32勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究課件41(魯科版必修1)

32勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究課件41(魯科版必修1)1一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.計(jì)時(shí)器的工作原理，能正確使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.2.會(huì)分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，能根據(jù)紙帶正確判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況.一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?二、實(shí)驗(yàn)原理在時(shí)間間隔很短的情況下，平均速度可近似為瞬時(shí)速度，計(jì)算出各時(shí)刻的瞬時(shí)速度，即可計(jì)算出加速度，從而可以判斷小車(chē)是否做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).二、實(shí)驗(yàn)原理3三、實(shí)驗(yàn)器材電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、交流電源、斜面小車(chē)、頻閃照相機(jī)、小球、刻度尺.三、實(shí)驗(yàn)器材4四、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及其應(yīng)用1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的分類(lèi):電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.2.根據(jù)圖示的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造圖，指出各主要部件的名稱(chēng)：①接線(xiàn)柱②線(xiàn)圈③振片④永久磁鐵⑤振針⑥限位孔⑦定位軸⑧復(fù)寫(xiě)紙⑨紙帶四、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及其應(yīng)用53．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源應(yīng)是交流電源，通常的工作電壓為4～6V，實(shí)驗(yàn)室使用我國(guó)民用電時(shí)每隔0.02秒打一個(gè)點(diǎn)，如果每打五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，即相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1秒.3．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源應(yīng)是交流電源，通常的工作電壓為4～6五、頻閃照相及其應(yīng)用頻閃照片的拍攝：閃光點(diǎn)每閃一次光，就給小球照一次像,閃光的時(shí)間間隔相同，因此膠片上兩個(gè)像的時(shí)間間隔相同.五、頻閃照相及其應(yīng)用7六、實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)驗(yàn)步驟以及數(shù)據(jù)處理（1）按課本圖3-13連接好實(shí)驗(yàn)裝置；（2）把小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源后，放開(kāi)小車(chē)，讓小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列小點(diǎn).換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次.六、實(shí)驗(yàn)過(guò)程8（3）從三條紙帶中選擇一條比較理想的，舍掉開(kāi)始一些比較密集的點(diǎn)子，在后邊便于測(cè)量的地方找一個(gè)起始點(diǎn).為了測(cè)量方便和減小誤差，通常不用每打一次點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間的單位，而用每打五次點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間的單位，就是T=0.02×5s=0.1s.在選好的起始點(diǎn)下面標(biāo)明A，在第六點(diǎn)下面標(biāo)明B，在第十一點(diǎn)下面標(biāo)明C，在第十六點(diǎn)下面標(biāo)明D，…，點(diǎn)A、B、C、D…叫做計(jì)數(shù)點(diǎn).（3）從三條紙帶中選擇一條比較理想的，舍掉開(kāi)始一些比較密集的9（4）用刻度尺測(cè)出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移，即可計(jì)算出每一段的平均速度，由于時(shí)間極短，平均速度可近似為瞬時(shí)速度，由此，可計(jì)算出加速度，比較計(jì)算出的加速度，即可判斷小車(chē)的運(yùn)動(dòng)是否為勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)了.（4）用刻度尺測(cè)出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移，即可計(jì)算出每一段的平均101.注意事項(xiàng)(1)計(jì)時(shí)器在實(shí)驗(yàn)前要預(yù)先調(diào)好，使打點(diǎn)時(shí)間間隔均勻和打點(diǎn)輕重適度.打點(diǎn)過(guò)輕，點(diǎn)跡不明顯，不便于紙帶的處理；打點(diǎn)過(guò)重，打點(diǎn)針與紙帶接觸時(shí)間變長(zhǎng)，將帶來(lái)實(shí)驗(yàn)誤差.要教給學(xué)生基本的調(diào)節(jié)方法.但如果用電火花計(jì)時(shí)器，實(shí)驗(yàn)效果要好得多.(2)開(kāi)始釋放小車(chē)時(shí)，應(yīng)使小車(chē)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.(3)先接通電源，計(jì)時(shí)器穩(wěn)定工作后，再放開(kāi)小車(chē)，當(dāng)小車(chē)停止運(yùn)動(dòng)時(shí)及時(shí)斷開(kāi)電源.1.注意事項(xiàng)112.關(guān)于頻閃照相法頻閃照相法是一種利用照相技術(shù)，每間隔一定時(shí)間曝光，從而形成間隔相同時(shí)間的影像的方法.在頻閃照相中會(huì)用到頻閃燈.與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相比，閃光頻率相當(dāng)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的交變電源的頻率.而相同時(shí)間間隔出現(xiàn)的影像則相當(dāng)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn).所以，頻閃照片與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣，既記錄了物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，又記錄了物體運(yùn)動(dòng)的位移.用同樣的方法來(lái)求物體運(yùn)動(dòng)的加速度.2.關(guān)于頻閃照相法123.電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是利用電火花在紙帶上形成印跡而打出點(diǎn)的計(jì)時(shí)器，相對(duì)于電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，它沒(méi)有振針與紙帶的摩擦，所以紙帶運(yùn)動(dòng)更流暢，實(shí)驗(yàn)效果更好.3.電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器131.若在某次實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶如圖所示，應(yīng)怎樣調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器?提示：（1）出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是：①振針過(guò)長(zhǎng)；②電壓偏高，振幅過(guò)大.（2）采取措施應(yīng)該是：①調(diào)整振針的長(zhǎng)度；②使電壓降低到合適的值，減小振針振動(dòng)的振幅.1.若在某次實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶如圖142.如何根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)計(jì)算打某一點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和紙帶運(yùn)動(dòng)的加速度?提示：瞬時(shí)速度計(jì)算的理論根據(jù)是紙帶上打出的點(diǎn)時(shí)間間隔極短，所以該段時(shí)間內(nèi)的平均速度近似等于該段時(shí)間初（或末）的瞬時(shí)速度，然后根據(jù)加速度的定義式即可求出加速度.2.如何根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)計(jì)算打某一點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和紙153.測(cè)量數(shù)據(jù)和利用數(shù)據(jù)處理紙帶時(shí)，應(yīng)注意什么問(wèn)題？提示：(1)對(duì)位移的測(cè)量往往不直接測(cè)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，而是一次性測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到原點(diǎn)的距離，以減小對(duì)位移測(cè)量的相對(duì)誤差.如圖所示則選取了5段位移.3.測(cè)量數(shù)據(jù)和利用數(shù)據(jù)處理紙帶時(shí)，應(yīng)注意什么問(wèn)題？16（2）如果速度小，加速度也小，計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的點(diǎn)一定很密集，由于每段的位移都很小，直接用刻度尺測(cè)量每段的位移時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的相對(duì)誤差，采取的措施往往是以每打五個(gè)點(diǎn)的時(shí)間作為一個(gè)計(jì)時(shí)單位，即每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn).這時(shí)每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間對(duì)應(yīng)的時(shí)間為5T(T為實(shí)驗(yàn)用交流電的周期).（2）如果速度小，加速度也小，計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的點(diǎn)一定很密17典例1在做“研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶中的某段如圖所示，若A、B、C…計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔均為0.1s，從圖中給定的長(zhǎng)度，求得小車(chē)的加速度大小是________，打下D點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度大小是______.典例1在做“研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一18【規(guī)范解答】由逐差法Δs=aT2可知，小車(chē)的加速度為打下D點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度為答案：4.0m/s21.5m/s【規(guī)范解答】由逐差法Δs=aT2可知，小車(chē)的加速度為19紙帶數(shù)據(jù)處理的方法：(1)某點(diǎn)瞬時(shí)速度的計(jì)算：據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中某一段時(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.(2)加速度的計(jì)算：采用逐差法.逐差法是針對(duì)自變量等量變化，因變量也做等量變化時(shí)，所測(cè)得有序數(shù)據(jù)等間隔相減后取其逐差平均值得到的結(jié)果.紙帶數(shù)據(jù)處理的方法：20典例2通過(guò)觀察某次運(yùn)動(dòng)所拍攝的頻閃照片，發(fā)現(xiàn)照片上相鄰物點(diǎn)間的距離先增大，后減小，下列對(duì)物體所做運(yùn)動(dòng)的情況的判斷正確的是（）A.物體當(dāng)時(shí)一定做勻速運(yùn)動(dòng)B.物體當(dāng)時(shí)可能做勻速運(yùn)動(dòng)C.物體是先加速，再減速運(yùn)動(dòng)D.物體是先減速，再加速運(yùn)動(dòng)0典例2通過(guò)觀察某次運(yùn)動(dòng)所拍攝的頻閃照片，發(fā)現(xiàn)照片上相21解答本題時(shí)要注意以下兩點(diǎn)：（1）閃光燈每閃一次光，就給小球拍照一次，閃光的時(shí)間間隔相同.（2）幾個(gè)不同時(shí)刻成的像顯示在同一張膠片上,處理數(shù)據(jù)時(shí)與紙帶的處理是一樣的.解答本題時(shí)要注意以下兩點(diǎn)：22【規(guī)范解答】選C.頻閃照相時(shí)相鄰兩物點(diǎn)間的時(shí)間是相等的，所以當(dāng)相鄰兩個(gè)點(diǎn)間的距離增大時(shí)，物體當(dāng)時(shí)一定是在做加速運(yùn)動(dòng)；而后來(lái)間距減小則表示物體做減速運(yùn)動(dòng).【規(guī)范解答】選C.頻閃照相時(shí)相鄰兩物點(diǎn)間的時(shí)間是相等23一、選擇題（本大題共4小題，每小題5分，共20分）1.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源是（）A.4～6V的交流電源B.4～6V的直流電源C.220V的交流電源D.高壓直流電源【解析】選A.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源，并且是低壓電源，一般為4～6V，故A正確.一、選擇題（本大題共4小題，每小題5分，共20分）242.在實(shí)驗(yàn)“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”中，我們采用的正確方法是（）A．舍掉開(kāi)頭過(guò)于緊密的點(diǎn)，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)B．為了實(shí)驗(yàn)精確，選取紙帶上第一個(gè)點(diǎn)作起點(diǎn)C.相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔只能取0.1sD.相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔可視打點(diǎn)密度而定，可取0.02s、0.04s、…n×0.02s均可【解析】選A、D.開(kāi)頭點(diǎn)數(shù)過(guò)于密集，會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)度測(cè)量相對(duì)誤差過(guò)大，所以應(yīng)舍掉，A對(duì)B錯(cuò)；計(jì)數(shù)點(diǎn)的選取應(yīng)據(jù)實(shí)際情況而定，C錯(cuò)D對(duì).2.在實(shí)驗(yàn)“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”中，我們采用的正確253.在研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，算出小車(chē)經(jīng)過(guò)各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，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)出圖象，量出傾角，由公式a=tanθ求出加速度C．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出圖象，由圖線(xiàn)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．依次計(jì)算出通過(guò)連續(xù)兩點(diǎn)間的加速度，算出平均值作為小車(chē)的加速度3.在研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，算出小車(chē)經(jīng)過(guò)各計(jì)數(shù)點(diǎn)26【解析】選C.處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)最精確的方法就是圖象法，因?yàn)樽鲌D象的過(guò)程中已經(jīng)把誤差較大的數(shù)據(jù)舍掉了，所以A、D都錯(cuò)；據(jù)圖象處理數(shù)據(jù)時(shí)由于單位長(zhǎng)度選取的不同造成數(shù)據(jù)相同的情況下夾角會(huì)不一樣，所以B錯(cuò).【解析】選C.處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)最精確的方法就是圖象法，因?yàn)樽鲌D象274.（2011·湛江高一檢測(cè)）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的某條紙帶上的點(diǎn)不清晰，可能是因?yàn)橐韵碌哪膫€(gè)原因（）A.通的是直流電B.沒(méi)有用復(fù)寫(xiě)紙C.點(diǎn)針過(guò)長(zhǎng)D.點(diǎn)針稍短【解析】選D.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電源為低壓交流電源，如通直流電，則打不出點(diǎn)，A錯(cuò).沒(méi)有復(fù)寫(xiě)紙則顯示不出點(diǎn)，B錯(cuò).點(diǎn)針過(guò)長(zhǎng)，紙帶上顯示的是一條線(xiàn)，C錯(cuò).只有點(diǎn)針稍短時(shí)，打出的點(diǎn)不清晰，選D.4.（2011·湛江高一檢測(cè)）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的某條紙帶上的點(diǎn)28二、非選擇題（本大題共3小題，共30分，要有必要的文字?jǐn)⑹龊徒忸}步驟）5.（10分）在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)以記錄小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況.在這一實(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(chē)移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，放開(kāi)紙帶，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.把一條繩拴在小車(chē)上，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，下面吊著適當(dāng)重的鉤碼.二、非選擇題（本大題共3小題，共30分，要有必要的文字?jǐn)⑹龊?9D.取下紙帶.E.將紙帶固定在小車(chē)尾部，并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔.其中錯(cuò)誤或遺漏的步驟有：（1）_________________________________；（2）_________________________________.將以上步驟完善后按合理的順序填寫(xiě)在下面橫線(xiàn)上.____________________________________________.D.取下紙帶.30【解析】實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要規(guī)范步驟，釋放紙帶前應(yīng)先接通電源，取下紙帶前應(yīng)斷開(kāi)電源，故在A中順序錯(cuò)，在D中有遺漏，實(shí)驗(yàn)合理順序?yàn)锽→E→C→A→D答案：見(jiàn)解析【解析】實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要規(guī)范步驟，釋放紙帶前應(yīng)先接通電源，取下紙316.（10分）（2011·青島高一檢測(cè)）如圖所示是研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，交流電的頻率是50Hz.舍去前面比較密集的點(diǎn)，從O點(diǎn)開(kāi)始將每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量得s1=1.20cm，s2=2.60cm,s3=4.00cm，那么小車(chē)的加速度a=______m/s2;打第2點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度大小v2=______m/s.6.（10分）（2011·青島高一檢測(cè)）如圖所示是研究勻變速32【解析】由s3-s1=2aT2,得答案：1.400.33【解析】由s3-s1=2aT2,337.（10分）(探究創(chuàng)新)某同學(xué)用以下方法繪制小車(chē)的v-t圖象，先把紙帶每隔0.1s