高一物理实验探究小车速度随时间的规律

1、第二章 匀变速直线运动的研究实验预备知识一、实验的重要性一、实验的重要性 (自学自学)三、误差和有效数字三、误差和有效数字二、怎样做好物理实验二、怎样做好物理实验 1、不仅动手，而且动脑、不仅动手，而且动脑 2、实事求是，尊重事实、实事求是，尊重事实 3、谨慎操作，细心分析、谨慎操作，细心分析飞鸥网飞鸥网 1、误差：测量值跟被测量的真实值之间的差异、误差：测量值跟被测量的真实值之间的差异（系统误差）（系统误差）（偶然误差）（偶然误差）误差来源误差来源：仪器本身缺陷、实验方法不完善：仪器本身缺陷、实验方法不完善减小办法减小办法：利用精密仪器、改进实验方法：利用精密仪器、改进实验方法误差来源误差来

2、源：实验人员操作的读数不准确等偶然因素：实验人员操作的读数不准确等偶然因素减小办法减小办法：多次测量取平均值：多次测量取平均值特点特点：多次测量的结果总是大于（或小于）真实值：多次测量的结果总是大于（或小于）真实值特点特点：多次测量测量时偏大和偏小的机会比较接近：多次测量测量时偏大和偏小的机会比较接近飞鸥网飞鸥网 2、绝对误差和相对误差、绝对误差和相对误差绝对误差测量值真实值100%绝对误差相对误差测量值测量值测量值：实际测量的结果实际测量的结果真实值真实值：一般取多次测量取平均的结果（或已知）一般取多次测量取平均的结果（或已知）严格来讲分母应为真实值，实际估算时则用测量值代替飞鸥网 3 3、

3、有效数字、有效数字分度值为分度值为1mm的尺需估读到毫米的下一位的尺需估读到毫米的下一位xa=13.3mmxb=19.0mm三位有效数字三位有效数字科学计数法科学计数法特别大的数字或特别小的数字特别大的数字或特别小的数字30.00636.3 10mm53840000003.84 10mkm中学阶段运算结果一般取中学阶段运算结果一般取两位或三位两位或三位有效数字有效数字探究小车速度随时间变化的关系探究小车速度随时间变化的关系实验1、实验目的2、实验原理3、实验器材4、实验步骤5、注意事项6、数据处理7、实验结论、误差分析飞鸥网 一、实验目的学会打点计时器的使用、纸带数据处理、学会打点计时器的使用

4、、纸带数据处理、测瞬时速度以及速度时间图象的基础上，测瞬时速度以及速度时间图象的基础上，运用这些知识和技能探究小车速度随时间运用这些知识和技能探究小车速度随时间变化的关系。变化的关系。 二、实验原理(1)(1)了解了解打点计时器是打点计时器是一种使用一种使用交流电源交流电源的的计时计时仪器仪器，它每隔，它每隔0.02s0.02s打一个点（由于打一个点（由于电源频率电源频率是是50hz50hz）。）。 (2) (2) 纸带上的纸带上的点表示点表示了相应运动物体在不同时了相应运动物体在不同时刻的刻的位置位置，研究纸带上所打点的间隔，就可以，研究纸带上所打点的间隔，就可以了解物体运动的情况。了解物体

5、运动的情况。利用打点计时器打下的利用打点计时器打下的纸带分析，纸带分析，平均速度 瞬时速度 三、实验仪器 打点计时器；纸带；复写纸片；打点计时器；纸带；复写纸片；低压交流电源低压交流电源；小车；细绳；一端；小车；细绳；一端附有滑轮的长木板；附有滑轮的长木板；刻度尺刻度尺；钩码；钩码；导线导线 注意注意: :区分电火花打点计时器区分电火花打点计时器-交流电压交流电压220v220v实验原理示意图飞鸥网 把一端附有滑轮的长木板水平放在实验桌上，把一端附有滑轮的长木板水平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，连接好电路板上远

6、离滑轮的一端，连接好电路 把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下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，启动电源，然后放开小车，边挂上合适的钩码，启动电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后，关闭电源让小车拖着纸带运动，打完一条后，关闭电源 换上纸带，重复操作三次换上纸带，重复操作三次四、实验步骤飞鸥网飞鸥网 五、注意事项1、在安装仪器时，要注意让滑轮伸出桌面外；、在安装仪器时，要注意让滑轮伸出桌面外；细绳应与木板平行；细绳应与木板平行；2、固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。位置。打点计时器应与低压电源打点计

7、时器应与低压电源46v交流输出连接；交流输出连接；如果用电火花计时器，不再需要使用低压电源。如果用电火花计时器，不再需要使用低压电源。3、先接通电源，后让纸带运动，打点结束后、先接通电源，后让纸带运动，打点结束后立即关闭电源。立即关闭电源。4 4小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击长小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击长木板末端前应让小车停止运动木板末端前应让小车停止运动,防止小车从板上掉下防止小车从板上掉下来。来。5 5选择纸带的原则：点迹清晰选择纸带的原则：点迹清晰8 8注意计时点和计数点的区别注意计时点和计数点的区别五、注意事项六、处理数据选择一条较理想的纸带，用平均速度代替瞬选

8、择一条较理想的纸带，用平均速度代替瞬时速度的方法得到各计数点的瞬时速度时速度的方法得到各计数点的瞬时速度（1）舍掉纸带开头一些过于密集的点迹，找一个适当）舍掉纸带开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点做为计时起点，并记为的点做为计时起点，并记为0点。点。（2）从起点开始，每）从起点开始，每5个点（每隔个点（每隔4个点）取一个计数个点）取一个计数点，分别记为点，分别记为1、2、3、4、5、6、7点。点。问题探究问题探究相邻两个计数点间的时间间隔为多少秒？相邻两个计数点间的时间间隔为多少秒？ （3）设计表格，填写表格。作出）设计表格，填写表格。作出v-t图像。图像。常用的数据处理方法：列表法列表法

9、、作图法作图法、逐差法逐差法飞鸥网飞鸥网 计数点编号计数点编号时时 间间t/st/s相邻点间距相邻点间距x/mx/m速度速度v/(msv/(ms-1-1) )计数点编号计数点编号01 12 23 34 45 5时时 间间t/st/s00.10.10.20.20.30.30.40.40.50.5相邻点间距相邻点间距x/mx/m 0.0300.0450.0600.0750.090 0.105速度速度v/(msv/(ms-1-1) )0.30 0.45 0.60 0.75 0.90 1.05 根据所得数据，选择合适的标度建系（图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积） 根据所得数据确定点的位置,观察和思

10、考点的分布规律。 “拟合”图象：从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上，用直尺画出一条直线，让尽可能多的点处在这条直线上，其余均匀分布，去掉偏差太大的点。根据表格中的数据作图像00.10.20.30.40.51.21.00.80.60.40.2t/sv/(m.s-1)问题图线的特点？图线的特点？小车的运动规律？小车的运动规律？如何求加速度？如何求加速度？tv如果这些点不在一条如果这些点不在一条直线上，怎么办？直线上，怎么办？以速度以速度v为纵轴，时间为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系。根据表中为横轴建立直角坐标系。根据表中的的v、t数据，选择适当的坐标单位在坐标系中描点。数据，选择适当的坐标单位在坐标系中描点。坐标纸的使用录像飞鸥网飞鸥网 用计算机绘制用计算机绘制 v-t 图象图象七、实验结论七、实验结论1、小车的速度随时间的增加而均匀增加、小车的速度随时间的增加而均匀增加2、小车速度随时间逐渐增大；相同时间、小车速度随时间逐渐增大；相同时间里，速度增量相同；成正比里，速度增量相同；成正比可以。可以。剪下的纸条长度表示剪下的纸条长度表示0.1 s时间内位移大时间内位移大小，可近似认为速度小，可近似认为速度 . vx，纸条长度，纸条长度可认为表示速度可认为表示速