2019_2020学年高中物理第二章 第1节实验探究小车速度随时间变化的规律课件新人教版必修1(共19张PPT)

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第二章　匀变速直线运动的研究
章 知识内容 考试要求
学考 选考
匀变速直线运动的研究 速度与时间、位移与时间的关系 d d
自由落体运动 c c
伽利略对自由落体运动的研究 a a
实验:探究小车速度随时间变化的规律 √ √
第1节　实验:探究小车速度随时间变化的规律
1.知道实验目的,说出实验中各器材的作用,正确安装器材并进行实验操作;会正确使用打点计时器。
2.会选择点迹清晰的纸带,标出合理的计数点,测量各计数点间的距离。
3.会近似计算各计数点的瞬时速度。
4.能建立标度合适的v-t坐标系,并正确地描点,能用一条曲线(包括直线)拟合图象中的点,作出v-t图象。
5.能根据图象说出小车速度随时间变化的特点;能从v-t图象中分析出匀变速直线运动的速度随时间的变化规律。
学习目标
实验基础
实验探究
一、数据处理
1.对纸带进行测量及计算
(1)从纸带中选取便于测量的点作为计数始点,以后依次每五个点取一个计数点,并标明0,1,2,3,4…测量各计数点到0点的距离x,并记录在表中。
位置编号 0 1 2 3 4 5
时间t/s
x/m
v/(m·s-1)
(2)分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距离x1,x2,x3…
2.作出小车运动的v-t图象
(1)定标度、描点:坐标轴的标度选取要合理,并根据表格中的数据在此坐标系中描点。
(2)连线:画一条直线,让这条直线通过尽可能多的点,不在线上的点均匀分布在直线的两侧。
二、误差分析
产生原因 减小方法
偶然
误差 根据纸带测量的位移有误差 测量各计数点到起始点的距离而不是直接测量相邻计数点间的距离
系统
误差 木板的粗糙程度不完全相同 尽量选用粗糙程度均匀的木板
三、注意事项
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,等打点稳定后,再释放小车。
3.要防止钩码落地,避免小车跟滑轮相碰,当小车到达滑轮前及时用手按住。
4.牵引小车的钩码个数要适当,以免加速度过大而使纸带上的点太少,或者加速度太小,而使各段位移差别不大,使误差增大。
5.画v-t图象时,注意坐标轴单位长度的选取,应使图象尽量分布在较大的坐标平面内。
典例研习
类型一　器材选择与实验操作
[例1] 某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时,由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理,他从实验室里借取了如下器材:
解析:(1)实验中不需要测质量,故不需要天平;所用打点计时器是电火花打点计时器,故不需要学生电源。
答案:(1)天平、学生电源
(1)上面图片中哪些器材是多余的:　　　　　　　　　　　　　　(请回答仪器名称)。
(2)某同学做此实验时步骤如下:
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长木板上,并接好电路
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面挂上适当的钩码
D.小车停止运动后,直接取下纸带
E.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔
F.换上新纸带,重复操作三次,然后从各纸带中选取一条清晰的进行数据处理
其中错误或遗漏的步骤有　　　　和　　　。(只需填序号)
解析:(2)其中错误或遗漏的步骤有:A.应该先接通电源,然后再释放纸带,这样可以保持打点的稳定以及提高纸带的利用率,尽量多在纸带上打点;D.在结束后应先断开电源后取走纸带。
答案:(2)A　D
解析:(3)实验步骤要遵循先安装器材后进行实验的原则进行,故正确的操作步骤为BECADF。
答案:(3)BECADF
(3)将(2)中的步骤完善后,合理的顺序是　　　　　。?
类型二　实验数据处理
[例2] 在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时,
(1)某同学是采用v-t图象来求加速度的。如图1是实验中打出的一条纸带的一部分,纸带上标出了连续的3个计数点,依次为B,C,D,相邻计数点之间还有4个点没有画出。打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源上。打点计时器打C点时,小车的速度为　　 　　m/s。(结果保留两位有效数字)
答案:(1)0.44　
(2)其余各点的速度都标在了v-t坐标系中,如图2所示。t=0.10 s时,打点计时器恰好打B点。请你将(1)中所得结果标在图2所示坐标系中(其他点已标出),并作出小车运动的v-t图线;利用图线可知,小车速度随时间增加,小车做加速度　　　　的加速直线运动,其加速度a=　　　m/s2。(结果保留两位有效数字)?
答案:(2) 不变　1.0
规律方法
作图象的规范要求
(1)明确坐标轴的意义并选取合适标度,既要把数据标注在图象上,又要匀称直观。
(2)如果图象是直线,要求尽可能多的点落在直线上,不在直线上的点应均匀分布在直线两侧;如果图线是曲线,要用平滑的曲线连接各点。