j實(shí)驗(yàn)探究小車速隨時(shí)間變化的規(guī)律

1、復(fù)習(xí)：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以測(cè)量什么物理量？ 位移 時(shí)間 （打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是測(cè)量位移與時(shí)間的儀器） 位移（用刻度尺測(cè)量）；時(shí)間（兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s） 通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶可以間接求什么物理量？可以求兩點(diǎn)間的平均速度某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度加速度。例smscmscmvv/2625. 1/25.126/202. 040. 145. 6132 smscmscmvv/025. 2/5 .202/202. 045. 655.14354 220/05.19/04. 0263. 1025. 2smsmtvvat 請(qǐng)根據(jù)紙帶給出的數(shù)據(jù)求出第請(qǐng)根據(jù)紙帶給出的數(shù)據(jù)求出第2 2個(gè)和第個(gè)和第4 4個(gè)點(diǎn)的個(gè)點(diǎn)的瞬時(shí)速度以及相應(yīng)

2、時(shí)間內(nèi)的平均加速度瞬時(shí)速度以及相應(yīng)時(shí)間內(nèi)的平均加速度一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車在重物牽引下的運(yùn)動(dòng)，探究小車速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)學(xué)生電源，刻度尺鉤碼小車細(xì)繩紙帶打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板二、實(shí)驗(yàn)步驟 木板平放，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定，連接好電路。 穿紙帶；掛鉤碼。 先接通電源，然后放開(kāi)小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打完一條后立即關(guān)閉電源。 換紙帶，加鉤碼，再做兩次。三實(shí)驗(yàn)注意點(diǎn)1固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)讓限位孔處在長(zhǎng)木板的中央位置 。2滑輪不能過(guò)高,細(xì)繩應(yīng)與木板平行.3小車應(yīng)由靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處開(kāi)始釋放，在撞擊長(zhǎng)木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動(dòng),防止小車從板上掉下來(lái)。4先 接

3、通電源，后 讓紙帶運(yùn)動(dòng)。5打點(diǎn)結(jié)束后立即關(guān)閉電源。7復(fù)寫(xiě)紙應(yīng)該壓在紙帶的上面。8小車另一端所掛的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng)，避免加速度過(guò)大而使紙帶上打的點(diǎn)太少，或加速度太小使各段位移無(wú)法區(qū)別，從而使誤差增大.處理紙帶舍掉開(kāi)頭過(guò)于密集的點(diǎn)，從清楚的點(diǎn)開(kāi)始,每五個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) ；取六個(gè)點(diǎn)，依次標(biāo)號(hào)為0，1，2，3，4，50.10s0.10s過(guò)于密集過(guò)于密集/ /不不清晰的點(diǎn)清晰的點(diǎn) 處理紙帶測(cè)量相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離時(shí)，為減小誤差，應(yīng)該選用長(zhǎng)的刻度尺還是短的？為什么？怎樣正確操作？處理紙帶x1x2x3x4x5應(yīng)該選用長(zhǎng)刻度尺。使用短尺測(cè)量時(shí)要不應(yīng)該選用長(zhǎng)刻度尺。使用短尺測(cè)量時(shí)要不斷移動(dòng)刻度尺，測(cè)量誤差多次累

4、積后可能斷移動(dòng)刻度尺，測(cè)量誤差多次累積后可能會(huì)變大。測(cè)量時(shí)，應(yīng)該用長(zhǎng)刻度尺與紙帶會(huì)變大。測(cè)量時(shí)，應(yīng)該用長(zhǎng)刻度尺與紙帶上各點(diǎn)對(duì)齊，并將其零刻度點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)計(jì)數(shù)起上各點(diǎn)對(duì)齊，并將其零刻度點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)計(jì)數(shù)起點(diǎn)，讀出各讀數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的刻度值，然后逐點(diǎn)，讀出各讀數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的刻度值，然后逐一相減，得出每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離的數(shù)值一相減，得出每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離的數(shù)值處理紙帶x1x2x3x4x5讀數(shù)時(shí)需要估讀，并標(biāo)明讀數(shù)時(shí)需要估讀，并標(biāo)明單位。單位。讀數(shù)時(shí)還應(yīng)該注意什么？讀數(shù)時(shí)還應(yīng)該注意什么？cm處理的紙帶例：求3這個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度： x x 4 4 - -x x 2 2v v3 3 = = v v24 24 = = = = 2 2

5、t tx x 2424 2 2t tt t為多少? ?x1x2x3x4x5怎樣計(jì)算各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度？例：求3這個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度： v v3 3 = = x x3 3 2 2t tt t為多少? ?怎樣操作可以更準(zhǔn)確的測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度？數(shù)據(jù)處理:列表法- - 0.201 0.280 0.432 0.355 0.512 增減所掛的鉤碼，或在小車上放置重物，再做兩次實(shí)驗(yàn)，填入上表標(biāo)有“v v2 2” ”和“v v3 3” ”的兩行。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)表格記錄算出來(lái)的各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度。數(shù)據(jù)處理:圖象法vt圖象可以更直觀的反映物體速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。你能根據(jù)列出的表格作出小車運(yùn)動(dòng)的vtvt圖象嗎？1、怎

6、樣建立坐標(biāo)系？2、怎樣確定坐標(biāo)軸的單位長(zhǎng)度？3、描點(diǎn)連線時(shí)要注意什么？根據(jù)最長(zhǎng)時(shí)間確定橫坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度，根據(jù)最大速度和最小速度確定縱坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度，使圖象分布在坐標(biāo)平面的大部分面積上。，要用鉛筆作圖，作圖時(shí)應(yīng)讓圖象連接盡可能多的點(diǎn)，不能連接的點(diǎn)應(yīng)分布在圖象兩側(cè)且點(diǎn)數(shù)大致相同，這樣做相當(dāng)于初中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中的取平均值，是減少偶然誤差的一種最簡(jiǎn)單的方法。1、怎樣建立坐標(biāo)系？2、怎樣確定坐標(biāo)軸的單位長(zhǎng)度？3、描點(diǎn)連線時(shí)要注意什么？t/sV/V/（msms-1-1）00.10.20.30.40.5 0.61.21.00.80.60.40.2t/sv/(m.s-1)位置0123456時(shí)間t/s00.10

7、.20.30.40.5 0.6V/（ms-1） 0.45 0.60 0.74 0.89 1.03 1.19實(shí)驗(yàn)測(cè)得一組數(shù)據(jù)如下，請(qǐng)畫(huà)出對(duì)應(yīng)的v- t圖象。描點(diǎn)時(shí)要力求準(zhǔn)確，描點(diǎn)時(shí)要力求準(zhǔn)確，點(diǎn)不要描得過(guò)于粗大。點(diǎn)不要描得過(guò)于粗大。應(yīng)該選擇什么線將應(yīng)該選擇什么線將這些點(diǎn)擬合起來(lái)？這些點(diǎn)擬合起來(lái)？怎樣擬合？怎樣擬合？思考 描出的點(diǎn)并非全分布在一條直線上，我們?yōu)槭裁从靡粭l直線擬合這些點(diǎn)？ 實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差是不可避免的，所以得到的點(diǎn)不可能嚴(yán)格地處在一條直線上，會(huì)有偏差。我們可以這樣認(rèn)為，如果沒(méi)有誤差，這些點(diǎn)都分布在一條直線的概率非常大。所以我們選擇用直線擬合這些點(diǎn)。思考若某個(gè)點(diǎn)明顯偏離直線，可能是什么原

8、因及怎樣處理？思考從圖上可以看出小車的速度隨時(shí)間怎樣變化？小車的速度隨時(shí)間均勻增加。即小車在做勻加速直線運(yùn)動(dòng)?！皵M合”圖象：從點(diǎn)的分布可以有很大把握地說(shuō)這些點(diǎn)應(yīng)該在一條直線上，畫(huà)出一條直線，讓盡可能多的點(diǎn)處在這條直線上，其余均勻分布，去掉偏差太大的點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)可能是操作失誤造成的。數(shù)據(jù)處理:圖象法如何利用v I t圖求加速度從圖表中任意取兩組數(shù)據(jù)求出v 和t ，然后代入 求解。v va a = = t t 位置位置0 01 12 23 34 45 56 6時(shí)間時(shí)間t/st/s0 00.10.10.20.20.30.30.40.40.50.50.60.6V/V/（msms-1-1）0.450.45

9、 0.600.60 0.740.74 0.890.89 1.031.03 1.191.19如何利用v I t圖求加速度00.10.20.30.40.5 0.61.21.00.80.60.40.2t/sv/(m.s-1)tv在v t 圖象上取一段時(shí)間t（盡量取大一些），找出t 對(duì)應(yīng)的v ，代入 求解。v va a = = t t 取任意兩組數(shù)據(jù)求出v和t，然后代入a=vt求解。 在vt圖象上取一段時(shí)間t（盡量取大一些），找出兩個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值求出v，代入a=vt求解。 有的同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出的v- t圖象，量出其傾角，由公式a=tan求出加速度。你認(rèn)為這種方法正確嗎？在物理圖象中，兩坐標(biāo)軸的

10、分度大小往往是不相等的，根據(jù)同一組數(shù)據(jù)，可以畫(huà)出傾角不同的許多圖象。故這種方法是錯(cuò)誤的。思考 有的同學(xué)依次算出通過(guò)連續(xù)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的加速度，再出這些加速度的平均值作為小車的加速度。你認(rèn)為這種方法真的能減小偶然誤差嗎？不能！我們可以證明這種算法計(jì)算出來(lái)的加速度實(shí)際上也僅由始末兩個(gè)速度決定，偶然誤差也較大。思考tnvvntvvtvvtvvnaaaannnn 01120121 )(.)()( .思考 紙帶上零時(shí)刻的速度和末速度如何求？ （根據(jù)圖象來(lái)求，這樣可以減小誤差）思考 如果沒(méi)有鉤碼？你有什么辦法可以讓小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)？Excel繪制V-t圖象可以?？梢?。剪下的紙條長(zhǎng)度表示剪下的紙條長(zhǎng)度表示0

11、.1 s0.1 s時(shí)間內(nèi)位移大時(shí)間內(nèi)位移大小，可近似認(rèn)為速度小，可近似認(rèn)為速度 . . vxvx，紙，紙條長(zhǎng)度可認(rèn)為表示速度條長(zhǎng)度可認(rèn)為表示速度 問(wèn)題與練習(xí)問(wèn)題與練習(xí) P P3333 /3 /3實(shí)例探究1、在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，算出小車經(jīng)過(guò)各計(jì)數(shù)點(diǎn)瞬時(shí)速度如下 計(jì)數(shù)點(diǎn)序號(hào)123456計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻（s）0.100.200.300.400.500.60通過(guò)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度（cms）44.062.081.0100.0110.0168.0為了計(jì)算加速度，合理的方法是（為了計(jì)算加速度，合理的方法是（ ） A根據(jù)任意兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度用公式算出加速度B根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出vt圖，量出其傾角，由公式a =

12、tg求出加速度C根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出vt圖，由圖線上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的速度、時(shí)間，用公式算出加速度D依次算出通過(guò)連續(xù)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的加速度，算出平均值作為小車的加速度 分析：方法A偶然誤差較大。方法D實(shí)際上也僅由始末兩個(gè)速度決定，偶然誤差也比較大，只有利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出對(duì)應(yīng)的vt圖，才可充分利用各次測(cè)量數(shù)據(jù)，減少偶然誤差。由于在物理圖象中，兩坐標(biāo)軸的分度大小往往是不相等的，根據(jù)同一組數(shù)據(jù)，可以畫(huà)出傾角不同的許多圖線，方法B是錯(cuò)誤的。正確的方法是根據(jù)圖線找出不同時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的速度值，然后利用公式算出加速度，即方法 C。答案C 2、在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)操作以下實(shí)驗(yàn)步驟:( ) A拉住紙帶，

13、將小車移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，釋放紙帶后再接通電源。 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(guò)定滑輪，下面吊著適當(dāng)重的鉤碼 D取下紙帶然后斷開(kāi)電源,. E將平板一端抬高，輕推小車，使小車能在平板上做勻速運(yùn)動(dòng) F將紙帶固定在小車尾部，并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔 將以上步驟完善后寫(xiě)出合理的步驟順序。 （1）問(wèn)A中應(yīng)先通電，再放紙帶。 （2）D中取下紙帶前應(yīng)先斷開(kāi)電源。 （3）補(bǔ)充步驟G：換上新紙帶，重復(fù)三次。 步驟順序?yàn)椋築FECADG解析 2、在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)操作以下實(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，先接通電源，再放紙帶。

14、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(guò)定滑輪，下面吊著適當(dāng)重的鉤碼 D先斷開(kāi)電源,再取下紙帶. E將平板一端抬高，輕推小車，使小車能在平板上做勻速運(yùn)動(dòng) F將紙帶固定在小車尾部，并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔 G：換上新紙帶，重復(fù)三次。BFECADG用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶只能測(cè)定短距離過(guò)程中的速度，若要測(cè)定長(zhǎng)距離過(guò)程中的速度，如測(cè)定某人在走路過(guò)程中的速度就不能用以上兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器了有人設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)易的“滴水計(jì)時(shí)器”，就可以粗略地測(cè)定人在走路過(guò)程中的速度取一只飲料瓶，用縫衣針在瓶底鉆一適當(dāng)大小的小孔，在瓶中灌滿水，用手提著，使水均勻滴出(如下圖所示

15、)實(shí)驗(yàn)中可用旋松、旋緊瓶蓋的方法開(kāi)、關(guān)計(jì)時(shí)器【解析】(1)從某滴水滴下(記為第一滴)開(kāi)始計(jì)時(shí)，用秒表測(cè)出滴n滴水的總時(shí)間t(n取30或50)，則計(jì)時(shí)器的滴水周期為T(mén) .(2)起跑階段滴在跑道上的水滴之間的距離越來(lái)越大，表明做加速運(yùn)動(dòng)；中間階段水滴之間的距離較大且近似相等，表明做速度較大的勻速運(yùn)動(dòng)；通過(guò)終點(diǎn)后水滴之間的距離越來(lái)越小，表明做減速運(yùn)動(dòng)(3)取勻速步行時(shí)滴水計(jì)時(shí)器滴在地上的N個(gè)清晰的滴水點(diǎn)，用卷尺測(cè)出這N個(gè)點(diǎn)之間的距離x，再除以滴這N滴水所用時(shí)間，則為步行時(shí)的速度為 【答案】見(jiàn)解析 小結(jié)：小結(jié)：1、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用2、紙帶數(shù)據(jù)處理 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不能長(zhǎng)時(shí)間地持續(xù)工作，所以，當(dāng)小車停止下來(lái)時(shí)

16、，一定要及時(shí)關(guān)閉電源。 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，雖然操作方法等都正確，但還是有可能存在不穩(wěn)定因素使得打點(diǎn)不理想，處理數(shù)據(jù)時(shí)要挑選出合理的紙帶。 實(shí)驗(yàn)不同于仿真和理想化的模型，誤差不可避免，描點(diǎn)以后進(jìn)行連線時(shí)，讓盡可能多的點(diǎn)靠近連線就行，在誤差允許的范圍內(nèi)同樣可以驗(yàn)證速度與時(shí)間的線性關(guān)系。3、圖象描繪一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車在重物牽引下的運(yùn)動(dòng)，探究小車速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。三實(shí)驗(yàn)注意點(diǎn)1固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)讓限位孔處在長(zhǎng)木板的中央位置 。2滑輪不能過(guò)高,細(xì)繩應(yīng)與木板平行.3小車應(yīng)由靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處開(kāi)始釋放，在撞擊長(zhǎng)木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動(dòng),防止小車從板上掉下來(lái)。4先 接通電源，后 讓紙帶運(yùn)動(dòng)。5打點(diǎn)結(jié)束后立即關(guān)閉電源。處理紙帶x1x2x3x4x5讀數(shù)時(shí)需要估讀，并標(biāo)明讀數(shù)時(shí)需要估讀，并標(biāo)明單位。單位。讀數(shù)時(shí)還應(yīng)該注意什么？讀數(shù)時(shí)還應(yīng)該注意什么？cm思考 描出的點(diǎn)并非全分布在一條直線上，我們?yōu)槭裁从靡粭l直線擬合這些點(diǎn)？ 實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差是不可避免的，所以得到的點(diǎn)不可能嚴(yán)格地處在一條直線上，會(huì)有偏差。我們可以這樣認(rèn)為，如果沒(méi)有誤差，這些點(diǎn)都分布在一條直線的概率非常大。所以我們選擇用直線擬合這些點(diǎn)。 取任意兩組