3.1匀变速直线运动的规律课件（19张ppt）

(共19张PPT)
第三章 匀变速直线运动的研究
3.1.2、匀变速直线运动的实验探究
思考
如何研究一个物体运动规律？
（知道物体在不同时刻的速度）
如何知道物体在不同时刻的速度？用什么仪器可以测得？
（打点计时器）
2、纸带能给我们提供哪些信息？
3、通过测量或计算还能得到哪些信息？
1、打点计时器的类型、结构、工作原理？
回忆
学习重点
练习使用打点计时器
对运动的速度随时间变化规律的探究。
学习难点
1、各点瞬时速度的计算。
2、对实验数据的处理、规律的探究。
2、掌握判断物体运动规律。
3.测定运动物体的加速度。
实验目的
1、用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车速度随时间的变化规律。
实验器材
电源，刻度尺
钩码
小车
细绳
纸带
打点计时器
一端附有定滑轮的长木板
⑴ 把附有滑轮的长木板放在实验桌上；将细绳绕过滑轮并使滑轮伸出桌面；把打点计时器固定，连接好电路。
⑵ 将纸带穿过打点计时器，连在小车后面。在小车的另一端通过细绳挂上钩码。
⑶ 先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条纸带后立即关闭电源。
⑷ 更换纸带，重复做三次。
实验步骤
1.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器
2.先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车，当小车停止运动时及时断开电源
3.实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们被碰坏或跌坏。所以，当小车到达滑轮前及时用手按住它。
4.小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免加速度过大而使纸带上打的点太少，或加速度太小使各段位移无法区别，从而使误差增大
注意事项
舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始,若纸带上点与点之间的距离较小，每五个计时点取一个计数点 ,依次标号为0，1，2，3，4，5 （间隔不再是0.02s）（但要看具体情况灵活选定）；
0.10s
0.10s
过于密集/不清晰的点
问题1：怎样分析和选取纸带上的点？
处理的纸带
问题2：如何计算出所取点的瞬时速度？
例：求3这个计数点的速度：
△x 4 -△x 2
v3 = v24 = ——— = —————
2△t
△x 24
2△t
△x1
△x2
△x3
△x4
△x5
(1)用求平均速度的方法来代替，如何代替？[选择包括该点在内的一段位移（该点最好处在中间时刻位置）Δx，找出对应的时间Δt，用Δx／Δt作为该点的瞬时速度]；
(2)对于选取的两个端点的速度暂时不计算（误差较大）
(3)测量各个计数点之间的距离应考虑估位、单位。
△t为多少
处理的纸带
小车的瞬时速度随时间增大而增大。
思考:小车的具体运动规律是什么
- -
0.201
0.280
0.432
0.355
0.512
同理，可求出另外两条纸带的情况
数据处理:列表法
① 根据所得数据，选择合适的标度建立直角坐标系（图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）
② 根据所得数据描出各点的位置（描点法）,观察和思考各点的分布规律
数据处理:图象法
t/s
v/(m/s)
各点的分布大致都落在一条直线上，因此，我们可以推断：如果没有实验误差的理想情况下，所描出的各点应全部落到这条直线上。画直线时，让尽可能多的点处在这条直线上，其余均匀分布，去掉偏差太大的点.
通过图像可以判断小车做匀加速直线运动
描绘小车的v I t图
哪一种方法更好？
①取任意两组数据求出Δv 和Δt ，然后代
入 求解。
②在v —t 图象上取一段时间Δt（尽量取
大一些），找出Δt 对应的Δv ，代入
求解。
（画图时让不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小误差的一种手段，也就是说应该用图象上的点，而不是用实验所得到的数据）
△v
a = ——
△t
△v
a = ——
△t
如何利用v I t图求加速度
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
t/s
o
0.10
0.20
0.30
0.40
v/(m/s)
×
×
×
×
×
与纵轴的交点是什么意思？
如何求加速度？
△t=0.4s
△V=？
0.2m/s
实验结论：
小车的速度随时间的增加而均匀增加
所以小车做匀加速直线运动
理解与应用：
例1.在“探究小车的速度随时间变化的规律”的实验中，某同学操作过程中有以下实验步骤：
A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先放开纸带，再接通电源；
B．将打点计时器固定在长木板上，并连接好电路；
C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着适当重的钩码，放手后看小车能否在木板上做平稳的加速运动；
D．取下纸带；
E．把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使附有定滑轮的一端伸出桌面；
F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔；
G．换上新纸带，重复操作两次．
(1)其中有错误的步骤是____________；应改正为____________________．
(2)将改正后的步骤按合理的顺序写在横线上：
步骤顺序为______________________．
理解与应用：
例2：在《探究小车的速度随时间变化的规律》的实验中，利用打点计时器打出了如图所示的一条纸带，其中1、2、3、4、5、6均为记数点，且相邻的两个计数点之间都还有4个点没有画出来，已知电源的频率为50 Hz.现测得： s1＝1.40 cm，s2＝1.90 cm，s3＝2.40 cm，s4＝2.90 cm，s5＝3.40 cm，s6＝3.90 cm.
(1)在打点计时器打出点2、3、4、5、6时，小车的速度分别为：
v2＝________cm/s，v3＝________cm/s，v4＝________cm/s，
v5＝________cm/s.
(2)在右图中的坐标纸上作出速度—时间图象(从1开始计时)．
(3)根据作出的速度—时间图象，求出小车的加速度为________m/s
(取二位有效数字)．