物理探究小車速度隨時間變化的規(guī)律

1、 2.12.1實驗：實驗： 探究小車速度隨時間變化的規(guī)探究小車速度隨時間變化的規(guī)律律 教學(xué)目標(biāo)：教學(xué)目標(biāo)： 1、 通過小車在鉤碼牽引下運動的實驗探究，進一步掌握打點計時器的使用方法和利用打點計時器研究物體運動的方法。2、 會計算各個計數(shù)點的速度。3 、設(shè)計表格填入實驗數(shù)據(jù)，并能在坐標(biāo)紙上畫出v-t圖象。 教學(xué)重難點教學(xué)重難點：1、探究物體的速度隨時間變化規(guī)律。2、紙帶上各點瞬時速度的計算。3、紙帶實驗數(shù)據(jù)的處理辦法。 一、【一、【實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康摹快柟檀螯c計時器的使用、紙帶數(shù)據(jù)處理鞏固打點計時器的使用、紙帶數(shù)據(jù)處理和測量瞬時速度的方法。和測量瞬時速度的方法。 學(xué)會利用圖像處理實驗數(shù)據(jù)的科學(xué)方法

2、。學(xué)會利用圖像處理實驗數(shù)據(jù)的科學(xué)方法。巧用巧用v-tv-t圖象處理數(shù)據(jù)，觀察規(guī)律。圖象處理數(shù)據(jù)，觀察規(guī)律。 4 4知道小車在重物牽引下運動速度隨時間知道小車在重物牽引下運動速度隨時間變化的規(guī)律。變化的規(guī)律。 二、 【實驗儀器】 打點計時器、紙帶、復(fù)寫紙、打點計時器、紙帶、復(fù)寫紙、低壓低壓交流交流電源電源、小車、細繩、一端、小車、細繩、一端附有滑輪的長木板、附有滑輪的長木板、刻度尺刻度尺、鉤碼、鉤碼、導(dǎo)線導(dǎo)線 注意注意: :區(qū)分電火花打點計時器區(qū)分電火花打點計時器-交流電壓交流電壓220V220V三、【實驗原理示意圖】（）把一端附有滑輪的長木板平放在（）把一端附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使

3、滑輪伸出桌面，把打?qū)嶒炞郎?，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上遠離滑輪的點計時器固定在長木板上遠離滑輪的一端，連接好電路。一端，連接好電路。（）把一條細繩拴在小車上，使細繩（）把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，試跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，試放手后，小車能在長木板上平穩(wěn)的加放手后，小車能在長木板上平穩(wěn)的加速滑行一段距離，把紙帶穿過打點計速滑行一段距離，把紙帶穿過打點計時器，并把它的一端固定在小車后面。時器，并把它的一端固定在小車后面。 四、【實驗步驟】四、【實驗步驟】（3 3）把）把小車停在靠近打點計時器處小車停在靠近打點計時器處，先，先接通接通電源，電源，

4、然后然后放開小車放開小車，讓小車拖著紙帶運動，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打出一系列的點，立即打點計時器就在紙帶上打出一系列的點，立即關(guān)閉電源。取下紙帶，換上新紙帶，增減所掛關(guān)閉電源。取下紙帶，換上新紙帶，增減所掛鉤碼，或在小車上放置重物，再做兩次實驗。鉤碼，或在小車上放置重物，再做兩次實驗。 （4 4）選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭的）選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭的比較密集的點，確定計數(shù)始點，標(biāo)明計數(shù)點，比較密集的點，確定計數(shù)始點，標(biāo)明計數(shù)點，正確使用毫米刻度尺測量兩點間的距離（測長正確使用毫米刻度尺測量兩點間的距離（測長不測短），并把測量結(jié)果填入表中，然后求出不測短），并

5、把測量結(jié)果填入表中，然后求出各計數(shù)點的瞬時速度。各計數(shù)點的瞬時速度。固定打點計時器時應(yīng)讓固定打點計時器時應(yīng)讓限位孔限位孔處在長木板的處在長木板的中央縱軸中央縱軸位置，使位置，使紙帶、小車、拉線、和定滑紙帶、小車、拉線、和定滑輪共線輪共線。2 2注意調(diào)整滑輪的高度，使注意調(diào)整滑輪的高度，使拉線與木板平行拉線與木板平行，以，以減小拉力的變化。減小拉力的變化。3 3應(yīng)考慮應(yīng)考慮復(fù)寫紙與紙帶的位置關(guān)系復(fù)寫紙與紙帶的位置關(guān)系。4 4鉤碼數(shù)量鉤碼數(shù)量不能過多不能過多，長木板兩端高低相差，長木板兩端高低相差不能不能太大。太大。5 5小車應(yīng)由小車應(yīng)由緊靠打點計時器處緊靠打點計時器處開始釋放，在撞擊開始釋放，在

6、撞擊長木板末端前應(yīng)讓小車停止運動長木板末端前應(yīng)讓小車停止運動, ,防止小車從板防止小車從板上掉下來。上掉下來。6 6先接通電源，后讓紙帶運動先接通電源，后讓紙帶運動。7 7打點打點結(jié)束后立即關(guān)閉電源。結(jié)束后立即關(guān)閉電源。五、【注意事項】五、【注意事項】六、【處理數(shù)據(jù)】六、【處理數(shù)據(jù)】 1、如何選取紙帶、分析紙帶上的點？如何選取紙帶、分析紙帶上的點？ 紙帶開頭一段過于密集的點可舍棄紙帶開頭一段過于密集的點可舍棄掉，若紙帶上點與點之間的掉，若紙帶上點與點之間的距離較小距離較小，可取可取多個計時間隔為一個計數(shù)間隔多個計時間隔為一個計數(shù)間隔；若；若點與點之間的點與點之間的距離較大距離較大，可，可少取少

7、取幾個計幾個計時間隔為一個計數(shù)間隔，原則上能取時間隔為一個計數(shù)間隔，原則上能取6 6、7 7個計數(shù)點個計數(shù)點為宜，給選取的點加標(biāo)記。為宜，給選取的點加標(biāo)記。 2 2、如何計算出所取點的瞬時速度？如何計算出所取點的瞬時速度？ 可用求平均速度的方法來代替：可用求平均速度的方法來代替：選擇包括該點在內(nèi)選擇包括該點在內(nèi)的一段位移的一段位移x x （該點最好處在該段位移中間時刻的位（該點最好處在該段位移中間時刻的位置）置）, ,找出對應(yīng)的時間找出對應(yīng)的時間tt，用，用xxtt作為該點的瞬時速作為該點的瞬時速度度. .對于所選取的計數(shù)點中兩個端點的速度暫時不計算（誤對于所選取的計數(shù)點中兩個端點的速度暫時不

8、計算（誤差較大）；差較大）；測量各個計數(shù)點之間的距離應(yīng)考慮估讀數(shù)字。測量各個計數(shù)點之間的距離應(yīng)考慮估讀數(shù)字。X10 A B C D EX2X3X4X53、如何處理計算出來的數(shù)據(jù)？、如何處理計算出來的數(shù)據(jù)？ 圖象法：圖象法：根據(jù)所得數(shù)據(jù)，選擇根據(jù)所得數(shù)據(jù)，選擇合適的標(biāo)合適的標(biāo)度度建立坐標(biāo)系（建立坐標(biāo)系（讓圖象盡量分布在坐標(biāo)系讓圖象盡量分布在坐標(biāo)系平面的大部分面積平面的大部分面積）。）。 描點：觀察和思考點的描點：觀察和思考點的分布走勢規(guī)律分布走勢規(guī)律。 擬合：根據(jù)點的擬合：根據(jù)點的分布走勢規(guī)律，分布走勢規(guī)律，用用平滑平滑曲線曲線擬合，讓擬合，讓盡可能多的點子盡可能多的點子處在平滑曲處在平滑曲線上

9、，不在平滑曲線上的點線上，不在平滑曲線上的點應(yīng)對稱地分布應(yīng)對稱地分布在其兩側(cè)；在其兩側(cè)；明顯偏離的點子應(yīng)大膽舍棄。明顯偏離的點子應(yīng)大膽舍棄。4、思考：、思考：為什么要用平滑曲線擬合？為什么要用平滑曲線擬合？若某個點明顯偏離直線，可能是什么若某個點明顯偏離直線，可能是什么原因及怎樣處理？原因及怎樣處理？從圖上可以看出小車的速度隨時間怎從圖上可以看出小車的速度隨時間怎樣變化？樣變化？5、如何根據(jù)、如何根據(jù)vt圖象求小車的加速度？圖象求小車的加速度？ 方法一：取任意兩組數(shù)據(jù)求出方法一：取任意兩組數(shù)據(jù)求出vv和和tt，然后代，然后代入入vvtt求解。求解。 方法二：圖象上取一段時間方法二：圖象上取一段時間tt（盡量取大一（盡量取大一些），找出兩個時刻對應(yīng)的坐標(biāo)值求出些），找出兩個時刻對應(yīng)的坐標(biāo)值求出vv，代，代入入vvtt求解。求解。 哪一種方法更好？哪一種方法更好？我們畫圖時讓不在直線上的點我們畫圖時讓不在直線上的點盡可能等量地分布在直線兩側(cè)，就是為了使偏大盡可能等量地分布在直線兩側(cè)，就是為了使偏大或偏小的誤差盡可能地抵消，所以圖象也是減小或偏小的誤差盡可能地抵消，所以圖象也是減小誤差的一種手段，也就是說應(yīng)該用圖象上的點，誤差的一種手段，也就是說應(yīng)該用圖象上的點，而不是用實驗所