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《实验:探究小车速度随时间变化的规律》匀变速直线运动的研究PPT课件
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《实验:探究小车速度随时间变化的规律》匀变速直线运动的研究PPT课件

第一部分内容:明确原理

一、实验思路

1.瞬时速度的计算:各计数点的瞬时速度可用该点前后一段时间内的平均速度来代替:vn=xn+xn+12T.

2.根据v-t图象判断运动性质:用描点法可作出小车的v-t图象,根据图象的形状可判断小车的运动性质.

3.加速度的计算:利用v-t图象的斜率求出小车的加速度.

二、实验器材

电磁打点计时器(或电火花计时器)、低压交流电源、导线、纸带、带滑轮的长木板、小车、钩码、细绳、复写纸片、刻度尺.

三、实验步骤

1.如图所示,把附有滑轮的长木板放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路.

2.把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边挂上钩码,把纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端固定在小车的后面.

3.把小车停在靠近打点计时器处,接通电源后,释放小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列小点.

4.换上新的纸带,重复实验两次.

5.增减所挂钩码,按以上步骤再做两次实验.

四、数据记录

1.纸带的选取:从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,且开头过于密集的点应舍掉,用纸带的后一段进行测量;若纸带上点与点之间的距离较小,可多个间隔取一个计数点.

2.数据的测量:如图所示,一般不是直接测量相邻两个计数点间的距离,而是先测量出各个计数点到计时零点间的距离x1、x2、x3、x4、x5,再计算出相邻的两个计数点间的距离.

Δx1=x1,Δx2=x2-x1,Δx3=x3-x2,Δx4=x4-x3,Δx5=x5-x4.

3.速度的计算:各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替.

4.设计表格并记录相关数据

将各计数点对应的时刻及相邻两计数点间的距离填入下表中,求出对应计数点的速度,并据此分析速度随时间的变化关系.

五、数据分析

1.作出小车运动的v-t图象

(1)建系:在坐标纸上建立直角坐标系,用横坐标轴表示时间,纵坐标轴表示速度.

(2)描点:在坐标纸上确定出各个坐标点的位置.

(3)连线:画一条直线,让这条直线通过尽可能多的点,不在线上的点均匀分布在直线的两侧,偏差比较大的点舍去,如图所示.

2.实验结论

(1)分析小车运动的v-t图象,描述小车的运动速度随时间的变化规律.

(2)据所画v-t图象求出小车运动的加速度a=Δv/Δt.

六、误差分析

1.木板的粗糙程度不同,摩擦不均匀.

2.根据纸带测量的位移有误差,从而计算出的瞬时速度有误差.

七、注意事项

1.开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器.

2.先接通电源,等打点稳定后,再释放小车.

3.打点完毕,立即断开电源.

4.为避免小车跟滑轮相碰,当小车到达滑轮前应及时用手按住.

5.选取一条点迹清晰的纸带,适当舍弃点密集部分,适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别),弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒.

6.在坐标纸上画v-t图象时,注意坐标轴单位长度的选取,应使图象尽量分布在较大的坐标平面内.

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实验探究小车速度随时间变化的规律PPT,第二部分内容:典例导读

对实验原理和实验操作的考查

(2019•呼和浩特期末)用打点计时器可测纸带运动的时间和位移.下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤,按照你对实验的理解,在各步骤空白处填上适当的内容,然后按实际操作的合理顺序,将各步骤的字母代号按顺序写在空白处.

A.在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线,导线的另一端分别接在低压________(选填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上.

B.把电磁打点计时器固定在桌子上,让纸带穿过___________,并压在________下面.

C.用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离Δx.

D.切断电源,取下纸带,如果共有n个清晰的点,则这段纸带记录的时间Δt=____________.

E.打开电源开关,再用手水平地拉动纸带,纸带上打下一系列小点.

F.利用公式v-=Δx/Δt计算纸带运动的平均速度.

实验步骤的合理顺序是____________.

对实验数据处理的考查

(2019•荔湾期末)某同学在探究小车速度随时间变化的规律时,对打出的一条纸带进行研究,从O点开始每5个打点取一个计数点(中间4个打点未画出,电源频率为50赫兹),计数点分别为A、B、C、D、E,该同学已求出各计数点对应的速度,其数值见下表. 

(1)根据以上数据在所给的坐标纸中作出小车的v-t图线(适当标出横、纵坐标刻度). 

(2)计数点O对应的速度为______m/s,加速度为_______m/s2.(结果保留两位有效数字)

规律总结

图象法处理数据时的两点注意

(1)作图时,要用平滑曲线将这些点连起来,要让尽可能多的点分布在线上,不在线上的点均匀分布在直线两侧,离线较远的点删去,注意不可用折线连接.

(2)利用v-t图象求加速度时,应选用直线上相距较远的两个点来求直线的斜率,即加速度.不能采用量出直线的倾斜角,然后求出其正切值的方法来计算加速度,因为该倾斜角还与坐标轴的标度有关.  

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