人教版 (新課標(biāo))必修11 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律獲獎(jiǎng)ppt課件

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1：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以測(cè)量什么物理量?
2：通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以間接測(cè)量什么物理量？
根據(jù)紙帶上給出的數(shù)據(jù)，求2、4兩點(diǎn)的速度和紙帶運(yùn)動(dòng)的加速度。
在生活中，人們跳遠(yuǎn)助跑、水中嬉戲、駕車行駛、短道速滑在自然界里，物體下落、鴿子飛翔、獵豹捕食、蝸牛爬行、螞蟻搬家……這些運(yùn)動(dòng)中都有速度的變化．
物體的速度變化存在規(guī)律嗎？
本節(jié)課通過實(shí)驗(yàn)探究物體速度隨時(shí)間變化的規(guī)律
問題：利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究小車在砝碼帶動(dòng)下的速度變化的規(guī)律，需要哪些實(shí)驗(yàn)器材，如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？
打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；紙帶；復(fù)寫紙；低壓交流電源；小車；細(xì)繩；一端附有滑輪的長(zhǎng)木板；刻度尺；鉤碼；導(dǎo)線
⑴ 木板平放，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定，連接好電路。⑵把細(xì)繩拴在小車上，跨過定滑輪掛上適當(dāng)鉤碼，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，另一端固定在小車的后面。⑶ 先接通電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打完一條后立即關(guān)閉電源。⑷ 換紙帶，再做兩次。
1．固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)讓限位孔處在長(zhǎng)木板的中央位置。2．滑輪不能過高,細(xì)繩應(yīng)與木板平行.3．小車應(yīng)由緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處開始釋放，在撞擊長(zhǎng)木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動(dòng),防止小車從木板上掉下來。4．先接通電源，后讓紙帶運(yùn)動(dòng)。5．打點(diǎn)結(jié)束后立即關(guān)閉電源。
請(qǐng)從保護(hù)實(shí)驗(yàn)器材并且確保精確度的角度分析，實(shí)驗(yàn)應(yīng)該注意哪些
問題1.怎樣選擇紙帶和和選取紙帶上的點(diǎn)？選取紙帶：選擇所打紙帶中最清晰的一條，開頭過于密集的點(diǎn)舍掉選取紙帶上的點(diǎn)：若紙帶上點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離較小，可取多個(gè)間隔（一般取5個(gè)間隔）為一個(gè)計(jì)數(shù)間隔時(shí)間（間隔不再是0.02s）（但要看具體情況靈活選定）；給選取的點(diǎn)加標(biāo)記。
問題2.如何測(cè)量數(shù)據(jù)？根據(jù)前面所選的計(jì)數(shù)點(diǎn)直接測(cè)量各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到起點(diǎn)的距離。
問題3.如何對(duì)數(shù)據(jù)做進(jìn)一步處理？（教師演示實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理） 表格法 圖像法
（1）表格法（點(diǎn)擊表格切換到Excel）
（2）圖象法在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系，橫軸表示時(shí)間，縱軸表示速度，并根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)． 畫一條直線，讓這條直線通過盡可能多的點(diǎn)，不在線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，偏差比較大的點(diǎn)忽略不計(jì)
題后小結(jié)：求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(shí)間Δt（盡量取大一些），找出兩個(gè)時(shí)刻對(duì)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(shí)讓不在直線上的點(diǎn)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(diǎn)，而不是用實(shí)驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)）
1、小車的速度隨時(shí)間的增加而均勻增加。
2、小車速度隨時(shí)間逐漸增大；相同時(shí)間里，速度增量相同。
(1)木板的粗糙程度不同，摩擦不均勻．　(2)根據(jù)紙帶測(cè)量的位移有誤差，從而計(jì)算出的瞬時(shí)速度有誤差．(3)作v－t圖象時(shí)單位選擇不合適或人為作圖不準(zhǔn)確帶來誤差.
1、如果交流電頻率為50HZ，則以下兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間T=0.1S
（1）每5個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)（計(jì)時(shí)起點(diǎn)不能算在內(nèi)）
（3）兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒畫出來
（2）間隔4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)
兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間T=0.08S、0.06S類似
2、如果要求某個(gè)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，就首先把它變?yōu)橹虚g時(shí)刻（或某個(gè)端點(diǎn)），根據(jù)如下公式求平均速度，即為該點(diǎn)的瞬時(shí)速度。
探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律
例1 在“探究小車的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)操作過程中有以下實(shí)驗(yàn)步驟：
A．拉住紙帶，將小車移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先放開紙帶，再接通電源；B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上，并連接好電路；C．把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下邊吊著適當(dāng)重的鉤碼,放手后看小車能否在木板上做平穩(wěn)的加速運(yùn)動(dòng)；D．取下紙帶；
E．把一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使附有定滑輪的一端伸出桌面；F．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔；G．換上新紙帶，重復(fù)操作兩次.
(1)其中有錯(cuò)誤的步驟是____________；應(yīng)改正為____________________．
為了提高紙帶的利用率，使盡量多的點(diǎn)打在紙帶上，應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶。
先接通電源，再釋放紙帶
(2)將改正后的步驟按合理的順序?qū)懺跈M線上：步驟順序?yàn)開_____________.
然后接通電源，放開紙帶
例2 在《探究小車的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律》的實(shí)驗(yàn)中，利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出了如圖所示的一條紙帶，其中1、2、3、4、5、6均為記數(shù)點(diǎn)，且相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間都還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出來，已知電源的頻率為50 Hz.現(xiàn)測(cè)得：s1＝1.40cm，s2＝1.90cm，s3＝2.40cm，s4＝2.90cm，s5＝3.40cm，s6＝3.90cm.
(1)在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出點(diǎn)2、3、4、5、6時(shí)，小車的速度分別為：v2＝____cm/s，v3＝____cm/s，v4＝____cm/s，v5＝_____cm/s.
(3)根據(jù)作出的速度—時(shí)間圖象，求出小車的加速度為_____m/s2(取二位有效數(shù)字)．
(2)在下邊的坐標(biāo)紙上作出速度—時(shí)間圖象(從1開始計(jì)時(shí))．
取合適的標(biāo)度，描點(diǎn)，連線。
(3)圖線斜率表加速度
1．在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,下列方法有助于減少實(shí)驗(yàn)誤差的是( 　)A．選取計(jì)數(shù)點(diǎn)，把每打5 個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔作為一 個(gè)時(shí)間單位B．使小車運(yùn)動(dòng)的加速度盡 量小些C．舍去紙帶上開始時(shí)密集 的點(diǎn)，只利用點(diǎn)跡清晰、 間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn) 行測(cè)量、計(jì)算D．適當(dāng)減少掛在細(xì)繩下鉤 碼的個(gè)數(shù)
計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離大些，測(cè)量時(shí)相對(duì)誤差較小
增加鉤碼個(gè)數(shù)，適當(dāng)增大加速度
2．在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，算出小車經(jīng)過各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，為了計(jì)算加速度，合理的方法是(　　)A．根據(jù)任意兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度，用公式a＝Δv/Δt算出加速度B．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出v－t圖象，量出其傾角，由公式a＝tanα求出加速度
同一組數(shù)據(jù)在不同的分度值下，對(duì)應(yīng)的角度不同。
C．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出v－t圖象，由圖象上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的速度、時(shí)間的值用公式a＝Δv/Δt算出加速度D．依次算出通過連續(xù)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的加速度，算出平均值作為小車的加速度
只用兩個(gè)數(shù)據(jù)，偶然誤差較大
根據(jù)圖象求加速度，相對(duì)誤差小，圖線的斜率表示加速度.
3. 如圖所示，是某同學(xué)由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的表示小車運(yùn)動(dòng)過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，其中x1＝7.05 cm、x2＝7.68 cm、x3＝8.33 cm、x4＝8.95 cm、x5＝9.61 cm、x6＝10.27 cm.
(1)下表列出了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B、D、F時(shí)小車的瞬時(shí)速度，請(qǐng)?jiān)诒碇刑钊氪螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器打下C、E兩點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度(保留三位有效數(shù)字)
(2)以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，在坐標(biāo)圖中畫出小車的速度—時(shí)間關(guān)系圖線．
將各時(shí)刻的瞬時(shí)速度進(jìn)行描點(diǎn)，連線。
(3)根據(jù)你畫出的小車的速度—時(shí)間的關(guān)系圖線計(jì)算出的小車的加速度a＝________m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)
圖象的斜率即加速度的大小