第二章 實驗 研究勻變速直線運動ppt課件

1、實驗研討勻變速直線運動第二章探求勻變速直線運動規(guī)律學習目的1.進一步練習運用打點計時器并會求瞬時速度.2.會利用vt圖象處置實驗數(shù)據(jù)，并據(jù)此分析物體運動的性質.3.能根據(jù)實驗數(shù)據(jù)利用vt圖象或逐差法求加速度.內容索引技藝貯藏明確原理 提煉方法題型演練學以致用 實訓演練達標檢測檢測評價 達標過關技藝貯藏一、實驗原理一、實驗原理如圖如圖1所示，為打點計時器打出的一條紙帶，利用紙帶記錄的數(shù)據(jù)，可以所示，為打點計時器打出的一條紙帶，利用紙帶記錄的數(shù)據(jù)，可以判別物體的運動性質，求出各點的瞬時速度，并求出物體的加速度判別物體的運動性質，求出各點的瞬時速度，并求出物體的加速度.圖11.利用紙帶判別物體能否做

2、勻變速直線運動沿直線運動的物體在延續(xù)相等時間內的位移分別為s1、s2、s3、s4、sn，假設s snsn1，那么闡明物體在做勻變速直線運動，且s .s2s1s3s2s4s3aT22.求某點的瞬時速度根據(jù)平均速度法求出各計數(shù)點的速度.vn ，T為兩計數(shù)點間的時間間隔.二、實驗器材打點計時器、 、紙帶、一端附有滑輪的長木板、小車、細繩、鉤碼、 、坐標紙.交流電源刻度尺三、實驗步驟三、實驗步驟1.如圖如圖2所示，把一端裝有滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出所示，把一端裝有滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板沒有滑輪的一端，銜接好電路桌面，把打點計時器固定在長木

3、板沒有滑輪的一端，銜接好電路.圖22.把細繩一端拴在小車上，另一端跨過定滑輪，并掛上適當?shù)你^碼，調整安裝，使小車能在長木板上平穩(wěn)地加速滑行.3.把紙帶穿過打點計時器，并將其一端固定在小車的后面.4.把小車停在接近打點計時器處，先 ，再 (填“放開小車或“接通電源)，讓小車拖著紙帶運動.于是，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點.換上新紙帶，再反復實驗兩次.接通電源放開小車四、數(shù)據(jù)處置四、數(shù)據(jù)處置1.挑選紙帶并丈量挑選紙帶并丈量在三條紙帶中選擇一條點跡最明晰的在三條紙帶中選擇一條點跡最明晰的.為了便于丈量，舍掉開頭一些過于為了便于丈量，舍掉開頭一些過于密集的點跡，找一個適當?shù)狞c當作計時起點密集的點

4、跡，找一個適當?shù)狞c當作計時起點(0點點)，每，每5個點個點(相隔相隔0.1 s)取取一個計數(shù)點進展丈量，如圖一個計數(shù)點進展丈量，如圖3所示所示.(相鄰兩點間還有相鄰兩點間還有4個點未畫出個點未畫出)圖32.瞬時速度的計算和記錄(1)根據(jù)vn ，計算某點瞬時速度，其中T0.1 s.(2)設計表格并記錄相關數(shù)據(jù)位置1234567時刻t/s0.10.20.30.40.50.60.7v/(ms1) 3.作出小車運動的vt圖象(1)定標度：坐標軸的標度選取要合理，應使圖象大致分布在坐標平面中央.(2)描點：在坐標紙上確定出各個坐標點的位置.(3)連線：用一條平滑的曲線或直線“擬合這些點.如圖4所示.圖4

5、察看所得到的圖線，分析小車的速度隨時間變化的規(guī)律.4.求出小車的加速度方法有兩種：(1)利用vt圖象的斜率：a .(2)利用逐差法其中T為相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔這樣使所給的數(shù)據(jù)得到了有效利用，到達了減小誤差的目的.五、本卷須知五、本卷須知1.開場釋放小車時，應使小車開場釋放小車時，應使小車 (填填“接近或接近或“遠離遠離)打點計時器打點計時器.2.先先 ，等打點穩(wěn)定后，再，等打點穩(wěn)定后，再 (填填“接通電源或接通電源或“釋釋放小車放小車).3.打點終了，立刻封鎖電源打點終了，立刻封鎖電源.4.選取一條點跡明晰的紙帶，舍棄點跡密集部分，適中選取計數(shù)點選取一條點跡明晰的紙帶，舍棄點跡密集部分，

6、適中選取計數(shù)點(留留意計數(shù)點與計時點的區(qū)別意計數(shù)點與計時點的區(qū)別)，弄清楚所選的時間間隔，弄清楚所選的時間間隔T等于多少等于多少.普通在普通在紙帶上每隔紙帶上每隔4個點取一個計數(shù)點，即打點計時器所接電源頻率為個點取一個計數(shù)點，即打點計時器所接電源頻率為50 Hz時，時間間隔為時，時間間隔為T .接近接通電源釋放小車50.02 s0.1 s5.在坐標紙上畫vt圖象時，留意坐標軸單位長度的選取，應使圖象盡量分布在坐標平面中央.6.利用描出的點作vt圖象時，不要將相鄰的點依次相連成折線，而應作一條 ，使大多數(shù)點在直線(或曲線)上，不在線上的點 分布在直線(或曲線)兩側，個分別線較遠的點應舍去.平滑的

7、直線或曲線均勻題型演練例例1在在“測定勻變速直線運動的加速度實驗中，某同窗進展了以下測定勻變速直線運動的加速度實驗中，某同窗進展了以下實驗操作步驟，試找出其中錯誤和脫漏的步驟實驗操作步驟，試找出其中錯誤和脫漏的步驟(脫漏步驟可編上序號脫漏步驟可編上序號G).A.拉住小車，將小車移到接近打點計時器的一端后，放開小車，再接通拉住小車，將小車移到接近打點計時器的一端后，放開小車，再接通 電源電源B.將打點計時器固定在長木板無滑輪的一端，并接好電路將打點計時器固定在長木板無滑輪的一端，并接好電路C.把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下面吊著適當?shù)你^碼把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下面吊著適

8、當?shù)你^碼D.取下紙帶，再斷開電源取下紙帶，再斷開電源E.將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔F.從所打的紙帶中選取較為理想的紙帶進展丈量分析從所打的紙帶中選取較為理想的紙帶進展丈量分析一、實驗操作錯誤和脫漏： ； ；G. ；正確的步驟順序為 .答案A中應先接通電源，再放開小車D中應先斷開電源，再取下紙帶換上新紙帶，反復操作兩次BECADGF二、利用vt 圖象處置實驗數(shù)據(jù)例例2在做在做“探求小車速度隨時間變化的規(guī)律的實驗中：探求小車速度隨時間變化的規(guī)律的實驗中：(1)實驗提供了以下器材：電磁打點計時器、一端附有滑輪的長木板、實驗提供了以下器

9、材：電磁打點計時器、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細繩、鉤碼、刻度尺、導線、交流電源、復寫紙、彈簧小車、紙帶、細繩、鉤碼、刻度尺、導線、交流電源、復寫紙、彈簧測力計，其中在本實驗中不需求的器材是測力計，其中在本實驗中不需求的器材是 .解析本實驗中不需求丈量力的大小，因此不需求的器材是彈簧測力解析本實驗中不需求丈量力的大小，因此不需求的器材是彈簧測力計計.彈簧測力計答案解析圖5位置BCDEF速度/(ms1)0.7370.8010.9280.9940.864(2)如圖5甲所示是某同窗由打點計時器得到的表示小車運動過程的一條明晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出，打點計時器打點的時間間

10、隔T0.02 s，那么相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為 s，其中s17.05 cm、s27.68 cm、s38.33 cm、s48.95 cm、s59.61 cm、s610.26 cm.如下表列出了打點計時器打下B、C、E、F時小車的瞬時速度，請在表中填入打點計時器打下D點時小車的瞬時速度.答案解析0.1解析根據(jù)某點的瞬時速度可用該點前后一段時間內的平均速度來解析根據(jù)某點的瞬時速度可用該點前后一段時間內的平均速度來替代知：替代知：(3)以A點為計時起點，在圖乙所示坐標系中畫出小車的速度時間關系圖線.答案見解析圖答案解析乙解析小車的速度時間關系圖線如下圖解析小車的速度時間關系圖線如下圖(4)計算出的

11、小車的加速度a m/s2.答案解析0.64(0.01)解析在解析在vt圖象中，圖線的斜率表示加速度的大小，圖象中，圖線的斜率表示加速度的大小，三、逐差法的了解及運用例例3如圖如圖6所示，是某同窗丈量勻變速直線所示，是某同窗丈量勻變速直線運動的加速度時，從假設干紙帶中選取的一運動的加速度時，從假設干紙帶中選取的一條紙帶的一部分條紙帶的一部分.他每隔他每隔4個點取一個計數(shù)點，個點取一個計數(shù)點，圖上注明了他對各個計數(shù)點間間隔的丈量圖上注明了他對各個計數(shù)點間間隔的丈量結果結果.(計算結果均保管兩位小數(shù)計算結果均保管兩位小數(shù))圖6(1)為了驗證小車的運動是勻加速直線運動，請進展以下計算，填入表內.(單位

12、：cm，電源頻率為50 Hz)s2s1s3s2s4s3s5s4s6s51.60答案1.551.621.531.611.58解析解析解析s2s11.60 cm；s3s21.55 cm；s4s31.62 cm；s5s41.53 cm；s6s51.61 cm； 1.58 cm.各位移差與平均值最多相差 cm，即各位移差與平均值最多相差 %.由此可得出結論：小車在恣意兩個延續(xù)相等的時間內的位移之差，在誤差允許的范圍內相等，所以小車的運動是 .答案解析0.053.16勻加速直線運動解析各位移差與平均值最多相差解析各位移差與平均值最多相差0.05 cm，即各位移差與平均值最多相，即各位移差與平均值最多相差

13、差3.16%.由此可得出結論：小車在恣意兩個延續(xù)相等的時間內的位移之由此可得出結論：小車在恣意兩個延續(xù)相等的時間內的位移之差，在實驗誤差允許范圍內相等，所以小車的運動是勻加速直線運動差，在實驗誤差允許范圍內相等，所以小車的運動是勻加速直線運動.(2)小車的加速度a m/s2.答案解析1.58解析采用逐差法解析采用逐差法達標檢測1.(多項選擇)在“探求小車速度隨時間變化的規(guī)律的實驗中，以下說法正確的選項是A.經過調理滑輪的高度，使小車、紙帶、細繩和定滑輪上邊緣在一條 直線上B.坐標軸單位長度越小越好C.開場前要先接通電源后松開紙帶，打完點要先斷開電源后取紙帶D.鉤碼的質量越大越好答案解析1231

14、23解析實驗中調理滑輪的高度使小車、紙帶、細繩和定滑輪上邊緣解析實驗中調理滑輪的高度使小車、紙帶、細繩和定滑輪上邊緣在一條直線上，可以減小誤差，在一條直線上，可以減小誤差，A正確；正確；要適當?shù)剡x取坐標軸的單位長度，使圖象盡量分布在坐標平面中央，要適當?shù)剡x取坐標軸的單位長度，使圖象盡量分布在坐標平面中央，B錯誤；錯誤；開場前要先接通電源后松開紙帶，打完點要先斷開電源后取紙帶，開場前要先接通電源后松開紙帶，打完點要先斷開電源后取紙帶，C正確；正確；鉤碼的質量要適中，不要太大也不要太小，鉤碼的質量要適中，不要太大也不要太小，D錯誤錯誤.2.某同窗學習了“自在落體運動后，想到既然自在落體也是勻變速直

15、線運動，那就可以設計一自在落體運動來丈量重力加速度g.于是和同窗協(xié)作，按照如圖7甲所示的安裝來進展實驗.123圖7答案123(1)實驗室中電火花計時器是 儀器.計時解析電火花計時器是計時儀器解析電火花計時器是計時儀器.(2)該同窗實驗時讓重物從靜止下落，并且丈量了第1、2點的間距接近 mm，就可以確珍重物做的是自在落體運動.2解析(3)做完實驗，選擇了一條紙帶，并截取了中間某一段，如圖丙，知時間間隔為T.那么丈量C點速度vC ，重力加速度g .(寫表達式)答案123解析(4)另一同窗計算了其中延續(xù)5個點的速度，如下表，請在圖乙中描畫出該運動的vt圖象.答案123解析12345v/(ms1) 1.095 1.385 1.475 1.665 1.855t/s0.020.040.060.080.10經過圖象得出重力加速度g m/s2，產生偏向的緣由 .9.71(9.509.80均可)遭到阻力的作用答案見解析圖答案見解析圖1233.一個小球沿斜面向下運動，用每隔 曝光一次的頻閃相機拍攝不同時辰小球位置的照片，如圖8所示，即照片上出現(xiàn)的相鄰兩個小球的像之間的時間間隔為 ，測得小球在幾個延續(xù)相等時間內的位移數(shù)據(jù)見下表：123圖8s1/cms2/cms3/cms4/cm8.209.3010.4011.5