實(shí)驗(yàn)一 研究勻變速直線運(yùn)動課件

1、實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 研究勻變速直線運(yùn)動研究勻變速直線運(yùn)動【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹俊緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹? 1練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)會用打點(diǎn)紙帶研究小練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)會用打點(diǎn)紙帶研究小車的運(yùn)動情況車的運(yùn)動情況2 2會利用打點(diǎn)紙帶求勻變速直線運(yùn)動的速度、加會利用打點(diǎn)紙帶求勻變速直線運(yùn)動的速度、加速度速度3 3能畫出小車運(yùn)動的能畫出小車運(yùn)動的v vt t圖象，根據(jù)圖象求加速圖象，根據(jù)圖象求加速度度基礎(chǔ)要點(diǎn)整合基礎(chǔ)要點(diǎn)整合【實(shí)驗(yàn)原理】【實(shí)驗(yàn)原理】1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(1)作用：計(jì)時(shí)儀器，當(dāng)所用交流電源的頻率作用：計(jì)時(shí)儀器，當(dāng)所用交流電源的頻率f50 Hz時(shí)，每隔時(shí)，每隔0.02 s打一次點(diǎn)打一次點(diǎn)2處理紙帶數(shù)據(jù)時(shí)區(qū)分計(jì)時(shí)

2、點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)處理紙帶數(shù)據(jù)時(shí)區(qū)分計(jì)時(shí)點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)計(jì)時(shí)點(diǎn)是指打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的點(diǎn)計(jì)數(shù)點(diǎn)計(jì)時(shí)點(diǎn)是指打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的點(diǎn)計(jì)數(shù)點(diǎn)是指測量和計(jì)算時(shí)在紙帶上所選取的點(diǎn)，要注意是指測量和計(jì)算時(shí)在紙帶上所選取的點(diǎn)，要注意“每每5個(gè)個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”與與“每隔每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”取點(diǎn)方取點(diǎn)方法是一樣的法是一樣的3判斷物體的運(yùn)動是否為勻變速直線運(yùn)動的方法判斷物體的運(yùn)動是否為勻變速直線運(yùn)動的方法(1)沿直線運(yùn)動的物體在連續(xù)相等時(shí)間沿直線運(yùn)動的物體在連續(xù)相等時(shí)間T內(nèi)的位移分內(nèi)的位移分別為別為x1、x2、x3、x4、，若，若xx2x1x3x2x4x3，則說明物體在做勻變速直線運(yùn)動

3、，且，則說明物體在做勻變速直線運(yùn)動，且xaT2.(2)利用利用“平均速度法平均速度法”確定多個(gè)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，作確定多個(gè)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，作出物體運(yùn)動的出物體運(yùn)動的vt圖象若圖象若vt圖線是一條傾斜的直線，圖線是一條傾斜的直線，則說明物體的速度隨時(shí)間均勻變化，即做勻變速直線運(yùn)則說明物體的速度隨時(shí)間均勻變化，即做勻變速直線運(yùn)動動【實(shí)驗(yàn)器材】【實(shí)驗(yàn)器材】打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、一端附有定滑輪的長木板、小打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、一端附有定滑輪的長木板、小車、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、電源車、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、電源【實(shí)驗(yàn)過程】【實(shí)驗(yàn)過程】一、實(shí)驗(yàn)步驟一、實(shí)驗(yàn)步驟1 1把附有滑輪的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪把附有滑輪的長木

4、板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上沒有滑輪的一伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路端，連接好電路2把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，下邊把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把它的一掛上合適的鉤碼，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把它的一端固定在小車的后面調(diào)節(jié)滑輪的高度，使細(xì)繩與木板端固定在小車的后面調(diào)節(jié)滑輪的高度，使細(xì)繩與木板平行實(shí)驗(yàn)裝置如圖實(shí)平行實(shí)驗(yàn)裝置如圖實(shí)2所示，放手后，看小車能否所示，放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行在木板上平穩(wěn)地加速滑行3把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源后，把小車停

5、在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源后，后放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙后放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，取下紙帶，換上新紙帶，重復(fù)三帶上打下一系列的點(diǎn)，取下紙帶，換上新紙帶，重復(fù)三次次4從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭比較密集的點(diǎn)，在后面便于測量的地方找一個(gè)開始開頭比較密集的點(diǎn)，在后面便于測量的地方找一個(gè)開始點(diǎn)，以后依次每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，確定好計(jì)數(shù)始點(diǎn)，點(diǎn)，以后依次每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，確定好計(jì)數(shù)始點(diǎn)，并標(biāo)明并標(biāo)明0、1、2、3、4，測量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到，測量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離點(diǎn)的距離x，并記錄填

6、入表中并記錄填入表中.位置編號位置編號n012345時(shí)間時(shí)間t/s0 x/m0v/(ms1)5.利用一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)利用一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求得各計(jì)數(shù)點(diǎn)刻的瞬時(shí)速度求得各計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5的瞬時(shí)速度，的瞬時(shí)速度，填入上面的表格中填入上面的表格中6增減所掛鉤碼數(shù)，再做兩次實(shí)驗(yàn)增減所掛鉤碼數(shù)，再做兩次實(shí)驗(yàn)二、數(shù)據(jù)處理及實(shí)驗(yàn)結(jié)論二、數(shù)據(jù)處理及實(shí)驗(yàn)結(jié)論1由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出vt圖象圖象(1)(1)根據(jù)表格中的根據(jù)表格中的v v、t t數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，在平面直角坐標(biāo)系中仔細(xì)描點(diǎn)，在平面直角坐標(biāo)系中仔細(xì)描點(diǎn)，如圖實(shí)如圖實(shí)3 3所示，可以看到，對

7、所示，可以看到，對于每次實(shí)驗(yàn)，描出的幾個(gè)點(diǎn)都大于每次實(shí)驗(yàn)，描出的幾個(gè)點(diǎn)都大致落在一條直線上致落在一條直線上(2)作一條直線，使同一次實(shí)驗(yàn)得到的各點(diǎn)盡量落在作一條直線，使同一次實(shí)驗(yàn)得到的各點(diǎn)盡量落在這條直線上，落不到直線上的各點(diǎn)，應(yīng)均勻分布在直線這條直線上，落不到直線上的各點(diǎn)，應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)，這條直線就是本次實(shí)驗(yàn)的的兩側(cè)，這條直線就是本次實(shí)驗(yàn)的vt圖象，它是一條圖象，它是一條傾斜的直線傾斜的直線(1)直接分析圖象的特點(diǎn)直接分析圖象的特點(diǎn)得出小車運(yùn)動的得出小車運(yùn)動的vt圖象圖象是一條傾斜的直線，如圖實(shí)是一條傾斜的直線，如圖實(shí)4所示，當(dāng)時(shí)間增加相同所示，當(dāng)時(shí)間增加相同的值的值t，速度也會增加

8、相同，速度也會增加相同的值的值v，由此得出結(jié)論：小，由此得出結(jié)論：小車的速度隨時(shí)間均勻變化車的速度隨時(shí)間均勻變化2由實(shí)驗(yàn)得出的由實(shí)驗(yàn)得出的vt圖象進(jìn)一步得出小車運(yùn)動的速圖象進(jìn)一步得出小車運(yùn)動的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律度隨時(shí)間變化的規(guī)律有兩條途徑進(jìn)行分析：有兩條途徑進(jìn)行分析：(2)既然小車運(yùn)動的既然小車運(yùn)動的vt圖象是一條傾斜的直線，那圖象是一條傾斜的直線，那么么v隨隨t變化的函數(shù)關(guān)系式為變化的函數(shù)關(guān)系式為vktb，所以小車的速度隨，所以小車的速度隨時(shí)間均勻變化時(shí)間均勻變化【注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)】1交流電源的電壓及頻率要符合要求交流電源的電壓及頻率要符合要求2開始釋放小車時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開始釋

9、放小車時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器3先接通電源，計(jì)時(shí)器正常工作后，再放開小車，先接通電源，計(jì)時(shí)器正常工作后，再放開小車，當(dāng)小車停止運(yùn)動時(shí)及時(shí)斷開電源當(dāng)小車停止運(yùn)動時(shí)及時(shí)斷開電源4牽引小車的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng)，以免加速度過大牽引小車的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng)，以免加速度過大而使紙帶上打的點(diǎn)太少，或者加速度太小，而使各段位而使紙帶上打的點(diǎn)太少，或者加速度太小，而使各段位移無多大差別，從而使誤差增大加速度的大小以能在移無多大差別，從而使誤差增大加速度的大小以能在50 cm長的紙帶上清楚地取得六、七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜長的紙帶上清楚地取得六、七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜5要多測幾組，盡量減小誤差要多測幾組，盡量減小誤差例例1在做在做“研究

10、勻變速直線運(yùn)動研究勻變速直線運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，的實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了能夠較準(zhǔn)確地測出加速度，將你認(rèn)為正確的選項(xiàng)前為了能夠較準(zhǔn)確地測出加速度，將你認(rèn)為正確的選項(xiàng)前面的字母填在橫線上：面的字母填在橫線上：_.A把附有滑輪的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪把附有滑輪的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面伸出桌面B把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上沒有滑輪的一端，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路連接好電路C再把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，下再把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，每次必須由靜止釋放小車邊掛上合適的鉤碼，每次必須由靜止釋放小車考點(diǎn)核心突破考點(diǎn)核心突破考點(diǎn)一考點(diǎn)一 實(shí)

11、驗(yàn)原理與操作實(shí)驗(yàn)原理與操作D把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把它的一端固定在把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把它的一端固定在小車的后面小車的后面E把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通直流電源把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通直流電源后，放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在后，放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，換上新紙帶，重復(fù)三次紙帶上打下一系列的點(diǎn)，換上新紙帶，重復(fù)三次F從三條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉從三條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測量的地方找一個(gè)開始開頭比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測量的地方找一個(gè)開始點(diǎn)，并把每打五個(gè)點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間

12、單位在選好的開點(diǎn)，并把每打五個(gè)點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間單位在選好的開始點(diǎn)下面記作始點(diǎn)下面記作0，往后第六個(gè)點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)，往后第六個(gè)點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)1，依此標(biāo)出，依此標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)計(jì)數(shù)點(diǎn)2、3、4、5、6，并測算出相鄰兩點(diǎn)間的距離，并測算出相鄰兩點(diǎn)間的距離解析解析在實(shí)驗(yàn)中盡可能地保證小車做勻變速直線在實(shí)驗(yàn)中盡可能地保證小車做勻變速直線運(yùn)動，同時(shí)也要求紙帶能盡可能地直接反映小車的運(yùn)動運(yùn)動，同時(shí)也要求紙帶能盡可能地直接反映小車的運(yùn)動情況，既要減小運(yùn)動誤差也要減小紙帶的分析誤差其情況，既要減小運(yùn)動誤差也要減小紙帶的分析誤差其中中E項(xiàng)中的電源應(yīng)采用交流電源，而不是直流電源項(xiàng)中的電源應(yīng)采用交流電源，而不是直流電源答案答案

13、ABCDFG例例2在做在做“研究勻變速直線運(yùn)動研究勻變速直線運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)中：的實(shí)驗(yàn)中：(1)實(shí)驗(yàn)室提供了以下器材：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端附有實(shí)驗(yàn)室提供了以下器材：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)滑輪的長木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源、復(fù)寫紙、彈簧測力計(jì)其中在本實(shí)驗(yàn)中線、交流電源、復(fù)寫紙、彈簧測力計(jì)其中在本實(shí)驗(yàn)中不需要的器材是不需要的器材是_(2)如圖實(shí)如圖實(shí)5所示，是某同學(xué)由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到所示，是某同學(xué)由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的表示小車運(yùn)動過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)的表示小車運(yùn)動過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，打點(diǎn)

14、計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔隔T0.02 s，其中，其中x17.05 cm、x27.68 cm、x38.33 cm、x48.95 cm、x59.61 cm、x610.26 cm. 考點(diǎn)二考點(diǎn)二 數(shù)據(jù)處理與誤差分析數(shù)據(jù)處理與誤差分析下表列出了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下下表列出了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B、C、F時(shí)小車的瞬時(shí)時(shí)小車的瞬時(shí)速度，請?jiān)诒碇刑钊氪螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器打下速度，請?jiān)诒碇刑钊氪螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器打下D、E兩點(diǎn)時(shí)小車的兩點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度瞬時(shí)速度. 位置位置BCDEF速度速度(ms1)0.7370.8010.994(3)以以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，在坐標(biāo)圖點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，在坐標(biāo)圖(圖實(shí)圖實(shí)6

15、)中畫出中畫出小車的速度小車的速度時(shí)間關(guān)系圖線時(shí)間關(guān)系圖線(4)根據(jù)你畫出的小車的速度根據(jù)你畫出的小車的速度時(shí)間關(guān)系圖線計(jì)算出時(shí)間關(guān)系圖線計(jì)算出的小車的加速度大小的小車的加速度大小a_ m/s2.(3)小車的速度小車的速度時(shí)間關(guān)系圖線如圖所示時(shí)間關(guān)系圖線如圖所示答案答案(1)彈簧測力計(jì)彈簧測力計(jì)(2)0.8640.928(3)見解析圖見解析圖(4)(0.640.01)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)例例3光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動情況光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動情況的常用計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖實(shí)的常用計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖實(shí)7甲所示，甲所示，a、b分別分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從是光

16、電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通間通過時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以精確地把物體從開始擋光到擋過時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以精確地把物體從開始擋光到擋光結(jié)束的時(shí)間記錄下來現(xiàn)利用圖乙所示的裝置測量滑光結(jié)束的時(shí)間記錄下來現(xiàn)利用圖乙所示的裝置測量滑塊和長木板間的動摩擦因數(shù)，圖中塊和長木板間的動摩擦因數(shù)，圖中MN是水平桌面，是水平桌面，Q是是長木板與桌面的接觸點(diǎn)，長木板與桌面的接觸點(diǎn)，1和和2是固定在長木板適當(dāng)位置是固定在長木板適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門，與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒有畫出，的兩個(gè)光電門，與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒有畫出，長木板頂端長木板頂端P點(diǎn)懸有一鉛錘，實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓滑塊從長木板的點(diǎn)懸有一鉛錘，實(shí)

17、驗(yàn)時(shí)，讓滑塊從長木板的頂端滑下，光電門頂端滑下，光電門1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為間分別為1.0102 s和和4.0103 s用精度為用精度為0.05 mm的的游標(biāo)卡尺測量滑塊的寬度游標(biāo)卡尺測量滑塊的寬度d，其示數(shù)如圖丙所示，其示數(shù)如圖丙所示 (1)滑塊的寬度滑塊的寬度d_cm.(2)滑塊通過光電門滑塊通過光電門1時(shí)的速度時(shí)的速度v1_m/s，滑，滑塊通過光電門塊通過光電門2時(shí)的速度時(shí)的速度v2_m/s.(結(jié)果保留兩位結(jié)果保留兩位有效數(shù)字有效數(shù)字)(3)由此測得的瞬時(shí)速度由此測得的瞬時(shí)速度v1和和v2只是一個(gè)近似值，它只是一個(gè)近似值，它們實(shí)質(zhì)上是通過光

18、電門們實(shí)質(zhì)上是通過光電門1和和2時(shí)的時(shí)的_ ，要使瞬時(shí)速，要使瞬時(shí)速度的測量值更接近于真實(shí)值，可將度的測量值更接近于真實(shí)值，可將_的寬度減小的寬度減小一些一些答案答案(1)1.010(2)1.02.5(3)平均速度滑塊平均速度滑塊例例4利用圖實(shí)利用圖實(shí)8所示的裝置可測量滑塊在所示的裝置可測量滑塊在斜面上運(yùn)動的加速度一斜面上安裝有兩個(gè)光電門，其斜面上運(yùn)動的加速度一斜面上安裝有兩個(gè)光電門，其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處，光電門甲的位置中光電門乙固定在斜面上靠近底端處，光電門甲的位置可移動當(dāng)一帶有遮光片的滑塊自斜面上滑下時(shí)，與兩可移動當(dāng)一帶有遮光片的滑塊自斜面上滑下時(shí)，與兩個(gè)光電門都相連的計(jì)時(shí)器可以顯示出遮光片從光電門甲個(gè)光電門都相連的計(jì)時(shí)器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時(shí)間至乙所用的時(shí)間t.改變光電門甲的位置進(jìn)行多次測量，每改變光電門甲的位置進(jìn)行多次測量，每次都使滑塊從同一點(diǎn)由靜止開始下滑，并用米尺測量甲、次都使滑塊從同一點(diǎn)由靜止開始下滑，并用米尺測量甲、乙之間的距離乙之間的距離s，記下相應(yīng)的，記下相應(yīng)的t值；所得數(shù)據(jù)如下表所示值；所得數(shù)據(jù)如下表所示 s(m