2.1_试验：探究小车速度随时间变化的规律

(共35张PPT)
2.1 试验：探究小车速度随时间变化的规律
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1.打点计时器可以测量什么物理量？
位移 时间
（打点计时器是测量位移与时间的仪器）
位移（用刻度尺测量）；
时间（两点的时间间隔为0.02s）
2. 通过打点计时器打出的纸带可以间接求什么物理量？
可以求 两点间的平均速度→一点的瞬时速度→加速度。
例
导入：
实验小车运动是物理学中最简单物体运动，那它的运动的速度随时间变化有什么规律呢？
我们可以通过什么方法来研究？
可以通过打点计时器等实验仪器来探究小车速度随时间变化的规律
如何设计实验？
实验设计：
1 实验名称：探究小车速度随时间变化的规律
2 实验目的：①练习使用打点计时器
②通过纸带处理探究速度随时间变化的规律
3 实验器材：打点计时器、低压交流电源、导线、小车、细绳、纸带、复写纸、带滑轮长木板、钩码、刻度尺
4 试验仪器怎样安装放置？
课本P34 图2.1－1
实验要注意什么？
先启动计时器后放开纸带，随后关闭电源
５ 进行试验
⑴ 木板平放，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定，连接好电路
⑵ 穿纸带；挂钩码。
⑶ 先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后立即关闭电源。
⑷ 换纸带，加钩码，再做一次.
实验时应注意：
1．固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。
2．滑轮不能过高。
3．应考虑复写纸与纸带的位置关系。
4．钩码数量不能过多，长木板两端高低相差不能太大。
5．小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击长木板末端前应让小车停止运动，防止小车从板上掉下来。
6．先接通电源，后让纸带运动。
7．打点结束后立即关闭电源。
可以表示D、F之间任意一点的瞬时速度
６ 处理数据：
纸带上的数据怎样处理？（怎样处理数据才比较直观？）
我们可以通过列表和V－t图分析小车的运动规律
实验结论：你能用自己的语言描述小车速度随时间变化的规律吗？
（一）如何处理计算出来的数据？
１．列表法。（注意列表要求）
２．图象法：
①根据所得数据，选择合适的标度建立坐标系（让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）。
②描点：观察和思考点的分布规律。
③拟合：从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上，用直线拟合，让尽可能多的点处在直线上，不在直线上的点应对称地分布在直线两侧。
７实验结论：
小车的速度随时间的增加而均匀增加
小车速度随时间逐渐增大；相同时间里，速度增量相同；成正比……
。。。。。。
小车做匀加速直线运动
实例探究
１．在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点瞬时速度如下
计数点序号 1 2 3 4 5 6
计数点对应的时刻（s） 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
通过计数点的速度（cm／s） 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0
为了计算加速度，合理的方法是（ ）
A．根据任意两计数点的速度用公式算出加速度
B．根据实验数据画出v－t图，量出其倾角，由公式a = tanθ求出加速度
C．根据实验数据画出v－t图，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间，用公式算出加速度
D．依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度
分析：方法A偶然误差较大。方法D实际上也仅由始末两个速度决定，偶然误差也比较大，只有利用实验数据画出对应的v－t图，才可充分利用各次测量数据，减少偶然误差。由于在物理图象中，两坐标轴的分度大小往往是不相等的，根据同一组数据，可以画出倾角不同的许多图线，方法B是错误的。正确的方法是根据图线找出不同时刻所对应的速度值，然后利用公式算出加速度，即方法 C。
答案C
例2 在研究匀变速直线运动的实验中，某同学操作以下实验步骤，其中错误或遗漏的步骤有（遗漏步骤可编上序号G、H ……）
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，下面吊着适当重的钩码
D．取下纸带
E．将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀速运动
F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔
将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序。
解析：
（1）问A中应先通电，再放纸带。
（2）D中取下纸带前应先断开电源。
（3）补充步骤G：换上新纸带，重复三次。
步骤顺序为：BFECADG