廣西賓陽中學2013屆高三物理階段復習 2.1 實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律課件 新人教版

1、1 實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律,一、實驗目的 1.鞏固打點計時器的使用、紙帶數據處理和測量瞬時速度的方法。 2.通過實驗探究，體驗如何從實驗中獲取數據，學會利用圖象處理實驗數據的科學方法。 3.分析小車在鉤碼牽引下速度隨時間變化的規(guī)律。,二、實驗原理 在時間間隔很短的情況下，某點的瞬時速度可用一段時間內的平均速度表示，計算出某些時刻的瞬時速度，作出小車運動的速度-時間圖象，判斷小車速度是否均勻變化。 三、實驗器材 電火花計時器(或電磁打點計時器)、電源、導線、復寫紙、紙帶、一端帶有滑輪的長木板、小車、細繩、鉤碼、刻度尺、坐標紙。,四、實驗過程 1.實驗步驟 (1)如圖所示，把一端附有滑

2、輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路。,(2)將一條細繩拴在小車上，將細繩跨過滑輪，下邊掛上適當的鉤碼，使紙帶穿過打點計時器，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計時器處，先接通電源，后釋放小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一列小點。 (4)換上新的紙帶，重復實驗兩次。 (5)增減所掛鉤碼，按以上步驟再做兩次實驗。,2.數據處理 (1)表格法。 從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開始一些比較密集的點，在后面便于測量的地方找一個開始點，作為計數始點，以后依次每五個點取一個計數點，并標明0、1、2

3、、3、4測量各計數點到0點的距離x，并填入表中。,分別計算出與所求點相鄰的兩計數點之間的距離x1、x2、x3 利用某點的瞬時速度等于以它為中間時刻的一小段時間內的平均速度，求得各計數點1、2、3、4、5的瞬時速度，填入表格中。 根據表格中的數據，分析小車速度隨時間變化的規(guī)律。,(2)圖象法。 在坐標紙上建立直角坐標系，橫軸表示時間，縱軸表示速度，并根據表格中的數據在坐標系中描點。 畫一條直線，讓這條直線通過盡可能多的點，不在直線上的點均勻分布在直線的兩側，偏差比較大的點舍棄不用，如圖所示。 觀察所得到的直線，分析小車速度隨時間變化的規(guī)律。,【知識點撥】 實驗注意事項 (1)打點計時器紙帶限位器

4、要與長木板的中心線對齊后再固定在長木板上，使紙帶、小車、細繩和定滑輪在一條直線上。 (2)牽引小車的鉤碼質量應在25 g100 g為宜。若無鉤碼，也可以用沙子和小桶代替鉤碼，還可以用帶蓋小塑料瓶代替小桶。 (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，計時器工作穩(wěn)定后，再釋放小車，當小車停止運動時及時斷開電源。,(5)測量長度時要用長刻度尺對齊各計數點，在不移動刻度尺的前提下，讀出各計數點對應的刻度值，然后求得各相鄰計數點間的長度值，避免測量誤差的積累。 (6)在坐標紙上畫v-t圖象時，注意坐標軸單位長度的選取，使圖象分布在坐標平面的大部分面積上。 (7)畫v-t圖象時，不

5、能用折線將坐標系中所描繪的點連接起來，而應該用一條平滑曲線(或直線)來“擬合”坐標系上所描出的點。當曲線不能通過所有點時，應使點均勻分布在曲線兩側。,【知識點撥】 實驗誤差的來源 (1)使用電磁打點計時器測小車的運動速度,多處摩擦會影響小車的運動,使用電火花計時器可較好地避免這些摩擦。 (2)所使用的電源頻率不穩(wěn)定,導致計時誤差。 (3)紙帶上計數點間距離的測量帶來偶然誤差，從而使計算出的瞬時速度有誤差。 (4)長木板各處的摩擦不均勻。 (5)作出的v-t圖線不準確。,【規(guī)律方法】 有關“實驗器材”“數據處理”的總結 (1)打點計時器相鄰兩點的時間間隔相同，因此打點計時器具有計時作用，常用于探

6、究有關運動的實驗。 (2)圖象法處理數據直觀、精確，因而在數據處理中應優(yōu)先選用。 (3)在用圖象法處理數據時，應使盡可能多的點跡落在圖線上，不在圖線上的點應盡可能對稱分布在圖線兩側；圖線應光滑，不可有折線。,1.開始釋放小車時為何要求小車靠近打點計時器？打點完畢后為何要及時斷開電源？ 提示：開始釋放小車時，使小車靠近打點計時器，這樣才能充分利用紙帶，從紙帶的一端開始打點，而不至于從紙帶中間開始打點，甚至打不上點。打點完畢，立即斷開電源，可以保護打點計時器，若使用電磁打點計時器，還可以防止復寫紙因局部打點次數過多而損壞。,2.計時點和計數點一樣嗎？一般如何選取計數點？這樣選取的目的是什么？ 提示

7、：人為選取的計數點和打點計時器打出的計時點不一樣，相鄰兩計數點間還有計時點。一般在紙帶上每隔4個點取一個計數點，即時間間隔為t=0.025 s=0.1 s。這樣選取的目的是便于測量和計算。,3.參看實驗步驟(2)中：“使細繩跨過滑輪，下邊掛上適當的鉤碼”其中，你對“適當的鉤碼”如何理解? 提示：鉤碼的個數決定小車所受的牽引力，小車在不同牽引力作用下的運動不同，若鉤碼個數過多，則在紙帶上打的點過少，若鉤碼個數過少，則在紙帶上打的點過密，這兩種情況都不利于進行實驗數據的分析。所以掛適當的鉤碼的目的是使紙帶受適中的拉力，從而使紙帶運動的速度適中，紙帶上的點疏密適中。,實驗步驟 【典例1】在“探究小車

8、速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，按照實驗進行的先后順序，將下列步驟的代號填在橫線上_。 A.把穿過打點計時器的紙帶固定在小車的后面 B.把打點計時器固定在長木板的沒有滑輪的一端，并連好電路 C.換上新的紙帶，再重復做兩次 D.把長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面,E.使小車停在靠近打點計時器處，接通電源，放開小車，讓小車運動 F.把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下邊掛上合適的鉤碼 G.斷開電源，取下紙帶,【思路點撥】熟悉“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的操作流程是解答此類問題的關鍵。,【解析】正確的實驗步驟是：把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的一端，

9、并連好電路，把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，另一端掛上合適的鉤碼，把穿過打點計時器的紙帶固定在小車后面，使小車停在靠近打點計時器處，先接通電源，再放開小車，讓小車運動，打完一條紙帶，斷開電源取下紙帶，換上新的紙帶，重復做兩次。故正確順序是DBFAEGC。 答案：DBFAEGC,實驗數據處理 【典例2】(2012西寧高一檢測)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，如圖所示為記錄小車運動情況的一條紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數點，相鄰計數點間的時間間隔T0.1 s。,(1)計算D、C、B各點的瞬時速度，vD_ m/s，vC _ m/s，vB _ m/s。 (2)在如圖所示坐標系

10、中作出小車的v- 圖象，并根據圖象求出a _。 (3)將圖線延長與縱軸相交，交點的速 度是_，此速度的物理意義是 _。,【解析】(1)若時間較小，平均速度可以代替某點的瞬時速度。 D點的瞬時速度 =390 cm/s=3.9 m/s C點的瞬時速度 =264 cm/s=2.64 m/s B點的瞬時速度 =138 cm/s=1.38 m/s (2)由(1)中數據作出小車的v-t圖象如圖所 示，由圖線的斜率可求得它的平均加速度 (3)將圖線延長后，與縱軸的交點的速度約 是v=0.12 m/s，它表示小車經過A點時的速度。,答案：(1)3.9 2.64 1.38 (2)圖見解析 12.6 m/s2 (3)0.12 m/s 小車經過A點時的速度,