實驗一研究勻變速直線運動市公開課金獎市賽課一等獎課件

試驗一研究勻變速直線運動第1頁一、試驗目標用打點計時器探究小車速度隨時間改變規(guī)律．二、試驗原理1．打點計時器(1)作用：計時儀器，每隔0.02s打一次點．(2)工作條件(3)紙帶上點意義：①表示和紙帶相連物體在不一樣時刻位置；②經(jīng)過研究紙帶上各點之間間隔，能夠判斷物體運動情況．第2頁第3頁第4頁三、試驗器材打點計時器、紙帶、一端附有定滑輪長木板、小車、細繩、鉤碼、刻度尺、電源．四、試驗步驟1．把附有滑輪長木板放在試驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪一端，連接好電路．2．把一條細繩拴在小車上，細繩跨過滑輪，下邊掛上適當鉤碼，把紙帶穿過打點計時器，并把它一端固定在小車后面，調(diào)整滑輪高度，使細繩與平板平行．試驗裝置見下列圖，放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行．第5頁3．把小車停在靠近打點計時器處，先接通電源，后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列點，換上新紙帶，重復三次．4．從幾條紙帶中選擇一條比較理想紙帶，舍掉開始一些比較密集點，在后面便于測量地方找一個開始點，以后依次每五個點取一個計數(shù)點，確定好計數(shù)始點，并標明0、1、2、3、4…，測量各計數(shù)點到0點距離x，并統(tǒng)計填入表中.第6頁5.計算出相鄰計數(shù)點之間距離Δx1、Δx2、Δx3…6．利用一段時間內(nèi)平均速度等于這段時間中間時刻瞬時速度求得各計數(shù)點1、2、3、4、5瞬時速度，填入上面表格中．7．增減所掛鉤碼數(shù)，再做兩次試驗．五、數(shù)據(jù)處理及試驗結(jié)論1．由試驗數(shù)據(jù)得出v－t圖象(1)依據(jù)表格中v、t數(shù)據(jù)，在平面直角坐標系中仔細描點，如圖所表示，對于每次試驗，描出幾個點都大致落在一條直線上．(2)作一條直線，使同一次試驗得到各點盡可能落到這條直線上，落不到直線上點，應均勻分布在直線兩側(cè)，這條直線就是此次試驗v－t圖象，它是一條傾斜直線．第7頁2．由試驗得出v－t圖象深入得出小車運動速度隨時間改變規(guī)律．有兩條路徑進行分析：(1)小車運動v－t圖象是一條傾斜直線，如圖所表示，當初間增加相同值Δt，速度也會增加相同值Δv，由此得出結(jié)論：小車速度隨時間均勻改變．(2)既然小車v－t圖象是一條傾斜直線，那么v隨t改變函數(shù)關系式為v＝kt＋b，所以小車速度隨時間均勻改變．第8頁六、注意事項1．交流電源電壓及頻率要符合要求．2．試驗前要檢驗打點穩(wěn)定性和清楚程度，必要時要調(diào)整振針高度和更換復寫紙．3．開始釋放小車時，應使小車靠近打點計時器．4．先接通電源，計時器工作后，再放開小車，當小車停頓運動時及時斷開電源．5．要預防鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，在小車抵達滑輪前及時用手按住它．6．牽引小車鉤碼個數(shù)要適當，以免加速度過大而使紙帶上點太少，或者加速度太小，而使各段位移無多大差異，從而使誤差增大，加速度大小以能在50cm長紙帶上清楚地取得六、七個計數(shù)點為宜．7．要區(qū)分計時器打出點與人為選取計數(shù)點，普通在紙帶上每隔四個點取一個計數(shù)點，即時間間隔為T＝0.02×5s＝0.1s.8．要多測幾組，盡可能減小誤差．9．描點時最好用坐標紙，在縱、橫軸上選取適當單位，用細鉛筆認真描點．七、誤差分析1．紙帶運動時摩擦不均勻，打點不穩(wěn)定引發(fā)測量誤差．2．紙帶上計數(shù)點間距測量有偶然誤差．第9頁八、試驗改進物塊帶動小車做加速運動時，因受軌道等各方面影響，致使小車加速度不恒定，即小車不真正做勻加速直線運動，若采取如圖所表示裝置則可防止．將包有白紙總質(zhì)量為m圓柱金屬棒替換紙帶和重物，蘸有顏料毛筆固定在馬達上并隨之勻速轉(zhuǎn)動，使之替換打點計時器．當燒斷掛圓柱線后，所表示圓柱金屬棒豎直自由落下，毛筆就在圓柱金屬棒面紙上畫出記號，得到對應紙帶，如圖所表示．測出在同一條豎直線上各相鄰兩條畫線之間間隔x1、x2、x3、…，利用逐差法Δx＝aT

2，依據(jù)電動機轉(zhuǎn)動周期T，即可求出金屬棒下落加速度a.第10頁試驗原理和試驗誤差

[例1]

某同學用圖甲所表示裝置測量重力加速度g，所用交流電頻率為50Hz.在所選紙帶上取某點為0號計數(shù)點，然后每隔兩個計時點取一個計數(shù)點，全部測量數(shù)據(jù)及其標識符號如圖乙所表示．第11頁第12頁第13頁[答案]

x1、x6

x1、x2、x3、x4、x5、x6

B偶然阻力不恒定、交流電頻率不穩(wěn)定等第14頁試驗數(shù)據(jù)處理

[例2](高考課標全國卷)利用如圖所表示裝置可測量滑塊在斜面上運動加速度．一斜面上安裝有兩個光電門，其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處，光電門甲位置可移動．當一帶有遮光片滑塊自斜面上滑下時，與兩個光電門都相連計時器能夠顯示出遮光片從光電門甲至乙所用時間t.改變光電門甲位置進行屢次測量，每次都使滑塊從同一點由靜止開始下滑，并用米尺測量甲、乙之間距離x，記下對應t值，所得數(shù)據(jù)以下表所表示．第15頁完成以下填空和作圖：(1)若滑塊所受摩擦力為一常量，滑塊加速度大小a、滑塊經(jīng)過光電門乙時瞬時速度vt、測量值x和t四個物理量之間所滿足關系式是________；第16頁第17頁第18頁[例3]某試驗小組利用如圖甲所表示試驗裝置來測量勻加速直線運動加速度．滑塊上左右端各有一個完全一樣遮光板．若光線被遮光板遮擋，光電傳感器會輸出高電平．滑塊在細線牽引下向左加速運動，遮光板1、2分別經(jīng)過光電傳感器時，經(jīng)過計算機能夠得到如圖乙所表示電平隨時間改變圖象．第19頁(1)試驗前，接通氣源，將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導軌上，輕推滑塊，則圖乙中t1、t2、t3、t4間滿足關系________，則說明氣墊導軌已經(jīng)水平．(2)如圖丙所表示，用游標卡尺測量遮光板寬度d，掛上鉤碼后，將滑塊由如圖甲所表示位置釋放，經(jīng)過光電傳感器和計算機得到圖象如圖乙所表示，若t1、