實(shí)驗(yàn)探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律

實(shí)驗(yàn)探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律第1頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六一、實(shí)驗(yàn)步驟二、數(shù)據(jù)處理的方法三、誤差分析四、注意事項(xiàng)五、隨堂演練第2頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠么螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車在重物牽引下的運(yùn)動，探究小車速度隨時(shí)間的變化規(guī)律．2．進(jìn)一步熟悉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用及紙帶的分析方法．3．會用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．第3頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六一、實(shí)驗(yàn)步驟1．如下圖所示，把附有滑輪的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路．2．把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上鉤碼，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的一端固定在小車的后面．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源．第4頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六3．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，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一列小點(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)．第5頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六在測定勻變速直線運(yùn)動加速度的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)操作中有以下實(shí)驗(yàn)步驟：A．拉住紙帶，將小車移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先放開紙帶，再接通電源B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上，并接好電路C．把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下面吊著適當(dāng)重的鉤碼D．取下紙帶E．將平板一端抬高，輕推小車，使小車能在平板上做加速運(yùn)動F．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔第6頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六(1)其中錯誤或遺漏的步驟有(遺漏步驟可編上序號G、H…)________．(2)將以上步驟完善并按合理順序?qū)懺跈M線上：________.答案：

(1)①A中應(yīng)先通電，再放紙帶；②D中取下紙帶前應(yīng)先斷開電源；③補(bǔ)充步驟G：換上新紙帶，重復(fù)三次；(2)步驟順序?yàn)椋篍BFCADG第7頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六二、數(shù)據(jù)處理的方法1．選取紙帶、確定計(jì)數(shù)點(diǎn)并進(jìn)行測量(1)在三條紙帶中選擇一條最清晰的紙帶．(2)為了便于測量，一般舍掉開頭一些過于密集的點(diǎn)跡，找一個適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)(0點(diǎn))．(3)每5個點(diǎn)(相隔0.1s)取1個計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測量(如下圖所示，相鄰兩點(diǎn)中間還有4個點(diǎn)未畫出)．第8頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六(2)設(shè)計(jì)表格并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)位置編號012345時(shí)間t/s00.10.20.30.40.5x/mv/(m·s－1)第9頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六3.作出小車運(yùn)動的v－t圖象(1)定標(biāo)度：坐標(biāo)軸的標(biāo)度選取要合理，應(yīng)使圖象大致分布在坐標(biāo)平面中央．(2)描點(diǎn)：描點(diǎn)時(shí)要用平行于兩坐標(biāo)軸的虛線標(biāo)明該點(diǎn)的位置坐標(biāo)．(所描的點(diǎn)一般用“·”標(biāo)明)(3)連線：用一條曲線或直線“擬合”這些點(diǎn)．仔細(xì)觀察所描各點(diǎn)的分布情況．用一條直線“擬合”這些點(diǎn)，即讓所畫的直線連接盡可能多的點(diǎn)，不能連接的點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線兩側(cè)，舍棄離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)．第10頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六4．實(shí)驗(yàn)結(jié)論分析小車運(yùn)動的v－t圖象，描述小車的運(yùn)動速度隨時(shí)間的變化規(guī)律．如果畫出的v－t圖象是一條傾斜的直線，說明小車做速度均勻變化的直線運(yùn)動．圖象和縱坐標(biāo)的交點(diǎn)表示開始計(jì)時(shí)時(shí)小車的速度—初速度．產(chǎn)生原因減小方法偶然誤差根據(jù)紙帶測量的位移有誤差，知根據(jù)位移計(jì)算的瞬時(shí)速度有誤差測量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離而不是直接測量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離系統(tǒng)誤差木板的粗糙程度不完全相同盡量選用各處粗糙程度均勻的木板第11頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六1．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．取下紙帶前，先斷開電源．4．要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，當(dāng)小車到達(dá)滑輪前及時(shí)用手按住它．5．牽引小車的鉤碼個數(shù)要適當(dāng)，以免加速度過大而使紙帶上的點(diǎn)太少，或者加速度太小，而使各段位移無多大差別，從而使測量誤差增大，加速度的大小以能在50cm長的紙帶上清楚地取得六、七個計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜．第12頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六6．要區(qū)別打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，一般在紙帶上每五個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，即時(shí)間間隔為T＝0.02×5s＝0.1s．要舍掉開頭過于密集的點(diǎn)，這樣誤差?。?．在坐標(biāo)紙上畫v－t圖象時(shí)，注意坐標(biāo)軸單位長度的選取要適當(dāng)，應(yīng)使圖線盡量分布在較大的坐標(biāo)平面內(nèi).第13頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六【跟蹤發(fā)散】

1－1.關(guān)于用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，以下說法正確的是(

)A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)固定在長木板上靠近滑輪的一端B．開始實(shí)驗(yàn)時(shí)小車應(yīng)放在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置C．應(yīng)先啟動打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車D．牽引小車的鉤碼質(zhì)量越大越好答案：

BC第14頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六1．“研究勻變速直線運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)中，使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(所用交流電的頻率為50Hz)，得到如下圖所示的紙帶．圖中的點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個點(diǎn)未畫出來，下列表述正確的是(

)A．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先放開紙帶再接通電源B．相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1sC．從紙帶可求出計(jì)數(shù)點(diǎn)B對應(yīng)的速率D．相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s答案：

BC第15頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六A．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先放開紙帶再接通電源B．相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1sC．從紙帶可求出計(jì)數(shù)點(diǎn)B對應(yīng)的速率D．相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s答案：

BC第16頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六答案：

C第17頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六A．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是只能記錄時(shí)間而不能記錄位移的儀器B．若電源頻率f＝50Hz，則每相鄰的兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1sC．打B點(diǎn)時(shí)運(yùn)動物體的速度vB＝0.20m/sD．本實(shí)驗(yàn)也可以采用電火花計(jì)時(shí)器答案：

BD第18頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六5．(2010·廣東理綜)下圖是某同學(xué)在做勻變速直線運(yùn)動實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶．(1)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz，則紙帶上打相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為__________．(2)A、B、C、D是紙帶上四個計(jì)數(shù)點(diǎn)，每兩個相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個點(diǎn)沒有畫出．從圖中讀出A、B兩點(diǎn)間距x＝__________；C點(diǎn)對應(yīng)的速度是__________(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)．答案：

(1)0.02s

(2)0.68～0.72cm

0.100m/s第19頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六(1)根據(jù)學(xué)過的知識可以求出小車在B點(diǎn)的速度為vB＝________m/s.CE間的平均速度為________m/s；(2)以打B點(diǎn)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，建立v－t坐標(biāo)系如下圖所示．請?jiān)趫D中作出小車運(yùn)動的速度與時(shí)間的關(guān)系圖線；第20頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六(3)根據(jù)圖線可得小車運(yùn)動的加速度為________m/s2.第21頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶分析x6x5x4x3x2x1Δx=aT2逐差法求加速度x4-x1=x4–x3+x3–x2+x2-x1=3a1T2x5-x2=3a2T2x6-x3=3a3T2a=(a1+a2+a3)／3=[(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3)]／(3T)2逐差法的實(shí)質(zhì)是將紙帶分為兩大段處理。第22頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六下圖為某同學(xué)在做“研究勻變速直線運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)中，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到表示小車運(yùn)動過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的位移大小分別用s1、s2、s3、s4、s5、s6表示，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T，則小車運(yùn)動的加速度計(jì)算表達(dá)式為_________（用符號表示，不需加單位）.第23頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六利用圖中所示的裝置可以研究自由落體運(yùn)動。實(shí)驗(yàn)中需要調(diào)整好儀器，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，松開紙帶，使重物下落。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器會在紙帶上打出一系列的小點(diǎn)。（1）為了測得重物下落的加速度，還需要的實(shí)驗(yàn)器材有_____。（填入正確選項(xiàng)前的字母）A．天平B．秒表C．米尺（2）若實(shí)驗(yàn)中所得到的重物下落的加速度值小于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎?，而?shí)驗(yàn)操作與數(shù)據(jù)處理均無錯誤，寫出一個你認(rèn)為可能引起此誤差的原因：____________________________________________。第24頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電的頻率為50Hz，記錄小車運(yùn)動的紙帶如圖所示，在紙帶上選擇0、1、2、3、4、5的6個計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩