2021学年1 实验：探究小车速度随时间变化的规律备课ppt课件

这是一份2021学年1 实验：探究小车速度随时间变化的规律备课ppt课件，共24页。PPT课件主要包含了图2－1－1，图2－1－2，图2－1－3，图2－1－4，图2－1－5等内容，欢迎下载使用。
本章从探究小车的速度随时间变化规律的实验入手，引出了匀变速直线运动的定义及其速度与时间的关系，通过进一步的理论推导得出匀变速直线运动中有关速度、位移、时间之间的关系式，即匀变速直线运动的规律，并推广到自由落体运动.
通过本章的学习,学会用公式法和图象法研究匀变速直线运动,体会数学在研究物理问题中的重要性,用理想化方法处理匀变速直线运动和自由落体运动,培养探究知识的科学方法和探求科学真理的热情.本章的重点是匀变速直线运动的规律及其应用,一些问题往往可以采用不同的规律公式求解,通过一题多解或选择恰当的解题方法简化解题过程,提高分析解决问题的能力.
第一节 实验：探究小车速度随时间变化的规律
学习目标：1.练习使用打点计时器及利用纸带求速度．2．应用v－t图象处理实验数据．重点难点：1.通过实验探索过程，学会物理规律探索的方法．2．尝试用v－t图象表示运动规律．易错问题：1.将计数点与计时点(计时器打出的点)相混淆．2．作v－t图象时，把所描出的点用平滑的曲线连起来而出错．
【实验目的】1．用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动．2．探究小车速度随时间变化的规律．
【实验原理】　利用打点计时器打出的纸带上记录的数据．先计算各时刻物体的速度，再寻求速度与时间的关系．1．求纸带上某点迹瞬时速度一般用一小段时间内的平均速度代替．2．v－t图象上，图线的倾斜程度表示加速度的大小，如v－t图象是一条倾斜的直线，说明物体做匀变速直线运动．
【实验器材】　电磁打点计时器(或电火花计时器)、低压交流电源、导线、纸带、带滑轮的长木板、小车、钩码、细线、复写纸片、刻度尺．
【实验步骤】1．如图2－1－1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．
2．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．3．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系列小点．4．换上新的纸带，重复实验两次．5．增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验．
一、数据处理1．表格法(1)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开始点，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，并记录填入表中.
(2)分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距离Δx1、Δx2、Δx3….
(3)利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度，填入上面的表格中．(4)根据表格的数据，分析速度随时间怎么变化．
2．图象法(1)在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点．(2)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，偏差比较大的点忽略不计，如图2－1－2所示．(3)观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律．
二、误差分析1．木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀．2．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．3．作v－t图象时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差．
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．打点完毕，立即断开电源．4．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．5．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．6．在坐标纸上画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．
在实验过程中，对于减小实验误差来说，下列说法中有益的是(　　)A．选取计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位B．使小车运动的加速度尽量地小些C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的一部分进行测量、计算D．选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验
【解析】　要减小实验误差，应从误差产生的来源进行分析，从而采取措施，本实验主要从如何打好纸带和如何较准确地测量距离、实验器材的选取等几个方面来考虑．选取计数点时，利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算可减小测量误差；选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验，可以减小因速度变化不均匀带来的误差．【答案】　ACD
某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共七个计数点，其相邻点间的距离如图2－1－3所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10 s.
(1)试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下式(要求保留三位有效数字)．
vB＝________m/s，vC＝________m/s，vD＝________m/s，vE＝________m/s，vF＝________m/s.
(2)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在图2－1－4所示的坐标纸上，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线．(3)根据第(2)问中画出的v－t图线，求出小车运动的加速度为________m/s2.(保留两位有效数字)
(2)利用描点法，先描出不同时刻各点的速度，再画出速度—时间图线，并让尽可能多的点位于这条直线上，如图2－1－5所示．
【答案】　(1)0.400　0.479　0.560　0.640　0.721(2)见解析　(3)0.80(±0.02)