2020-2021学年1 实验：探究小车速度随时间变化的规律课文内容ppt课件

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秦皇岛南戴河国际娱乐中心有两个非常刺激的运动：滑沙和滑草运动，游客在滑下的过程中会感到速度逐渐增大，到水平面上后又逐渐减小，那么这个运动过程满足什么运动规律呢？本节我们将通过打点计时器来研究直线运动中物体的运动特点．
知识点 实验思路
实验器材：小车、细线、钩码、一端附有定滑轮的长木板、打点计时器、纸带、电源、导线(若干)、刻度尺．
知识点 实验步骤
如图所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路．
把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面．
把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，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列小点．
换上新的纸带，重复实验两次．增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验．
例：在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，是用打点计时器在纸带上打的点记录小车的运动情况。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：（1）_____；（2）______。将以上步骤完善后按合理的顺序填写在下面横线上。_____________________________________________________
答案：错误操作：（1）A中应先接通电源，再释放纸带。（2）D中取纸带前应先断开电源。合理顺序：BECADF。解析：实验过程中应先接通电源再放开纸带，取纸带前应先断开电源，所以错误操作是A、D步骤。合理的顺序应在实验过程中掌握。
知识点 数据分析
【探究讨论】（1）我们通过实验可以得到若干条纸带，那么如何选择纸带？如何测量数据？怎样计算出计数点的瞬时速度？（2）在处理数据时往往要作v－t图象，为什么作v－t图象是研究运动规律最好的方法？作出的图象怎样分布较理想？
【提示】（2）用图象能够直观地表示小车的运动情况，同时能减小实验误差。应使作出的图象尽量分布在较大的坐标平面内。
1．表格法从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个点，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、…，如图所示，这样相邻计数点间的时间间隔T=0.1s（电源频率为50Hz）
知识点 误差分析
1.系统误差（1）木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀．（2）电源的频率不稳定带来误差
2．偶然误差（1）根据纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬时速度有误差．（2）作v­t图象时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差．
知识点 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．打点完毕，立即断开电源．4．选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点密集部分，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等于多少秒．
5．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．6．要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，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.7．在坐标纸上画v­t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．
1. 采取下列哪些措施，有利于减小由于纸带受到的摩擦而产生的误差(　　)A．改用直流6 V电源B．降低电源电压C．使用平整不卷曲的纸带D．使物体运动的方向与纸带在同一条直线上
答案　CD解析　改用直流电源，打点计时器不工作，故A项错误；降低电源电压只会降低点迹的清晰度，故B项错误；纸带平整可减小摩擦，故C项正确；物体运动方向与纸带在同一直线上可减小纸带与限位孔之间的摩擦，故D正确．
2.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．通过调节，使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上B．坐标轴单位长度越小越好C．开始前要先开电源后松纸带，打完点要先断开电源后取纸带D．钩码的质量越大越好
答案　AC解析　实验中调节滑轮的高度使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上，可以减小摩擦，所以A对；要适当地选取坐标轴的单位长度使图象尽量分布在较大的坐标平面内；开始前要先接通电源后松开纸带，打完点要先断开电源后取纸带，这样可以使实验效果更好，所以C对；钩码的质量要适中，不要太大也不要太小．
3. 如图所示是某质点做直线运动的v－t图象，读图回答下列问题：(1)尽可能详细地描述质点分别在AB、BC、CD段的运动．(2)质点在2 s末的速度多大？
答案　见解析解析　(1)AB段质点做加速运动，在4 s时间内从初速度5 m/s 均匀增加到15 m/s；BC段质点以15 m/s的速度做匀速运动，历时4 s；CD段质点做减速运动，在2 s时间内从初速度15 m/s均匀减小到0.(2)质点在2 s末的速度为10 m/s.