diǎn)的速度數(shù)據(jù)在計算中因相互抵消而
13、丟失了，偶然誤差也較大.用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是減小偶然誤差的最好方法，但不能量角度算正切值求加速度，因?yàn)榭v軸與橫軸的標(biāo)度不統(tǒng)一.故正確答案為D.解析解析刻度尺的讀數(shù)規(guī)則估讀到最小刻度的下一位.由毫米刻度尺的刻度可知d25.40 cm，d312.00 cm.最后一位“0”必須有.5.(實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)周期為0.02 s的計時器記錄小車運(yùn)動的紙帶如圖6所示，在紙帶上選擇0、1、2、3、4、5共6個計數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)未畫出，紙帶旁并排放著帶有最小分度為毫米的刻度尺，零刻度線跟“0”計數(shù)點(diǎn)對齊.由圖可以讀出三個計數(shù)點(diǎn)1、3
14、、5跟0點(diǎn)的距離d1、d2、d3.答案解析1234567圖6(1)讀出距離：d11.20 cm，d2_cm，d3_cm.5.4012.00(2)計算小車通過計數(shù)點(diǎn)“2”的瞬時速度v2_m/s；(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)答案解析12345670.21解析解析小車通過計數(shù)點(diǎn)“2”的瞬時速度可用“1”、“3”間的平均速度表示，打點(diǎn)周期為0.02 s，相鄰兩計數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)未畫出，則計數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔T0.1 s，v2 0.21 m/s.(3)小車的加速度大小a_m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)答案解析12345670.606.(實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理)(2018浙江91高中聯(lián)盟聯(lián)考)某同學(xué)用
15、如圖7甲所示器材探究小車速度隨時間變化的規(guī)律，實(shí)驗(yàn)中得到如圖乙所示紙帶，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F共6個計數(shù)點(diǎn)，其中計數(shù)點(diǎn)F在圖乙中未顯示. 答案1234567圖7(1)下列說法正確的是_.A.釋放小車前，小車應(yīng)置于靠近滑輪處B.圖示電火花計時器所需電源為6 V交流電C.需先接通計時器電源，再讓小車運(yùn)動D.若遇停電，可改用蓄電池給計時器供電 C(2)計數(shù)點(diǎn)B對應(yīng)的刻度尺讀數(shù)為_mm；(3)計數(shù)點(diǎn)B對應(yīng)小車速度大小為_m/s.(已知該實(shí)驗(yàn)中所用交流電源的頻率為50 Hz)答案1234567(4)實(shí)驗(yàn)測得計數(shù)點(diǎn)C、D、E對應(yīng)小車速度分別為vC0.350 m/s、vD0.398 m/s、v
16、E0.443 m/s，以打A點(diǎn)開始計時，在圖8坐標(biāo)中作出小車的vt圖，并根據(jù)圖線求出小車運(yùn)動的加速度a_m/s2.圖833.0(32.533.2)0.303(0.3010.305)0.48(0.450.55)答案答案如圖所示瞬時速度v1v2v3v4v5數(shù)值/(ms1)0.165 0.214 0.263 0.3637.(實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理)某同學(xué)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運(yùn)動情況，在紙帶上確定出0、1、2、3、4、5、6共7個測量點(diǎn).其中相鄰點(diǎn)間的距離如圖9所示，每兩個相鄰的測量點(diǎn)之間的時間間隔為0.1 s，則：答案解析1234567圖9(1)根據(jù)紙帶上各個測量點(diǎn)間的距離，某同學(xué)已將1、2、3、5點(diǎn)對應(yīng)的瞬時速度進(jìn)行計算并填入表中，請你將4點(diǎn)對應(yīng)的瞬時速度填入表中.(要求保留三位有效數(shù)字).0.3141234567(2)以打0點(diǎn)時開始計時，在圖10所示直角坐標(biāo)系中畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關(guān)系圖線.答案解析1234567圖10答案答案見解析圖解析解析描點(diǎn)作圖(3)由圖象求小車的加速度a.(保留三位有效數(shù)字)答案解析1234567答案答案0.495 m/s2
高中物理 第二章 勻變速直線運(yùn)動的研究 1 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律課件 新人教版必修11
