《實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律》勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究PPT課件
第一部分內(nèi)容：明確原理
一、實(shí)驗(yàn)思路
1．瞬時(shí)速度的計(jì)算：各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度可用該點(diǎn)前后一段時(shí)間內(nèi)的平均速度來(lái)代替：vn＝xn＋xn＋12T.
2．根據(jù)v－t圖象判斷運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：用描點(diǎn)法可作出小車的v－t圖象，根據(jù)圖象的形狀可判斷小車的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)．
3．加速度的計(jì)算：利用v－t圖象的斜率求出小車的加速度．
二、實(shí)驗(yàn)器材
電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(或電火花計(jì)時(shí)器)、低壓交流電源、導(dǎo)線、紙帶、帶滑輪的長(zhǎng)木板、小車、鉤碼、細(xì)繩、復(fù)寫紙片、刻度尺．
三、實(shí)驗(yàn)步驟
1．如圖所示，把附有滑輪的長(zhǎng)木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒(méi)有滑輪的一端，連接好電路．
2．把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過(guò)滑輪，下邊掛上鉤碼，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的一端固定在小車的后面．
3．把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源后，釋放小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列小點(diǎn)．
4．換上新的紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次．
5．增減所掛鉤碼，按以上步驟再做兩次實(shí)驗(yàn)．
四、數(shù)據(jù)記錄
1．紙帶的選�。簭膸讞l紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，且開頭過(guò)于密集的點(diǎn)應(yīng)舍掉，用紙帶的后一段進(jìn)行測(cè)量；若紙帶上點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離較小，可多個(gè)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)．
2．?dāng)?shù)據(jù)的測(cè)量：如圖所示，一般不是直接測(cè)量相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，而是先測(cè)量出各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)時(shí)零點(diǎn)間的距離x1、x2、x3、x4、x5，再計(jì)算出相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離．
Δx1＝x1，Δx2＝x2－x1，Δx3＝x3－x2，Δx4＝x4－x3，Δx5＝x5－x4.
3．速度的計(jì)算：各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度用平均速度來(lái)代替．
4．設(shè)計(jì)表格并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)
將各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻及相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離填入下表中，求出對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度，并據(jù)此分析速度隨時(shí)間的變化關(guān)系．
五、數(shù)據(jù)分析
1．作出小車運(yùn)動(dòng)的v－t圖象
(1)建系：在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系，用橫坐標(biāo)軸表示時(shí)間，縱坐標(biāo)軸表示速度．
(2)描點(diǎn)：在坐標(biāo)紙上確定出各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的位置．
(3)連線：畫一條直線，讓這條直線通過(guò)盡可能多的點(diǎn)，不在線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，偏差比較大的點(diǎn)舍去，如圖所示．
2．實(shí)驗(yàn)結(jié)論
(1)分析小車運(yùn)動(dòng)的v－t圖象，描述小車的運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律．
(2)據(jù)所畫v－t圖象求出小車運(yùn)動(dòng)的加速度a＝Δv/Δt.
六、誤差分析
1．木板的粗糙程度不同，摩擦不均勻．
2．根據(jù)紙帶測(cè)量的位移有誤差，從而計(jì)算出的瞬時(shí)速度有誤差．
七、注意事項(xiàng)
1．開始釋放小車時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．
2．先接通電源，等打點(diǎn)穩(wěn)定后，再釋放小車．
3．打點(diǎn)完畢，立即斷開電源．
4．為避免小車跟滑輪相碰，當(dāng)小車到達(dá)滑輪前應(yīng)及時(shí)用手按住．
5．選取一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，適當(dāng)舍棄點(diǎn)密集部分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)(注意計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)時(shí)點(diǎn)的區(qū)別)，弄清楚所選的時(shí)間間隔T等于多少秒．
6．在坐標(biāo)紙上畫v－t圖象時(shí)，注意坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度的選取，應(yīng)使圖象盡量分布在較大的坐標(biāo)平面內(nèi)．
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實(shí)驗(yàn)探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律PPT，第二部分內(nèi)容：典例導(dǎo)讀
對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)操作的考查
(2019•呼和浩特期末)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可測(cè)紙帶運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移．下面是沒(méi)有按操作順序?qū)懙牟煌暾膶?shí)驗(yàn)步驟，按照你對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，在各步驟空白處填上適當(dāng)?shù)膬?nèi)容，然后按實(shí)際操作的合理順序，將各步驟的字母代號(hào)按順序?qū)懺诳瞻滋帲?/p>
A．在電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩接線柱上分別接上導(dǎo)線，導(dǎo)線的另一端分別接在低壓________(選填“交流”或“直流”)電源的兩個(gè)接線柱上．
B．把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上，讓紙帶穿過(guò)___________，并壓在________下面．
C．用刻度尺測(cè)量從計(jì)時(shí)開始點(diǎn)到最后一個(gè)點(diǎn)間的距離Δx.
D．切斷電源，取下紙帶，如果共有n個(gè)清晰的點(diǎn)，則這段紙帶記錄的時(shí)間Δt＝____________．
E．打開電源開關(guān)，再用手水平地拉動(dòng)紙帶，紙帶上打下一系列小點(diǎn)．
F．利用公式v－＝Δx/Δt計(jì)算紙帶運(yùn)動(dòng)的平均速度．
實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是____________．
對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的考查
(2019•荔灣期末)某同學(xué)在探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律時(shí)，對(duì)打出的一條紙帶進(jìn)行研究，從O點(diǎn)開始每5個(gè)打點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)(中間4個(gè)打點(diǎn)未畫出，電源頻率為50赫茲)，計(jì)數(shù)點(diǎn)分別為A、B、C、D、E，該同學(xué)已求出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度，其數(shù)值見下表.
(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù)在所給的坐標(biāo)紙中作出小車的v－t圖線(適當(dāng)標(biāo)出橫、縱坐標(biāo)刻度).
(2)計(jì)數(shù)點(diǎn)O對(duì)應(yīng)的速度為______m/s，加速度為_______m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
規(guī)律總結(jié)
圖象法處理數(shù)據(jù)時(shí)的兩點(diǎn)注意
(1)作圖時(shí)，要用平滑曲線將這些點(diǎn)連起來(lái)，要讓盡可能多的點(diǎn)分布在線上，不在線上的點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè)，離線較遠(yuǎn)的點(diǎn)刪去，注意不可用折線連接．
(2)利用v－t圖象求加速度時(shí)，應(yīng)選用直線上相距較遠(yuǎn)的兩個(gè)點(diǎn)來(lái)求直線的斜率，即加速度．不能采用量出直線的傾斜角，然后求出其正切值的方法來(lái)計(jì)算加速度，因?yàn)樵搩A斜角還與坐標(biāo)軸的標(biāo)度有關(guān)．
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