2020-2021学年第二章 匀变速直线运动的研究1 实验：探究小车速度随时间变化的规律精品课件ppt

这是一份2020-2021学年第二章 匀变速直线运动的研究1 实验：探究小车速度随时间变化的规律精品课件ppt，共35页。PPT课件主要包含了实验探究·新知导学，典例精讲·释疑解惑，随堂练习，实验操作及步骤，实验数据的处理，课堂小结等内容，欢迎下载使用。
实验探究·新知导学
一、实验原理1.利用纸带计算瞬时速度:以纸带上某点为中间时刻取一小段位移,用这段位移的平均速度表示该点的瞬时速度。2.用v-t图像表示小车的运动情况:以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,用描点法画出小车的v-t图像,图线的斜率表示加速度的大小,如果v-t图像是一条倾斜的直线,说明小车的速度是均匀变化的。
二、实验器材打点计时器、交变电源、纸带、一端附有定滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、坐标纸。
三、实验步骤1.如图所示,把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端,连接好电路。
2.把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下面挂上适当的钩码,把纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端连在小车的后面。3.把小车停在靠近打点计时器的位置,先接通电源,后释放小车(填“接通电源”或“释放小车”),让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一行小点,随后立即关闭电源。4.换上新纸带,重复操作两次。
四、数据处理1.挑选纸带并测量在打出的纸带中选择一条点迹最清晰的。为了便于测量,舍掉开头一些过于密集的点迹,找一个适当的点当作计时起点(0点),每5个点(相隔0.1 s)取一个计数点进行测量,如图所示。(相邻两点间还有4个点未画出,电源频率为50 Hz)
3.作出小车运动的v-t图像(1)定标度:坐标轴的标度选取要合理,应使图像大致布满坐标纸。(2)描点:在坐标纸上描出各个坐标点的位置。(3)连线:用一条平滑的曲线或直线“拟合”这些点。4.实验结论如果画出的v-t图像是一条倾斜的直线,说明小车做速度均匀变化的直线运动。图像和纵轴的交点表示开始计时时小车的速度——初速度。
五、注意事项1.开始释放小车时,应使小车靠近(填“靠近”或“远离”)打点计时器。2.先接通电源,等打点稳定后,再释放小车(填“接通电源”或“释放小车”)。3.打点完毕,立即关闭电源。4.选取一条点迹清晰的纸带,舍掉开头点迹密集部分,选取适当的计数点(注意计数点与计时点的区别),弄清楚所选的时间间隔T等于多少。
5.要逐次测量各段距离,应尽可能地一次测量完毕。6.在坐标纸上画v-t图像时,注意坐标轴单位长度的选取,应使图像大致布满坐标纸。
典例精讲·释疑解惑
【例题1】 在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,某同学操作中有以下实验步骤,其中有错误或遗漏的步骤。(遗漏步骤可编上序号F、G……)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,断开电源E.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔(1)所列步骤中有错误的是　 。 (2)遗漏的步骤:　 。 (3)将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序:  　 。 
答案:(1)A中应先通电,再放开纸带;D中取下纸带前应先断开电源(2)F:换上新纸带,重复实验三次(3)BECADF解析:(1)步骤A中应先通电,再放开纸带,顺序不能颠倒;D中取下纸带前应先断开电源。(2)遗漏的步骤F:换上新纸带,重复实验三次。(3)步骤完善后,合理的实验步骤顺序为BECADF。
4.选取一条点迹清晰的纸带,舍弃开头点迹密集部分,适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别),弄清楚所选的时间间隔T等于多少。一般在纸带上每隔4个点取一个计数点,即时间间隔为T=0.02×5 s=0.1 s。
(1)根据纸带上各个测量点间的距离,某同学已将1、2、3、5点对应的瞬时速度进行计算并填入表中,请你将4点对应的瞬时速度填入表中。(要求保留三位有效数字)
(2)在图乙所示直角坐标系中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。
(3)由图像求小车的加速度a。(保留三位有效数字)
答案:(1)0.314　(2)见解析图　(3)0.495 m/s2解析:本题考查学生的实验数据的处理能力和科学探究能力。(1)4点对应的瞬时速度
1.(多选)(实验操作)关于用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律的实验,下列说法正确的是(　　)A.打点计时器应固定在长木板上,且靠近滑轮一端B.开始实验时小车应靠近打点计时器一端C.应先接通电源,待打点稳定后再释放小车D.牵引小车的钩码个数越多越好
答案:BC解析:打点计时器应固定在长木板上没有滑轮的一端,选项A错误;小车开始时靠近打点计时器是为了使小车的运动距离较大,选项B正确;若先释放小车后接通电源,则只能在纸带的后面部分打点,选项C正确;钩码个数太少,打点太密集,钩码个数太多,打点太少,都会带来实验误差,选项D错误。
2.(多选)(数据处理)在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,下列关于作v-t图像的说法正确的是(　　)A.只要确定了v-t图像中的两点,就可以得到小车运动的v-t图像,因此,实验只需要测出两组数据B.作v-t图像时,所取的点越多,图像就越准确C.作出的v-t图线应该通过所有的点,图线曲折也可以D.对于偏离直线较远的点,说明误差太大,应舍去答案:BD解析:作v-t图像时,选取的点越多,作出的图像就越准确。误差较大的点应舍去,B、D正确。
3.(误差分析)在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,下列说法正确的是(　　)A.长木板一定要水平放置B.为了减小误差,在纸带上选计数点时必须每隔四个点取一个计数点C.使用刻度尺测量计数点间的距离时,要估读到最小刻度的下一位D.用v-t图线处理数据时,所描图线必须经过每一个点
答案:C解析:实验过程中,一般长木板应平放,不能侧向倾斜,但适当垫高释放小车的一端也是可以的,A错误;在纸带上选计数点时应根据纸带上所打计时点的多少,以能在纸带上取6~7个计数点为原则来选,不一定是每隔四个点选一个,B错误;对刻度尺读数时应该估读,所以C正确;用v-t图线处理数据时应让图线经过尽量多的点,但偏离较大的点误差较大,应不予考虑,故D错误。
4.(数据处理)在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,打点计时器使用的交变电流的频率为50 Hz,记录小车运动的纸带如图所示,在纸带上选取0、1、2、3、4、5共六个计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点没有画出。纸带旁并排放着带有最小刻度为毫米的刻度尺,零点跟计数点“0”对齐。由图可以读出1、3、5三个计数点跟“0”点的距离x1、x3、x5,请将测量值填入下表中。
则小车通过计数点2的瞬时速度为　　　　 m/s;小车通过计数点4的瞬时速度为　　　 m/s;小车的加速度是　 m/s2。