实验探究小车速度随时间变化的规律课件高一上学期物理人教版4

2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律1．进一步练习使用打点计时器．2．利用v-t图像处理数据，并据此判断物体的运动性质．（重点）3．能根据实验数据求加速度．(难点）学习目标一、结合第一章所学知识回答下面几个问题：问题1：要描述一个物体的运动情况需要哪些物理量？时间、位移、速度、加速度问题2：如何同时测量物体的时间和位移？通过使用打点计时器获得物体运动时的纸带，再用刻度尺对纸带进行测量。知识回顾问题3：如何测量物体的速度？通过获取的纸带可以用极限法求出纸带上某点的瞬时速度①通过求出的瞬时速度，利用加速度的定义式进行求解问题4：如何测量物体的加速度②通过求出的瞬时速度，利用v-t图像求斜率进行求解1、电磁打点计时器是一种使用________电源的计时仪器，它的工作电压为________V以下，当电源频率为50Hz时，每隔________s打一个点；使用电磁打点计时器时，应将纸带穿过________，复写纸套在定位轴上，并要放在纸带的________面；打点时应先______________，再让纸带运动，结束后二、回顾电磁打点计时器的基础知识交流8限位孔上接通电源2、下图为搭建即时起打出的纸带的一部分，相邻两点之间的时间间隔是T，尽可能准确的计算出C点的瞬时速度，其表达式为.立刻关闭电源实验思路实验目的

用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车的速度随时间变化的规律。实验思路实验器材

打点计时器、导线、纸带、小车、细线、钩码、带滑轮的轨道、刻度尺1．轨道放好，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定，连接好电路。2．把纸带固定在小车的后端，并把纸带穿过打点计时器的限位孔。3．小车前端连接细线，跨过滑轮，挂好钩码。4．先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条纸

带后立即关闭电源。5．更换纸带，改变钩码数（或者在小车上放置重物），重复实验。实验步骤注意事项1．固定打点计时器时应让限位孔处在的轨道中央位置。2．滑轮高度适宜，细绳应与轨道平行。3．小车应由紧靠打点计时器处开始释放。4．先接通电源，后释放小车，让纸带运动。5．打点结束后立即关闭电源。实验步骤数据处理1.挑选纸带、标记数点并测量位移在三条纸带中选择一条点迹最清晰的.为了便于测量，舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点当作计时起点(0点)，每5个点(相隔0.1s)取一个计数点进行测量，如图2所示.(相邻两点间还有4个点未画出)图22.设计表格并记录相关数据位置1234567时刻t/s0.10.20.30.40.50.60.7x1x2x3x4x5x6x7长度（m）v/(m·s－1)

实验数据的分析方法：（1）设计表格并记录相关数据——表格法处理数据。点第1点第2点第3点第4点···时刻t/s0.10.20.30.4···瞬时速度v/（m·s-1）

（2）作出小车运动的v-t图象—图象法处理数据①在坐标纸上建立直角坐标系，横坐标表示时间，纵坐标轴表示速度v，对坐标轴进行适当分度，使测量结果差不多布满坐标系。②描点：根据表格中的数据在坐标系中描点。③拟合：画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点舍弃。（计算机绘制v-t图象：将实验所得数据在电脑的Excel文件中输入表格，利用其“图表向导”拟合v-t图象。）实验结论：观察所得的图像，可知小车运动的v-t图象是一条倾斜的直线，说明小车的运动是速度随时间均匀变化的直线运动。1.误差：测量值跟被测物理量的________之间的差异叫做误差.误差按产生原因可分为偶然误差和系统误差.(1)偶然误差①产生原因：由偶然因素造成的.②特点：重复多次测量同一被测物体。③减小偶然误差的方法：取平均值.(2)系统误差①产生原因：由仪器结构缺陷、实验_____不完善造成的.②特点：多次重复测量的结果总是_____

(或小于)被测量的真实值.③减小系统误差的方法：校准测量_____，改进实验_____，完善实验原理.误差和有效数字真实值方法大于仪器方法2.绝对误差和相对误差(1)绝对误差：测量值和_____值之差.(2)相对误差：绝对误差与_____值之比.3.有效数字(1)定义：带有一位_______数字的近似数字叫做有效数字.(2)运算结果一般用两位或三位有效数字表示.真实测量不可靠误差和有效数字有效数字误差和有效数字

从一个数的左边第一个非0数字起，到末位数字止，所有的数字都是这个数的有效数字。

简单的说，把一个数字前面的0都去掉，从第一个正整数到精确的数位止所有的都是有效数字了。例：0.010；0.109*10^5，5.2*10^6；0.0230；1.20；1100.120；2.998*10^4；3.00*10^4；；例1、在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，某同学按以下实验步骤操作，其中错误或遗漏的有A.拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，再接通电源；B.将打点计时器固定在平板上，并接好电路；C.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的槽码E.将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔（1）所列步骤中有错误的是步骤：（2）有遗漏的步骤是：（3）将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序：

A中应先通电再释放纸带D中取下纸带前应该先断开电源F中换上新纸带，重复实验3次BCEADF

例2、在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，打点计时器的工作频率为50Hz，如图所示，相邻计数点间还有4个点没有画出来。（1）根据运动学有关公式可求得VB=16.50cm/s,VC=

cm/s,VD,

VE

=

31.35

cm/s

,

VF

=

cm/s

拓展选择一条点迹清晰的纸带，标上计数点，然后将纸带每隔相同时间间隔从计数点处剪下，连续剪下4～5段，分别排列在预先画好坐标系的白纸上，排列时要求底边对齐。如图所示，纸带的排列成“阶梯”状。那么，请你讨论这样处理能不能反映物体的运动规律？利用粘贴纸带反映物体的运动规律1.如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AB＝1.2cm，AC＝3.6cm，AD＝7.2cm，计数点A、B、C、D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(

)自我检测A.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f＝50Hz，则每相邻的两个计数点之间的时间间隔为0.1sC.打B点时纸带的速度vB＝0.20m/sD.本实验也可以采用电火花计时器BD电磁打点计时器打点的周期为0.02s，相邻两个计数点间有4个点未画出，即两个计数点间的时间间隔为0.1s，选项B正确；电磁打点计时器和电火花打点计时器都可以用，选项D正确.答案BD解析电磁打点计时器既可以记录时间，又可以记录位移，选项A错误；自我检测2．在测定匀变速直线运动加速度的实验中，选定一条纸带如图所示，从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为记数点。测得：x1，x2，x3，x4，x5，x6。在计时器打出点4时，小车的速度分别为：v4

=

m/s。(2)该匀