2021学年1 实验：探究小车速度随时间变化的规律多媒体教学ppt课件

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如何测出E点的瞬时速度？
在两边取最靠近E的两点D、F，使E点成为DF过程的中间时刻，DF间平均速度即E点的瞬时速度。
复习：利用打点计时器测瞬时速度
每隔四个点取一个计数点，可以使计算简单
要研究小车在重物牵引下速度随时间变化的规律，你认为如何设计此实验？需要测量哪些物理量？选用什么器材？请你把自己研究的方案写出来，并和同学交流。
1.巩固打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。
2.通过实验探究，体验如何从实验中获取数据，学会利用图象处理实验数 据的科学方法。
3.会分析小车在钩码牵引下速度随时间变化的规律测定匀变速直线运动的加速度。
一端附有定滑轮的长木板
特别提醒: 与电磁打点计时器不同，电火花计时器使用交流电压220V。
四、实验步骤1.如图所示，把一端带有定滑轮的长铝板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面.铝板上放一个可以左右移动的小车，小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过滑轮系有槽码的细绳.
2.把小车停在 (选填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置.先_____ ，后 (选填“启动打点计时器”或“放开小车”)，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.3.换上新纸带，并增减所挂槽码(或在小车上放置重物)，再做两次实验.
1、固定打点计时器时，应注意使两限位孔和小车运动轨迹在同一直线 上（原因？）2、滑轮不能过高,细绳应与木板平行。3、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,防止小车从木板上掉下来。4、先接通电源，后让纸带运动。5、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，而使误差增大
六、数据记录1.采集数据舍掉纸带开头一些 的点，找一个适当的点作为计时起点.可选择相隔0.1 s(或更短)的若干计数点进行测量.如图2所示，先测量出各个计数点到计时起点的距离：x1、x2、x3、x4、x5…，再计算出相邻的两个计数点间的距离：Δx1＝x1，Δx2＝x2－x1，Δx3＝x3－x2，Δx4＝x4－x3，Δx5＝x5－x4，…，填入自己设计的表中.
2.求解并记录各计数点的瞬时速度(1)各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替，即v1＝ ，v2＝ ，…T为相邻两个计数点间的时间间隔，若交变电源频率为50 Hz，每5个点取一个计数点(中间隔4个点)，则T＝0.1 s.
(2)设计表格并记录相关数据
注意：如何计算出所取计数点的瞬时速度
1、图象特点：直观2、作图步骤：（1）建立坐标系，纵轴为v,横轴为t；对坐标轴进行适度分度，使测量结果差不多布满坐标系。（2）描出测量点，应尽可能清晰 （3）用一条光滑的曲线（直线）连接坐标系中的点。明显偏离的点视为无效点；直线时应把尽量多的点连在一条直线上，使不在线上的点均匀的分布在线的两侧。
3.描点连线作图 观察v-t图
计算小车加速度的方法：方法1.取任意两组数据求出Δv和Δt，然后代入Δv／Δt求解。方法2.在v-t图象上取一段时间Δt（尽量取大一些），找出两个时刻对应的纵 坐标值求出Δv，代入Δv／Δt求解。哪一种方法更好？ （画图时让不在直线上的点尽可能均匀地分布在直线两侧，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）
1、小车的速度随时间的增加而均匀增加。
注意点：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.
2、小车速度随时间逐渐增大；相同时间里，速度增量相同。
问题思考：你能用自己的语言描述小车速度随时间变化的规律吗？
1．“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁打点计时器(所用交流电的频率为50 Hz)，得到如下图所示的纸带．图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是(　　)
A．实验时应先放开纸带再接通电源B．相邻两个计数点间的时间间隔为0.1 sC．从纸带可求出计数点B对应的速率D．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s
2.某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究．物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示．已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出．在A、B、C、D、E五个点中，打点计时器最先打出的是________点，在打出C点时物块的速度大小为________ m/s(保留3位有效数字)；物块下滑的加速度大小为________ m/s2(保留2位有效数字)．
【答案】　A　0.233　0.75【解析】　分析可知，物块沿倾斜长木板做匀加速直线运动，纸带上的点迹从A到E，间隔越来越大，可知，物块跟纸带的左端相连，纸带上最先打出的是A点．打出C点时物块的速度vC＝XBD/2T＝4.65×10-2/2×0.1m/s≈0.233 m/s；物块下滑的加速度a＝(XCE-XAC)/4T2＝(6.15-3.15)×10-2/40.12 m/s2＝0.75 m/s2.
3. 一小球在桌面上从静止开始做加速运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置编号。如图所示，1位置恰为小球刚开始运动的瞬间，作为零时刻。摄影机连续两次曝光的时间间隔均为0.5 s，小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置的速度分别为v1=0，v2=0.06 m/s，v3=___________m/s，v4=0.18 m/s，v5=___________m/s。在图中作出小球的速度—时间图像___________（保留描点痕迹）。
【答案】0.12 0.24 图见解析 【解析】[1]由图可知x2＋x3=0.12 m则V3=(x2＋x3)/2Tm/s=0.12/2×0.5m/s=0.12 m/s[2]同理可得x4＋x5=0.24 m则有V5=(x4＋x5)/2Tm/s=0.24/2×0.5m/s=0.24 m/s[3]其图像如图所示
1．实验原理2．实验仪器3．实验步骤4．数据处理：（1）v-t 图像是一个理想化的运动模型（2）小车的速度随时间均匀变化
某同学利用图（a）所示的实验装置探究物块速度随时间的变化。打点计时器所用交流电源频率为50Hz启动打点计时器，释放物块，打点计时器打出的纸带如图（b）所示。根据实验数据分析，该同学认为物块的运动为匀加速直线运动。回答下列问题：（1） 根据电磁打点计时器打出的纸带，可以从纸带上直接测量得到的物理量是___________。（填选项字母）A．位移 B．速度 B．加速度 D．平均速度
（2） 由图（b）可得出A点到D点的距离是___________cm（3） 由图（b）实验数据可得B点的瞬时速度是___________m/s（结果保留两位有效数字）。（4） 某实验小组计算出所得小组纸带上各计数点对应的速度后，在坐标系中描出的点如图（c）所示，请根据这些点在图中作出v-t图像，并根据图像计算出小车运动的加速度a=___________m/s2（结果保留三位有效数字）。