1__實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律

1、第二章 勻變速直線運動的研究1 實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律,1、通過小車在鉤碼牽引下運動的實驗探究，進一步掌握打點計時器的使用方法和利用打點計時器研究物體運動的方法。2、會處理紙帶求各點瞬時速度。3、設(shè)計表格填入實驗數(shù)據(jù)，并能在坐標(biāo)紙上畫出v-t圖象。,播放：北京奧運會的田徑比賽中飛人博爾特的百米賽跑視頻,問題思考：1.猜想博爾特做的是什么運動？2.請同學(xué)來描述博爾特的運動；（用語言來描述）3.請學(xué)生用圖象來描述

2、，并進行展示；4.物體的運動可以用語言來描述，也可以用圖象來描述。哪種方法更好？本節(jié)課通過打點計時器等實驗儀器來探究小車速度隨時間變化的規(guī)律及用圖象描述運動規(guī)律,1：打點計時器可以測量什么物理量?,2：通過打點計時器可以間接測量什么物理量？,兩點間的平均速度,某點的瞬時速度,加速度,,,時間,根據(jù)紙帶上給出的數(shù)據(jù)，求2、4兩點的速度和紙帶運動的加速度。,一、實驗儀器,打點計時器；紙帶；復(fù)寫紙；低壓交流電源；小車；細繩；一端附有滑輪的

3、長木板；刻度尺；鉤碼；導(dǎo)線,特別提醒:區(qū)分電火花打點計時器----交流電壓220V,二、實驗原理,1.實驗裝置示意圖,2.實驗原理,打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，它每隔0.02s打一個點（由于電源頻率是50Hz）。由打點計時器打出的紙帶上的點表示相應(yīng)運動物體在不同時刻的位置，研究紙帶上所打點的間隔，就可以了解物體運動的情況。,三、實驗步驟,⑴ 木板平放，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定，連接好電路。⑵ 穿紙帶；掛鉤碼。

4、⑶ 先接通電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打完一條后立即關(guān)閉電源。⑷ 換紙帶，加鉤碼，再做一次。,四、注意事項,1．固定打點計時器時應(yīng)讓限位孔處在長木板的中央位置。2．滑輪不能過高,細繩應(yīng)與木板平行.3．小車應(yīng)由緊靠打點計時器處開始釋放，在撞擊長木板末端前應(yīng)讓小車停止運動,防止小車從木板上掉下來。4．先接通電源，后讓紙帶運動。5．打點結(jié)束后立即關(guān)閉電源。,問題1.怎樣分析和選取紙帶上的點？ 開頭過于密集的點舍掉

5、，若紙帶上點與點之間的距離較小，可取多個間隔（一般取5個間隔）為一個計數(shù)間隔時間（間隔不再是0.02s）（但要看具體情況靈活選定）；原則上取六、七個計數(shù)點為宜；給選取的點加標(biāo)記。,五、數(shù)據(jù)處理,問題2.如何計算出所取點的速度？ 用求平均速度的方法來代替（用計算較準(zhǔn)確的平均速度來代替），選擇包括該點在內(nèi)的一段位移（該點最好處在中間時刻位置）Δx，找出對應(yīng)的時間Δt，用Δx／Δt作為該點的瞬時速度；對于選取的兩個端點的速度暫時不計算

6、（誤差較大）；測量各個計數(shù)點之間的距離應(yīng)考慮估讀位、單位。,問題3.如何處理計算出來的數(shù)據(jù)？１．列表法。（注意列表要求）２．圖象法：①根據(jù)所得數(shù)據(jù)，選擇合適的標(biāo)度建立坐標(biāo)系（讓圖象盡量分布在坐標(biāo)系平面的大部分面積）。②描點：觀察和思考點的分布規(guī)律。③擬合：從點的分布可以有很大把握地說這些點應(yīng)該在一條直線上，用直線擬合，讓盡可能多的點處在直線上，不在直線上的點應(yīng)均勻地分布在直線兩側(cè)。,0.30,0.45,0.74,0.60,0.

7、89,1.03,根據(jù)下表數(shù)據(jù)畫出v-t圖象,描點連線作圖,t/s,0　0.1　0.2　0.3　0.4　0.5,1.21.00.80.60.40.2,,,,,,v/(m·s-1),,,,,,,,,△t,△v,1.圖象的特點？,2.小車的運動規(guī)律？,3.如何求加速度？,4.如果這些點不在一條直線上，怎么辦？,問題思考：,,,題后小結(jié)：求小車加速度的方法方法1.取任意兩組數(shù)據(jù)求出Δv和Δt，然后代入Δv／Δt求解。方法

8、2.在v—t圖象上取一段時間Δt（盡量取大一些），找出兩個時刻對應(yīng)的縱坐標(biāo)值求出Δv，代入Δv／Δt求解。哪一種方法更好？（畫圖時讓不在直線上的點盡可能均勻地分布在直線兩側(cè)，就是為了使偏大或偏小的誤差盡可能地抵消，所以圖象也是減小誤差的一種手段，也就是說應(yīng)該用圖象上的點，而不是用實驗所得到的數(shù)據(jù)）,實驗結(jié)論:,1、小車的速度隨時間的增加而均勻增加。,2、小車速度隨時間逐漸增大；相同時間里，速度增量相同。,你能用自己的語言描述小車速度

9、隨時間變化的規(guī)律嗎？,問題思考：,1.(多選)關(guān)于計數(shù)點的下列說法中正確的是( )A.用計數(shù)點進行測量計算，既方便，又可減小誤差；B.相鄰計數(shù)點間的時間間隔是相等的； C.相鄰計數(shù)點間的距離是相等的；D.計數(shù)點是從計時器打出的實際點中選出來，相鄰計數(shù)點間點痕的個數(shù)相等。,ABD,2.接通電源與讓紙帶(隨物體)開始運動，這兩個操作的時間關(guān)系應(yīng)當(dāng)是( )A.先接通電源，后釋放紙帶； B.先釋放紙帶，后接通電源；

10、C.釋放紙帶的同時接通電源； D.先接通電源或先釋放紙帶都可以。,A,3.在探究小車速度隨時間變化規(guī)律的實驗中，下列哪些器材是本實驗必須的？達到實驗?zāi)康倪€需哪些器材？①打點計時器 ②天平 ③低壓直流電源 ④細繩 ⑤紙帶 ⑥小車 ⑦鉤碼 ⑧秒表 ⑨一端有滑輪的長木板答案：① ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑨ 低壓交流電源 刻度尺,4.(多選)在實驗“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”中，我們采用的正確方法是（ ）A.舍掉開頭過

11、于緊密的點，找一個適當(dāng)?shù)狞c當(dāng)作計時起點。B.為了實驗精確，選取紙帶上第一個點作計時起點。C.每相鄰計數(shù)點的時間間隔只能取0.1s。D.每相鄰計數(shù)點的時間間隔可視打點密度而定，取0.02s 、0.04s 、…n×0.02s均可。,AD,5、下圖中給出了從0點開始每5個點取一個計數(shù)點的紙帶。0，1，2，3，4，5，6均為計數(shù)點（每兩個計數(shù)點間有4個點未畫出）。,S1=1.40cm S2=1.90cm

12、S3=2.38cm S4=2.88cm S5=3.39cm S6=3.78cm,求：①計時器在打出1，2，3等點時小車的速度分別為：v1=_____cm/s ； v2=_____cm/s ； v3=_____cm/s ；v4=_____cm/s ； v5=_____cm/s②分析小車的速度隨時間變化的規(guī)律。參考答案：（16.50cm/s 21.40cm/s 26.30cm/s 31.35c

13、m/s 35.85cm/s） (小車的速度隨時間均勻增加)。,6．在探究小車速度隨時間變化規(guī)律的實驗中，得到一條記錄小車運動情況的紙帶，如圖所示，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點的時間間隔為T=0.1s。（１）根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)，計算B、C、D各點的速度，填入表中。（２）在坐標(biāo)紙上作出小車的v-t圖象。,通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們進一步掌握了打點計時器的使用方法和利用打點計時器研究物體運動的方法；通過紙帶會計算各個