《實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律》勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究PPT

《實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律》勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究PPT

第一部分內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．鞏固對(duì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用及利用紙帶求瞬時(shí)速度。

2．學(xué)會(huì)用實(shí)驗(yàn)探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，學(xué)會(huì)用v­t圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

3．探究小車在重物牽引下運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。

實(shí)驗(yàn)原理

1．利用紙帶計(jì)算瞬時(shí)速度：以紙帶上某點(diǎn)為中間時(shí)刻取一小段位移，用這段位移的平均速度表示這點(diǎn)的瞬時(shí)速度。

2．用v­t圖像表示小車的運(yùn)動(dòng)情況：以速度v為縱軸、時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，用描點(diǎn)法畫出小車的v­t圖像，圖線的傾斜程度表示加速度的大小，如果v­t圖像是一條傾斜的直線，說明小車的速度是隨時(shí)間均勻變化的。

實(shí)驗(yàn)器材

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、交流電源、紙帶、一端帶有滑輪的長(zhǎng)鋁板、小車、細(xì)繩、槽碼、刻度尺、坐標(biāo)紙。

實(shí)驗(yàn)步驟

1．如圖所示，把一端帶有滑輪的長(zhǎng)鋁板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)鋁板沒有滑輪的一端，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，下面掛上適當(dāng)?shù)牟鄞a，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的另一端固定在小車的后面。

3．把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置，先接通電源，后釋放小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一行小點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源。

4．換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。

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實(shí)驗(yàn)探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律PPT，第二部分內(nèi)容：數(shù)據(jù)處理

1．測(cè)量并記錄數(shù)據(jù)

(1)從幾條紙帶中選擇一條點(diǎn)跡最清晰的。為了便于測(cè)量，舍掉開頭一些過于密集的點(diǎn)，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)(0點(diǎn))，每5個(gè)點(diǎn)(相隔0.1 s)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，如圖所示(相鄰兩點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出)。標(biāo)明0、1、2、3、4、…，測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離x，并記錄填入表中。

(2)分別計(jì)算出相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的位移x1、x2、x3、…。

(3)用一段時(shí)間內(nèi)的平均速度代替這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，即vn＝xn＋xn＋12T。例如，圖中計(jì)數(shù)點(diǎn)4的速度v4＝x4＋x52T。并將求得的各計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5的瞬時(shí)速度填入表格中。

2．作出v­t圖像分析運(yùn)動(dòng)規(guī)律

(1)在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系，橫軸表示時(shí)間，縱軸表示速度，并根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)。

(2)畫一條直線，讓這條直線通過盡可能多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，偏差比較大的點(diǎn)忽略不計(jì)，如圖所示。

(3)觀察所得到的直線，分析物體的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。

(4)根據(jù)v­t圖像求出小車運(yùn)動(dòng)的加速度a＝ΔvΔt。

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實(shí)驗(yàn)探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律PPT，第三部分內(nèi)容：考點(diǎn)學(xué)習(xí)

考點(diǎn)一   實(shí)驗(yàn)原理與操作

[典例1]　在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)操作的實(shí)驗(yàn)步驟如下，找出錯(cuò)誤或遺漏的步驟(遺漏步驟可編上序號(hào)F、G、…)：

A．拉住紙帶，將小車移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處放開紙帶，再接通電源

B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上，并接好電路

C．把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過定滑輪，下面吊著適當(dāng)重的鉤碼

D．取下紙帶

E．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔

[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]

1．某同學(xué)按如圖所示裝置做“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)。

(1)圖中儀器A叫做________打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，使用220 V________

(填“交流”或“直流”)電源，釋放小車前，小車應(yīng)停在________(填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)儀器A的位置。

(2)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器分析小車運(yùn)動(dòng)情況的實(shí)驗(yàn)中，有以下基本步驟：

A．松開紙帶讓小車帶著紙帶運(yùn)動(dòng)

B．穿好紙帶

C．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定好

D．接通電源進(jìn)行打點(diǎn)

以上步驟的正確順序是____________。

考點(diǎn)二  數(shù)據(jù)處理和誤差分析

[典例2]　(2018•山東6月合格考)在利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，選取便于測(cè)量的部分進(jìn)行研究，把計(jì)時(shí)起點(diǎn)標(biāo)為0，往后再每隔4個(gè)點(diǎn)標(biāo)定一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)以1、2、3、4、5、6、7，如圖所示。

(1)已知相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T,1、2兩點(diǎn)之間的距離為x2,2、3兩點(diǎn)之間的距離為x3，則打下計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)小車的瞬時(shí)速度為________。

(2)該同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算出小車的速度并記入表中。請(qǐng)?jiān)趫D中的坐標(biāo)紙上，根據(jù)表中數(shù)據(jù)作出小車運(yùn)動(dòng)的v­t圖像；由圖像可求得小車加速度的大小a＝________m/s2。

[關(guān)鍵點(diǎn)撥]

數(shù)據(jù)處理的規(guī)范要求

(1)處理紙帶時(shí)，一定要分清計(jì)時(shí)點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)，搞清計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T。

(2)明確坐標(biāo)軸的意義并選取合適標(biāo)度，既要把數(shù)據(jù)標(biāo)注在坐標(biāo)系中，又要?jiǎng)蚍Q直觀，合理分布，大小適中。

(3)如果坐標(biāo)系中的數(shù)據(jù)點(diǎn)大致落在一條直線上，作圖線時(shí)應(yīng)使盡可能多的點(diǎn)落在直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線兩側(cè)；如果圖線是曲線，要用平滑的曲線連接各點(diǎn)。

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