2.1 實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律 課件 高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊

2.1實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律高中物理必修第一冊課件物理定律不能單靠“思維”來獲得，還應(yīng)致力于觀察和實驗——普朗克目錄01實驗思路02進(jìn)行實驗03記錄數(shù)據(jù)04數(shù)據(jù)分析

尋求一種運(yùn)動的特點和規(guī)律，一般要從某個具體事例開始。這一節(jié)我們研究小車在重物牽引下的運(yùn)動，看看小車的速度是怎樣隨時間變化的。

那么，要研究小車的速度隨時間變化的規(guī)律，我們該如何設(shè)計這個實驗？研究對象是什么？需要測量哪些物理量？選用什么器材測量？研究對象是什么？重物牽引下的小車需要測量哪些物理量？選用什么器材測量？小車運(yùn)動時間，速度實驗?zāi)康模禾骄啃≤囁俣入S時間變化的規(guī)律小車，重物，打點計時器，電源，紙帶，刻度尺等1.實驗原理利用打點計時器打出的紙帶上記錄的數(shù)據(jù)，計算出各時刻的速度，再作出速度與時間的關(guān)系圖象．(1)某點的瞬時速度一般用一小段時間內(nèi)的平均速度代替．(2)若v－t圖象為一傾斜直線，則物體做勻變速直線運(yùn)動，圖線的斜率表示加速度．約為8V打點計時器(帶導(dǎo)線)、交變電源、紙帶、一端帶有定滑輪的長木板、小車、細(xì)繩、槽碼、刻度尺、復(fù)寫紙、坐標(biāo)紙。一端附有定滑輪的長木板槽碼紙帶小車細(xì)繩打點計時器2.實驗器材（1）.把一端附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上遠(yuǎn)離滑輪的一端，連接好電路．如圖所示．3.實驗步驟（2）把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，把小車停在靠近打點計時器的位置.先啟動打點計時器，后放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動。隨后，立即關(guān)閉電源.3.實驗步驟（3）換上新紙帶，重新操作兩次.（5）每隔0.1s取一個計數(shù)點進(jìn)行測量，把數(shù)據(jù)填入設(shè)計好的表格內(nèi)。（4）在三條紙帶中選擇一條最清晰的，舍掉開頭一些過于密集的點，找一個適當(dāng)?shù)狞c當(dāng)做計時起點0。4.數(shù)據(jù)記錄計算本實驗中各點的瞬時速度，并記錄。計數(shù)點位置編號n0123456時間t/s00.10.20.30.40.50.6相鄰兩計數(shù)點間的距離x/m

對應(yīng)計數(shù)點的速度v/(m·s－1)

（6）增減鉤碼個數(shù)，再做兩次實驗。1.固定打點計時器時應(yīng)讓限位孔與運(yùn)動方向在同一直線上；2.滑輪不能過高,細(xì)繩應(yīng)與木板平行;3.開始釋放小車時,應(yīng)使小車靠近打點計時器4.實驗中：先接通電源，再釋放小車;打點結(jié)束立馬關(guān)閉電源；5.小車另一端所掛的鉤碼個數(shù)要適當(dāng)，避免加速度過大而使紙帶上打的點太少，或加速度太小使各段位移無法區(qū)別，從而使誤差增大;6.要防止鉤碼落地，避免小車跟滑輪相碰。5.注意事項6.數(shù)據(jù)處理0123△x0△x1△x2△x3(1)在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系；(2)描點；圖像法(3)畫一條平滑曲線，讓這條線通過盡可能多的點，如果有些點難以落在曲線上，使它們大致均勻地分布在曲線兩側(cè)V=1.8138t+0.1295實驗結(jié)論：小車運(yùn)動的v－t圖象是一條傾斜向上的直線，說明速度隨時間均勻增加，成“線性關(guān)系”．1圖線的特點？2小車的運(yùn)動規(guī)律？3如何求加速度？逐差法求加速度1.如何測物體的加速度？

1.如何測物體的加速度？求平均值：對每一個位移差分別求出加速度，再求加速度的平均值．實際只用了2段，達(dá)不到減小偶然誤差的目的??！逐差法求加速度x1x2x3x4x5x62.如何減小誤差？紙帶上測得連續(xù)6個相同時間T內(nèi)的位移x1、x2、x3、…、x6，應(yīng)分為3組

此式把各段位移都利用上，有效地減小了僅由兩次位移測量帶來的偶然誤差，這種方法被稱為逐差法．由xm－xn=(m－n)aT2得逐差法求加速度x1x2x3x4x5x62.如何測物體的加速度？

逐差法的實質(zhì)是將紙帶分為時間間隔相等的連續(xù)兩大段來處理：逐差法的實質(zhì)：逐差法求加速度實驗創(chuàng)新除了利用打點計時器來設(shè)計這個實驗外，我們還可以利用什么來測量小車的瞬時速度？還可以利用“位移傳感器”、“光電門”等技術(shù)手段更加精準(zhǔn)的去測量小車的瞬時速度。已知A到B時間t求加速度：已知A、B間位移x求加速度：AB6.誤差分析1.絕對誤差與相對誤差(1)絕對誤差Δx：測量值x測與真實值x真之差稱為絕對誤差。即：Δx=x測-x真

(2)相對誤差δ：絕對誤差Δx與真實值x真的比值稱為相對誤差。即：

6.誤差分析2.系統(tǒng)誤差與偶然誤差(1)系統(tǒng)誤差:①概念:由測量原理不完善或儀器本身缺陷等造成的誤差。②特點:測量結(jié)果總是

或總是

。

③減小方法:a.完善測量原理;b.使用精確度更高的儀器等。(2)偶然誤差:①概念:由于各種偶然因素而造成的誤