實驗探究小車速度隨時間變化的規(guī)律

實驗探究小車速度隨時間變化的規(guī)律第1頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六一、實驗步驟二、數(shù)據(jù)處理的方法三、誤差分析四、注意事項五、隨堂演練第2頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六1．實驗目的用打點計時器研究小車在重物牽引下的運動，探究小車速度隨時間的變化規(guī)律．2．進一步熟悉打點計時器的使用及紙帶的分析方法．3．會用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)．第3頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六一、實驗步驟1．如下圖所示，把附有滑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．把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪，下邊掛上鉤碼，把紙帶穿過打點計時器，并把紙帶的一端固定在小車的后面．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．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計時器處，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．第5頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六在測定勻變速直線運動加速度的實驗中，某同學操作中有以下實驗步驟：A．拉住紙帶，將小車移至靠近打點計時器處，先放開紙帶，再接通電源B．將打點計時器固定在平板上，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動F．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔第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寫在橫線上：________.答案：

(1)①A中應先通電，再放紙帶；②D中取下紙帶前應先斷開電源；③補充步驟G：換上新紙帶，重復三次；(2)步驟順序為：EBFCADG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、確定計數(shù)點并進行測量(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跡，找一個適當?shù)狞c作計時起點(0點)．(3)每5個點(相隔0.1s)取1個計數(shù)點進行測量(如下圖所示，相鄰兩點中間還有4個點未畫出)．第8頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六(2)設計表格并記錄相關數(shù)據(jù)位置編號012345時間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.作出小車運動的v－t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：描點時要用平行于兩坐標軸的虛線標明該點的位置坐標．(所描的點一般用“·”標明)(3)連線：用一條曲線或直線“擬合”這些點．仔細觀察所描各點的分布情況．用一條直線“擬合”這些點，即讓所畫的直線連接盡可能多的點，不能連接的點應均勻分布在直線兩側，舍棄離直線較遠的點．第10頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六4．實驗結論分析小車運動的v－t圖象，描述小車的運動速度隨時間的變化規(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動．圖象和縱坐標的交點表示開始計時時小車的速度—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)位移計算的瞬時速度有誤差測量各計數(shù)點到起始點的距離而不是直接測量相鄰計數(shù)點間距離系統(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，應使小車靠近打點計時器．2．先接通電源，等打點穩(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，當小車到達滑輪前及時用手按住它．5．牽引小車的鉤碼個數(shù)要適當，以免加速度過大而使紙帶上的點太少，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、七個計數(shù)點為宜．第12頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六6．要區(qū)別打點計時器打出的點與人為選取的計數(shù)點，一般在紙帶上每五個點取一個計數(shù)點，即時間間隔為T＝0.02×5s＝0.1s．要舍掉開頭過于密集的點，這樣誤差?。?．在坐標紙上畫v－t圖象時，注意坐標軸單位長度的選取要適當，應使圖線盡量分布在較大的坐標平面內(nèi).第13頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六【跟蹤發(fā)散】

1－1.關于用打點計時器“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗，以下說法正確的是(

)A．打點計時器應固定在長木板上靠近滑輪的一端B．開始實驗時小車應放在靠近打點計時器的位置C．應先啟動打點計時器，待打點穩(wěn)定后再釋放小車D．牽引小車的鉤碼質量越大越好答案：

BC第14頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六1．“研究勻變速直線運動”的實驗中，使用電磁打點計時器(所用交流電的頻率為50Hz)，得到如下圖所示的紙帶．圖中的點為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有四個點未畫出來，下列表述正確的是(

)A．實驗時應先放開紙帶再接通電源B．相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為0.1sC．從紙帶可求出計數(shù)點B對應的速率D．相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為0.02s答案：

BC第15頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六A．實驗時應先放開紙帶再接通電源B．相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為0.1sC．從紙帶可求出計數(shù)點B對應的速率D．相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為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．電磁打點計時器是只能記錄時間而不能記錄位移的儀器B．若電源頻率f＝50Hz，則每相鄰的兩個計數(shù)點之間的時間間隔為0.1sC．打B點時運動物體的速度vB＝0.20m/sD．本實驗也可以采用電火花計時器答案：

BD第18頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六5．(2010·廣東理綜)下圖是某同學在做勻變速直線運動實驗中獲得的一條紙帶．(1)已知打點計時器電源頻率為50Hz，則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為__________．(2)A、B、C、D是紙帶上四個計數(shù)點，每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出．從圖中讀出A、B兩點間距x＝__________；C點對應的速度是__________(計算結果保留三位有效數(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)學過的知識可以求出小車在B點的速度為vB＝________m/s.CE間的平均速度為________m/s；(2)以打B點時為計時起點，建立v－t坐標系如下圖所示．請在圖中作出小車運動的速度與時間的關系圖線；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，星期六打點計時器紙帶分析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逐差法的實質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在做“研究勻變速直線運動”的實驗中，由打點計時器得到表示小車運動過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數(shù)點的位移大小分別用s1、s2、s3、s4、s5、s6表示，相鄰計數(shù)點的時間間隔為T，則小車運動的加速度計算表達式為_________（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動。實驗中需要調(diào)整好儀器，接通打點計時器的電源，松開紙帶，使重物下落。打點計時器會在紙帶上打出一系列的小點。（1）為了測得重物下落的加速度，還需要的實驗器材有_____。（填入正確選項前的字母）A．天平B．秒表C．米尺（2）若實驗中所得到的重物下落的加速度值小于當?shù)氐闹亓铀俣戎?，而實驗操作與數(shù)據(jù)處理均無錯誤，寫出一個你認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“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，打點計時器使用的交流電的頻率為50Hz，記錄小車運動的紙帶如圖所示，在紙帶上選擇0、1、2、3、4、5的6個計數(shù)點，相鄰兩