实验一匀变速直线运动市公开课获奖课件

1、试验一：研究匀变速直线运动一、试验要求1.练习使用打点计时器，学会用打点纸带研究小车运动情况2.会利用打点纸带求匀变速直线运动速度、加速度3.能画出小车运动v-t图象，依据图象求加速度二、试验原理1.打点计时器(1)作用：计时仪器，当所用交流电源频率f=50Hz时，每隔0.02s打一次点. 电磁打点计时器：4-6V交流电源.(2)工作条件 电火花打点计时器：220V交流电源.第1页第1页(3)纸带上点意义.表示和纸带相连物体在不同时刻位置.能够利用纸带上打出点确定计数点间时间间隔.经过研究纸带上各点之间间距，能够判断物体运动情况. 2.利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动方法设s1、s2、s3

2、、s4为纸带上相邻两个计数点之间距离，假如s=s2-s1=s3-s2=s4-s3=常数，即连续相等时间间隔内位移之差为恒量，则与纸带相连物体做匀变速直线运动.第2页第2页打点计时器、一端附有滑轮长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸. 三、试验器材四、试验环节1.把带有滑轮长木板平放在试验桌上，将滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮一端，并把打点计时器连接在电源上第3页第3页2.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边挂上适当钩码.把纸带穿过打点计时器复写纸下，并把它一端固定在小车后面，调整滑轮高度，使细绳与长木板平行. 如图所表示3.将小车停在靠近打点计

3、时器处，先接通电源，等打点计时器打点稳定后，放开小车.换上新纸带，重复试验3次第4页第4页4.从几条纸带中选择一条比较抱负纸带，舍掉开始一些比较密集点，在后面便于测量地方找一个开始点，以后依次每五个点取一个计数点，拟定好计数始点，并标明0、1、2、3、4，测量各计数点到0点距离d，统计并填入表中位置编号0123456时间t/s-d/m-s/m-v/ms-1-第5页第5页五、数据处理1.由试验数据得出v-t图象(1)依据表格中v、t数据，在直角坐标系中仔细描点.(2)作一条直线，使同一次试验得到各点尽也许落到这条直线上，落不到直线上各点应均匀分布在直线两侧，这条直线就是此次试验v-t图线，它是一

4、条倾斜直线.第6页第6页2. 图象分析：(1)直接分析图象特点得出.小车运动v-t图象是一条倾斜直线，如图所示，当初间增长相同值t，速度也会增长相同值v，由此得出结论：小车速度随时间均匀变化.(2)通过函数关系进一步得到，既然小车运动v-t图象是一条倾斜直线，那么v随t改变函数关系式为vktb，显然v与t成线性关系，小车速度随时间均匀改变. 第7页第7页1.小车运动时摩擦不均匀，打点不稳定引起系统误差2.纸带上计数点间距测量以及作v-t图象引起偶然误差六、主要误差分析七、注意事项1.平行：纸带、细绳要和长木板平行2.靠近：释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器位置3.一先一后：试验时应先接通电

5、源，后释放小车；试验后先断开电源，后取下纸带4.预防碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，预防钩码落地，小车与滑轮碰撞第8页第8页5.减小误差：小车另一端挂钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打点太少，或者速度太小，使纸带上打点过于密集6.纸带选取：选择一条点迹清楚纸带，舍弃点密集部分，适当选取计数点7.准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取适当单位，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线，让各点尽也许落到这条直线上，落不到直线上各点应均匀分布在直线两侧第9页第9页1.钩码带动小车做加速运动时，因受摩擦等各方面影响，致使小车加速度不恒定，即小车不能真正做匀加速直线运动，因此可用阻力小气垫导

6、轨替换长木板；2.用频闪照相或光电计时办法替换打点计时器，可避免由于电源频率不稳定，造成相邻两点间时间间隔不完全相等，提升试验准确度.八、试验改进第10页第10页1.某同窗在测定匀变速直线运动加速度时，得到了几条较为抱负纸带，并在每条纸带上每5个计时点取一个计数点,依打点先后编为0、1、2、3、4、5.由于不小心，纸带被撕断，部分缺失，如图所表示.请依据给出甲、乙、丙、丁四段纸带回答：(1)从纸带甲上撕下那段应当是乙、丙、丁三段纸带中_.(2)打纸带甲时，物体加速度大小是_m/s2;打计数点1时，物体速度大小是_m/s.第11页第11页【解析】因小车做匀变速直线运动，加速度保持不变，打甲纸带时

7、，加速度 m/s2=0.6 m/s2,又小车运动加速度： 则4、5两点间隔为：s5=s2+3aT2=36.010-3 m+30.60.12 m=5410-3 m=54.0 mm,因此从纸带甲上撕下那段应是丙. m/s=0.33 m/s.答案：(1)丙 (2)0.6 0.33第12页第12页2.如图所表示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置能够测定重力加速度.(1)所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹铁架台和带夹子重物，另外还需_(填字母代号)器材.A.直流电源、天平及砝码 B.直流电源、毫米刻度尺C.交流电源、天平及砝码 D.交流电源、毫米

8、刻度尺第13页第13页(2)通过作图象办法能够剔除偶然误差较大数据，提升试验准确程度.为使图线斜率等于重力加速度，除作v-t图象外，还可作_图象，其纵轴表示是_，横轴表示是_. 第14页第14页【规范解答】(1)选D.打点计时器需接交流电源.重力加速度与物体质量无关，因此不需要天平和砝码.计算速度需要测相邻计数点间距离，需要毫米刻度尺，故D正确.(2)由公式v22gh，如绘出 图象，其斜率也等于重力加速度.答案：(1)D (2) 速度平方二分之一 重物下落高度第15页第15页3.某学生利用“研究匀变速直线运动”试验装置来测量一个质量m=50g重锤下落时加速度值，该学生将重锤固定在纸带下端，让纸

9、带穿过打点计时器，试验装置如图所表示.第16页第16页(1)下列是该同窗正确试验操作和计算过程，请填写其中空白部分；试验操作：_，释放纸带，让重锤自由落下，_.取下纸带，取其中一段标出计数点如图所表示，测出相邻计数点间距离分别为s1=2.60 cm，s2=4.14 cm，s3=5.69 cm，s4=7.22 cm，s5=8.75 cm，s6=10.29 cm，已知打点计时器打点间隔T=0.02 s，则重锤运动加速度计算表示式为a=_，代入数据，可得加速度a=_m/s2(计算结果保留三位有效数字).第17页第17页(2)该同窗从试验结果发觉，重锤下落时加速度比实际重力加速度小，为了有效地缩小这个

10、试验测得加速度与实际重力加速度之差，请你提出一个有效改进办法：_. 第18页第18页(2)重锤下落时加速度比实际重力加速度小，是因为重锤下落时所受空气阻力过大或者纸带与打点计时器限位孔之间摩擦阻力过大.为了有效地缩小这个试验测得加速度与实际重力加速度之差，能够将重锤换成较大质量重锤或者试验过程中重锤下落时尽也许减小纸带与限位孔之间摩擦.【解析】(1)试验时，应先接通打点计时器电源，再释放纸带，试验结束，应马上关闭电源.由逐差法求解重锤下落加速度：答案：(1)接通电源 试验结束关闭电源 9.60(9.599.61都正确)(2)将重锤换成较大质量重锤或者试验过程中重锤下落时尽也许减小纸带与限位孔之

11、间摩擦第19页第19页4.利用图1所表示装置可测量滑块在斜面上运动加速度.一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲位置可移动，当一带有遮光片滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连计时器能够显示出遮光片从光电门甲至乙所用时间t.改变光电门甲位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间距离x，记下相应t值，所得数据如表所表示.第20页第20页x(m) 0.5000.6000.7000.8000.9000.950t(ms)292.9371.5452.3552.8673.8776.4x/t(m/s)1.711.621.551.451.341

12、.22(1)若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度大小a、滑块通过光电门乙时瞬时速度v1、测量值x和t四个物理量之间所满足关系式是_；(2)依据表中给出数据，在图2给出坐标纸上画出 图 线；(3)由所画出 图线，得出滑块加速度大小为a=_m/s2(保留2位有效数字).第21页第21页【规范解答】(1)由运动学公式x=v0t+ at2=(v1at)t+ at2=- at2v1t，变形为 ，从此式可知， 图线是一条斜率为负值直线.(2)依据题目提供数据按 进行处理，把处理数值相应描点，然后用一根直线连接这些点，所得图象如图所表示.第22页第22页(3)由图线知斜率绝对值为 =1.0，又从 atv1知

13、，斜率绝对值为 a，故有 a=1.0，即a=2.0 m/s2.答案：(1) at+v1或 +v1t(2)见规范解答图 (3)2.0(1.82.2范围内均正确)第23页第23页5.光电计时器是一个研究物体运动情况惯用计时仪器，其结构如图甲所表示，a、b分别是光电门激光发射和接受装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就能够准确地把物体从开始挡光到挡光结束时间统计下来.现利用图乙所表示装置测量滑块和长木板间动摩擦因数，图中MN是水平桌面，Q是长木板与桌面接触点，1和2是固定在长木板上适当位置两个光电门，与之连接两个光电计时器没有画出，长木板顶端P点悬有一铅锤，试验时，让滑块从长木板顶端滑下，第2

14、4页第24页光电门1、2各自连接计时器显示挡光时间分别为1.0102s和4.0103s.用精度为0.05mm游标卡尺测量滑块宽度为d1.010cm.(1)滑块通过光电门1时速度v1_m/s，滑块通过光电门2时速度v2_m/s.(结果保留两位有效数字)第25页第25页(2)由此测得瞬时速度v1和v2只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时_，要使瞬时速度测量值更靠近于真实值，可将_宽度减小一些.(3)为了计算出滑块加速度，除了测量d、t1和t2之外，还需要测量_.则用这些物理量计算加速度表示式为a=_.第26页第26页【解析】(1)v1 m/s1.0 m/sv2 m/s2.5 m/s(2)v1、v2实质上是滑块通过光电门1和2时平均速度，要使瞬时速度测量值更靠近于真实值，可将滑块宽度减小一些.(3)为了计算出滑块加速度，除了测量d、t1和t2之外，还需要测量物理量有两种方案.第27页第27页方案一：测滑块由光电门1运动至光电门2所用时间t，由v2=v1+at得方案二：测两光电门之间距离L，由 =2aL得答案：(1)1.0 2.5 (2)平均速度 滑块(3)滑块由光电门1运动至光电门2所用时间t或两光电门之间距离L 或第28页第28页6.小球做匀变速直线运动时频闪照片如图