人教版高中物理必修1第二章第1节实验：探究小车速度随时间变化的规律课件

1、实验原理1.打点计时器打出的纸带能记录运动物体在不同时刻的位置2求纸带上某点的瞬时速度一般用一小段时间内的平均速度代替3用描点法画出小车的vt图象，图线的倾斜程度表示加速度的大小，如果vt图象是一条倾斜的直线，说明物体的速度是均匀变化的.一、实验步骤一、实验步骤1如下图所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路2把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源3把小车停在靠近打点计时器处，把小车

2、停在靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车，让小车拖着接通电源后，释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点下一列小点4换上新的纸带，重复实验两次换上新的纸带，重复实验两次5增减所挂钩码，按以上步骤再做增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验两次实验二、数据处理的方法二、数据处理的方法1选取纸带、确定计数点并进行测量选取纸带、确定计数点并进行测量(1)在三条纸带中选择一条最清晰的纸带(2)为了便于测量，一般舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作计时起点(0点)。(3)每5个点(相隔0.1 s)取1个计数点，测量长度时应一次量出各个计数点到计

3、时零点的距离。(如下图所示，相邻两点中间还有4个点未画出)(2)设计表格并记录相关数据设计表格并记录相关数据3.作出小车运动的作出小车运动的vt图象图象(1)建系、定标度：坐标轴的标度选取要合理，应使图象大致分布在坐标平面中央(2)描点：描点时要用平行于两坐标轴的虚线标明该点的位置坐标(所描的点一般用“”标明)(3)连线：用一条曲线或直线“拟合”这些点仔细观察所描各点的分布情况用一条直线“拟合”这些点，即让所画的直线连接尽可能多的点，不能连接的点应均匀分布在直线两侧，舍弃离直线较远的点4实验结论实验结论分析小车运动的vt图象，描述小车的运动速度随时间的变化规律如果画出的vt图象是一条倾斜的直线

4、，说明小车做速度均匀变化的直线运动图象和纵坐标的交点表示开始计时时小车的速度初速度1开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器2先接通电源，等打点稳定后，再释放小车先接通电源，等打点稳定后，再释放小车3取下纸带前，先断开电源取下纸带前，先断开电源4要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它达滑轮前及时用手按住它5牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上的点太少，或者加速度太小，而使各段而使纸带上的点太少，或者加速度太小，而使各段位移无多大差别，从而使测

5、量误差增大，加速度的位移无多大差别，从而使测量误差增大，加速度的大小以能在大小以能在50 cm长的纸带上清楚地取得六、七个长的纸带上清楚地取得六、七个计数点为宜计数点为宜6要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每五个点取一个计数点，即时间点，一般在纸带上每五个点取一个计数点，即时间间隔为间隔为T0.025 s0.1 s要舍掉开头过于密集要舍掉开头过于密集的点，这样误差小的点，这样误差小7在坐标纸上画在坐标纸上画vt图象时，注意坐标轴单位长图象时，注意坐标轴单位长度的选取要适当，应使图线尽量分布在较大的坐标度的选取要适当，应使图线尽量分布

6、在较大的坐标平面内平面内.【跟踪发散跟踪发散】11.关于用打点计时器关于用打点计时器“探究小车速探究小车速度随时间变化的规律度随时间变化的规律”的实验，以下说法正确的是的实验，以下说法正确的是()A打点计时器应固定在长木板上靠近滑轮的一端打点计时器应固定在长木板上靠近滑轮的一端B开始实验时小车应放在靠近打点计时器的位置开始实验时小车应放在靠近打点计时器的位置C应先启动打点计时器，待打点稳定后再释放小车应先启动打点计时器，待打点稳定后再释放小车D牵引小车的钩码质量越大越好牵引小车的钩码质量越大越好答案：答案：BC1“研究匀变速直线运动研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁的实验中，使用电磁打点计

7、时器打点计时器(所用交流电的频率为所用交流电的频率为50 Hz)，得到如下，得到如下图所示的纸带图中的点为计数点，相邻两计数点图所示的纸带图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是间还有四个点未画出来，下列表述正确的是()A实验时应先放开纸带再接通电源实验时应先放开纸带再接通电源B相邻两个计数点间的时间间隔为相邻两个计数点间的时间间隔为0.1 sC从纸带可求出计数点从纸带可求出计数点B对应的速率对应的速率D相邻两个计数点间的时间间隔为相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s答案：答案：BCA实验时应先放开纸带再接通电源实验时应先放开纸带再接通电源B相邻两个计数点间的时

8、间间隔为相邻两个计数点间的时间间隔为0.1 sC从纸带可求出计数点从纸带可求出计数点B对应的速率对应的速率D相邻两个计数点间的时间间隔为相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s答案：答案：BC答案：答案：C4 下图所示是用电磁打点计时器测定匀加速直线运动的加 下图所示是用电磁打点计时器测定匀加速直线运动的加速度时得到的一条纸带， 测量出速度时得到的一条纸带， 测量出 AB1.2 cm， AC3.6 cm，AD7.2 cm，计数点，计数点 A、B、C、D 中，每相邻两个计数点中，每相邻两个计数点之间有四个点未画出，以下说法正确的是之间有四个点未画出，以下说法正确的是( ) A电磁打点计时器是只能

9、记录时间而不能记录位移的仪器电磁打点计时器是只能记录时间而不能记录位移的仪器B若电源频率若电源频率f50 Hz，则每相邻的两个计数点之间的时，则每相邻的两个计数点之间的时间间隔为间间隔为0.1 sC打打B点时运动物体的速度点时运动物体的速度vB0.20 m/sD本实验也可以采用电火花计时器本实验也可以采用电火花计时器答案：答案：BD5下图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得下图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带的一条纸带(1)已知打点计时器电源频率为已知打点计时器电源频率为50 Hz，则纸带上打，则纸带上打相邻两点的时间间隔为相邻两点的时间间隔为_(2)A、B、C、D是纸带上四个计

10、数点，每两个相邻是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出从图中读出计数点间有四个点没有画出从图中读出A、B两点两点间距间距x_；C点对应的速度是点对应的速度是_(计算结果保留三位有效数字计算结果保留三位有效数字)答案：答案：(1)0.02 s(2)0.68 0.72 cm0.100 m/s(1)根据学过的知识可以求出小车在根据学过的知识可以求出小车在B点的速度为点的速度为vB_m/s.CE间的平均速度为间的平均速度为_m/s；(2)以打以打B点时为计时起点，建立点时为计时起点，建立vt坐标系如下图所示请坐标系如下图所示请在图中作出小车运动的速度与时间的关系图线；在图中作出小车运动

11、的速度与时间的关系图线；(3)根据图线可得小车运动的加速度为根据图线可得小车运动的加速度为_m/s2.打点计时器纸带分析打点计时器纸带分析x6x5x4x3x2x1x=aT2 T2xxV1nnn 逐差法求加速度逐差法求加速度x4 - x1 = x4 x3 + x3 x2 + x2 - x1 = 3a1T2x5 - x2 = 3a2T2x6 - x3 = 3a3T2a= (a1+a2+a3) 3=(x4+x5+x6 )- (x1+x2+x3 ) (3T)2逐差法的实质是将逐差法的实质是将纸带分为两大段处理。纸带分为两大段处理。2Txxa 前前后后下图为某同学在做下图为某同学在做“研究匀变速直线运动

12、研究匀变速直线运动”的实验的实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的位移大小分别用晰纸带，纸带上两相邻计数点的位移大小分别用s s1 1、s s2 2、s s3 3、s s4 4、s s5 5、s s6 6表示，相邻计数点的时间间隔为表示，相邻计数点的时间间隔为T T，则小车运动的加速度计算表达式为则小车运动的加速度计算表达式为_（用符（用符号表示，不需加单位）号表示，不需加单位）. .利用图中所示的装置可以研究自由落利用图中所示的装置可以研究自由落体运动。实验中需要调整好仪器，接体运动。实验中需要调整好仪器，接通

13、打点计时器的电源，松开纸带，使通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落。打点计时器会在纸带上打重物下落。打点计时器会在纸带上打出一系列的小点。出一系列的小点。（1）为了测得重物下落的加速度，）为了测得重物下落的加速度，还需要的实验器材有还需要的实验器材有_ _。（填。（填入正确选项前的字母）入正确选项前的字母）A天平天平 B秒表秒表 C米尺米尺（2）若实验中所得到的重物下落的）若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值，加速度值小于当地的重力加速度值，而实验操作与数据处理均无错误，写而实验操作与数据处理均无错误，写出一个你认为可能引起此误差的原因：出一个你认为可能引起此误差的原因：_ _。在在“探究小车速度随时间变化的规律探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器使的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为用的交流电的频率为50 Hz50 Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择带上选择0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5的的6 6个计数点，相邻两计数点之间还有个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着带有最小分度