2021學(xué)年1 實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律多媒體教學(xué)ppt課件-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

如何測出E點的瞬時速度？
在兩邊取最靠近E的兩點D、F，使E點成為DF過程的中間時刻，DF間平均速度即E點的瞬時速度。
復(fù)習(xí)：利用打點計時器測瞬時速度
每隔四個點取一個計數(shù)點，可以使計算簡單
要研究小車在重物牽引下速度隨時間變化的規(guī)律，你認(rèn)為如何設(shè)計此實驗？需要測量哪些物理量？選用什么器材？請你把自己研究的方案寫出來，并和同學(xué)交流。
1.鞏固打點計時器的使用、紙帶數(shù)據(jù)處理和測量瞬時速度的方法。
2.通過實驗探究，體驗如何從實驗中獲取數(shù)據(jù)，學(xué)會利用圖象處理實驗數(shù) 據(jù)的科學(xué)方法。
3.會分析小車在鉤碼牽引下速度隨時間變化的規(guī)律測定勻變速直線運動的加速度。
一端附有定滑輪的長木板
特別提醒: 與電磁打點計時器不同，電火花計時器使用交流電壓220V。
四、實驗步驟1.如圖所示，把一端帶有定滑輪的長鋁板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面.鋁板上放一個可以左右移動的小車，小車一端連接穿過打點計時器的紙帶，另一端連接繞過滑輪系有槽碼的細繩.
2.把小車停在 (選填“靠近”或“遠離”)打點計時器的位置.先_____ ，后 (選填“啟動打點計時器”或“放開小車”)，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一行小點.隨后，立即關(guān)閉電源.3.換上新紙帶，并增減所掛槽碼(或在小車上放置重物)，再做兩次實驗.
1、固定打點計時器時，應(yīng)注意使兩限位孔和小車運動軌跡在同一直線上（原因？）2、滑輪不能過高,細繩應(yīng)與木板平行。3、小車應(yīng)由緊靠打點計時器處開始釋放，在撞擊長木板末端前應(yīng)讓小車停止運動,防止小車從木板上掉下來。4、先接通電源，后讓紙帶運動。5、小車另一端所掛的鉤碼個數(shù)要適當(dāng)，避免加速度過大而使紙帶上打的點太少，或加速度太小使各段位移無法區(qū)別，而使誤差增大
六、數(shù)據(jù)記錄1.采集數(shù)據(jù)舍掉紙帶開頭一些的點，找一個適當(dāng)?shù)狞c作為計時起點.可選擇相隔0.1 s(或更短)的若干計數(shù)點進行測量.如圖2所示，先測量出各個計數(shù)點到計時起點的距離：x1、x2、x3、x4、x5…，再計算出相鄰的兩個計數(shù)點間的距離：Δx1＝x1，Δx2＝x2－x1，Δx3＝x3－x2，Δx4＝x4－x3，Δx5＝x5－x4，…，填入自己設(shè)計的表中.
2.求解并記錄各計數(shù)點的瞬時速度(1)各計數(shù)點對應(yīng)的瞬時速度用平均速度來代替，即v1＝，v2＝，…T為相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔，若交變電源頻率為50 Hz，每5個點取一個計數(shù)點(中間隔4個點)，則T＝0.1 s.
(2)設(shè)計表格并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)
注意：如何計算出所取計數(shù)點的瞬時速度
1、圖象特點：直觀2、作圖步驟：（1）建立坐標(biāo)系，縱軸為v,橫軸為t；對坐標(biāo)軸進行適度分度，使測量結(jié)果差不多布滿坐標(biāo)系。（2）描出測量點，應(yīng)盡可能清晰（3）用一條光滑的曲線（直線）連接坐標(biāo)系中的點。明顯偏離的點視為無效點；直線時應(yīng)把盡量多的點連在一條直線上，使不在線上的點均勻的分布在線的兩側(cè)。
3.描點連線作圖觀察v-t圖
計算小車加速度的方法：方法1.取任意兩組數(shù)據(jù)求出Δv和Δt，然后代入Δv／Δt求解。方法2.在v-t圖象上取一段時間Δt（盡量取大一些），找出兩個時刻對應(yīng)的縱坐標(biāo)值求出Δv，代入Δv／Δt求解。哪一種方法更好？（畫圖時讓不在直線上的點盡可能均勻地分布在直線兩側(cè)，就是為了使偏大或偏小的誤差盡可能地抵消，所以圖象也是減小誤差的一種手段，也就是說應(yīng)該用圖象上的點，而不是用實驗所得到的數(shù)據(jù)）
1、小車的速度隨時間的增加而均勻增加。
注意點：在坐標(biāo)紙上畫v－t圖像時，注意坐標(biāo)軸單位長度的選取，應(yīng)使圖像大致布滿坐標(biāo)紙.
2、小車速度隨時間逐漸增大；相同時間里，速度增量相同。
問題思考：你能用自己的語言描述小車速度隨時間變化的規(guī)律嗎？
1．“研究勻變速直線運動”的實驗中，使用電磁打點計時器(所用交流電的頻率為50 Hz)，得到如下圖所示的紙帶．圖中的點為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有四個點未畫出來，下列表述正確的是(　　)
A．實驗時應(yīng)先放開紙帶再接通電源B．相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為0.1 sC．從紙帶可求出計數(shù)點B對應(yīng)的速率D．相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為0.02 s
2.某小組利用打點計時器對物塊沿傾斜的長木板加速下滑時的運動進行研究．物塊拖動紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖所示．已知打點計時器所用交流電的頻率為50 Hz，紙帶上標(biāo)出的每兩個相鄰點之間還有4個打出的點未畫出．在A、B、C、D、E五個點中，打點計時器最先打出的是________點，在打出C點時物塊的速度大小為________ m/s(保留3位有效數(shù)字)；物塊下滑的加速度大小為________ m/s2(保留2位有效數(shù)字)．
【答案】　A　0.233　0.75【解析】　分析可知，物塊沿傾斜長木板做勻加速直線運動，紙帶上的點跡從A到E，間隔越來越大，可知，物塊跟紙帶的左端相連，紙帶上最先打出的是A點．打出C點時物塊的速度vC＝XBD/2T＝4.65×10-2/2×0.1m/s≈0.233 m/s；物塊下滑的加速度a＝(XCE-XAC)/4T2＝(6.15-3.15)×10-2/40.12 m/s2＝0.75 m/s2.
3. 一小球在桌面上從靜止開始做加速運動，現(xiàn)用高速攝影機在同一底片上多次曝光，記錄下小球每次曝光的位置，并將小球的位置編號。如圖所示，1位置恰為小球剛開始運動的瞬間，作為零時刻。攝影機連續(xù)兩次曝光的時間間隔均為0.5 s，小球從1位置到6位置的運動過程中經(jīng)過各位置的速度分別為v1=0，v2=0.06 m/s，v3=___________m/s，v4=0.18 m/s，v5=___________m/s。在圖中作出小球的速度—時間圖像___________（保留描點痕跡）。
【答案】0.12 0.24 圖見解析【解析】[1]由圖可知x2＋x3=0.12 m則V3=(x2＋x3)/2Tm/s=0.12/2×0.5m/s=0.12 m/s[2]同理可得x4＋x5=0.24 m則有V5=(x4＋x5)/2Tm/s=0.24/2×0.5m/s=0.24 m/s[3]其圖像如圖所示
1．實驗原理2．實驗儀器3．實驗步驟4．?dāng)?shù)據(jù)處理：（1）v-t 圖像是一個理想化的運動模型（2）小車的速度隨時間均勻變化
某同學(xué)利用圖（a）所示的實驗裝置探究物塊速度隨時間的變化。打點計時器所用交流電源頻率為50Hz啟動打點計時器，釋放物塊，打點計時器打出的紙帶如圖（b）所示。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析，該同學(xué)認(rèn)為物塊的運動為勻加速直線運動?；卮鹣铝袉栴}：（1）根據(jù)電磁打點計時器打出的紙帶，可以從紙帶上直接測量得到的物理量是___________。（填選項字母）A．位移 B．速度 B．加速度 D．平均速度
（2）由圖（b）可得出A點到D點的距離是___________cm（3）由圖（b）實驗數(shù)據(jù)可得B點的瞬時速度是___________m/s（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。（4）某實驗小組計算出所得小組紙帶上各計數(shù)點對應(yīng)的速度后，在坐標(biāo)系中描出的點如圖（c）所示，請根據(jù)這些點在圖中作出v-t圖像，并根據(jù)圖像計算出小車運動的加速度a=___________m/s2（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。