浙江省2017年高考物理三轮冲刺 实验(2)探究小车速度随时间变化的规律课件

实验(2):探究小 车速度随时间变 化的规律
一、实验原理图
二、基本实验要求 1.实验目的: (1)探究小车速度随时间变化的规律。 (2)测出小车做匀变速直线运动时的加速度。 2.实验原理: 利用打点计时器在纸带上打出的一系列的点,以探究小车速度随 时间变化的规律。 3.实验器材: 电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、 小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、学生电源、复写纸等。
尖子生好方法:听课时应该始终跟着老师的节奏，要善于抓住老师讲解中的关键词，构建自己的知识结构。利用老师讲课的间隙，猜想老师还会讲什么，会怎样讲， 怎样讲会更好，如果让我来讲，我会怎样讲。这种方法适合于听课容易分心的同学。
2019/6/30
精选最新中小学教学课件
13
thank
you!
2019/6/30
对应点 B 速度(m/s) 0.141
C 0.180
D 0.218
E 0.262
F 0.301
(3)如果当时电网中交变电流的电压变成210 V,而做实验的同学
并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比
(选填“偏
大”“偏小”或“不变”)。
解析:(1)利用“中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度”
求F点的速度,可得vF=
精选最新中小学教学课件
14
10������
画v-t图象时,当用平滑的直线拟合各点时,不在直线上的各点尽 可能分布在直线两旁,以减小测量的偶然误差。
编后语
有的同学听课时容易走神，常常听着听着心思就不知道溜到哪里去了；有的学生，虽然留心听讲，却常常“跟不上步伐”，思维落后在老师的讲解后。这两种情况都 不能达到理想的听课效果。听课最重要的是紧跟老师的思路，否则，教师讲得再好，新知识也无法接受。如何跟上老师饭思路呢？以下的听课方法值得同学们学习：

4、要防止钩码落地。避免小车和滑轮相碰。
《实验：探究小车速度随时间变化 的规律》(29张PPT)
六、纸带数据处理：
1、分析和选取纸带上的点 舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始,若 纸带上点与点之间的距离较小，每五个计时 点取一个计数点 ,依次标号为0，1，2，3，4
（间隔不再是0.02s）
《实验：探究小车速度随时间变化 的规律》(29张PPT)
m/s2
t/s
4、 作小车运动的V-T图像
①在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表时间，纵 轴表示速度，根据表格中的数据在坐标系中描点 ②画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点， 不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较 大的点忽略不计 ③观察所得到的直线 分析物体的速度随时 间的变化规律.
《实验：探究小车速度随时间变化 的规律》(29张PPT)
求什么物理量？
平均速度→ 某点的瞬时速度→
V=∆x/∆t
《实验：探究小车速度随时间变化 的规律》(29张PPT)
要探究一个物体的速度随时间变化的规律， 必须知道物体在不同时刻的速度，但直接测 量物体的速度是不容易的．请同学们思索一 下怎样利用下面的实验装置，探究小车速度 随时间的变化规律．
《实验：探究小车速度随时间变化 的规律》(29张PPT)
《实验：探究小车速度随时间变化 的规律》(29张PPT)
3、把小车停靠在打点计时器处，先接通电源 后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计 时器就在纸带上打下一系列的小点，打点结 束后立刻关闭电源。
《实验：探究小车速度随时间变化 的规律》(29张PPT)
4、换上新的纸带，重复实验两次。 5，增减所挂钩码重复实验两次。
《实验：探究小车速度随时间变化 的规律》(29张PPT)

物体做匀减速直线运动,②错误;习惯上总是规定物体开始运动的方向为
正方向,a>0表示做加速运动,a<0表示做减速运动,③正确;v的方向可以与 v0的方向相同,也可不同,④错误。 A 解析
关闭
答案
考点1
考点2
考点3
考点4
考点2匀变速直线运动的位移与时间、速度的关系
1.位移公式:x=v0t+ at2 2.位移与速度关系式:������������ 2 − ������0 2 =2ax
关闭
D(1)144 m
(2)14 s
解析 答案
考点1
考点2
考点3
考点4
考点3直线运动的图象 1.x-t图象 图象的物理意义:反映了物体做直线运动的位移随时间变化的规 律。
一条图线 某时刻相对于原点的位移(位置) 两条图线 交点表示两物体相遇的时刻和相对于原点的位置 横轴截距 位移等于坐标原点的时刻 截距 纵轴截距 开始运动的初位置 斜率 大小表示速度大小,正、负表示速度的方向为正、负方向 平行横轴的直线表示物体处于静止状态 直线 倾斜的直线表示物体做匀速直线运动 曲线 物体做变速直线运动 点
1 2 1 2 C. ������ ������ (������ D. ������1 ������2 (������1 -������2 ) Δx 所用的时间为 t1, 物体做匀加速直线运动在前一段位移 1 2 1 -������2 )
2������(������ +������ )
B.������ ������ (������1 +2 1 2 1 ������2 )
考点1
考点2
考点3
考点4
典例1在运用公式v=v0+at时,关于各个物理量的符号下列说法中 正确的是( ) ①必须规定正方向,式中的v、v0、a才取正、负号 ②在任何情 况下a>0表示做加速运动,a<0表示做减速运动 ③习惯上总是规 定物体开始运动的方向为正方向,a>0表示做加速运动,a<0表示做 关闭 减速运动 ④v的方向总是与v0的方向相同 速度公式为矢量式 ,应用时应规定正方向 A.①③ B.②④ ,式中的v、v0、a才取正、负号, C.①② D.③④ ①正确 ;当a与v0方向同向时,物体做匀加速直线运动 ;当a与v0方向反向时,

v2
和
vn+1
中间各
点的瞬时速度在运算中都消除了。
(4)逐差法：分别以 1、2、3、4、5、6 等计数点的速度计算加速度，即 a1＝v43－Tv1，a2＝ v53－Tv2，a3＝v63－Tv3，则 a 平均＝a1+a32+a3=(v4－v1)+ (v59－Tv2)+(v6－v3)=(v6+v5+v4）9-T（v1+v2+v3), 这样可使各点的速度都参与运算，可减下误差。“逐差法”比“平均值法”更科学、准 确，应重点掌握，只是计算过程比较烦琐。
(3)平均值法;由 a＝ΔΔvt知，各相邻计数点间的加速度分别是 a1＝v2－T v1，a2＝v3－T v2，a3
＝
v4－v3 T
，
...
an
＝
vn+1－vn T
.
所
求
加
速
度
的
平
均
值
a
平
均
值
＝
a1+a2+a3+....+an n
=(v2－v1)+
(v3－v2)+ nT
...+(vn+1－vn)=vn+n1－T v1,可以看出对结果起作用的只有
xn＋xn＋1。例如，图中计数点 2T
4
的速度
v4＝x
4＋x 2T
5。并将求得的各计数点
1、2、
3、4、5
的瞬时速度即
v1＝Δx
12＋TΔx2，v2＝Δx
2＋Δx 2T

v3＝x
4－x 2T
2、v
4＝x
5－x3、…. 2T

6.注意事项 (1)纸带、细绳要和木板平行。 (2)实验中应先接通电源(交流电源的电压及频率要符合要求),后让小车运 动;实验完毕应先断开电源。后取纸带。 (3)在到达长木板末端前应让小车停止运动,防止钩码落地和小车与滑轮 相撞。 (4)不要分段测量各段位移,应尽可能地一次测量完毕(即先统一量出各计 数点到起点O之间的距离)。读数时应估读到毫米的下一位。
考点1
考点2
考点1实验仪器与操作 典例3利用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律,所需的仪器与操 作正确的是( ) A.学生电源、导线、电火花计时器、小车、钩码、一端带有定滑轮的长 关闭 木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸 使用电火花计时器时不能使用学生电源 ,电磁打点计时器需要学生电源,选项A、B B.导线、电磁打点计时器、小车、钩码、一端带有定滑轮的长木板、带 小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸 错误 ;实验过程中,长木板不能侧向倾斜防止侧滑,但一端高一端低对实验结论没有 C.,实验前需要平衡小车受到的阻力 ;长木板也不能一端高、一端低 影响 只是测出的加速度不同而已,实验研究小车速度随时间变化的规律 ,不需要平 D.应选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验
实验(2):探究小车速度随时间变化的规律
一、实验原理图
二、基本实验要求 1.实验目的 (1)探究小车速度随时。 2.实验原理 利用打点计时器在纸带上打出的一系列的点,以探究小车速度随时间变 化的规律。
3.实验器材 电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸 带、细绳、钩码、刻度尺、导线、学生电源、复写纸等。 4.实验步骤 (1)按照实验原理图装置实验,把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端, 接好电源。 (2)把一细绳系在小车上,细绳绕过滑轮,下端挂合适的钩码,纸带穿过打点 计时器,固定在小车后面。 (3)把小车停靠在打点计时器处,接通电源,放开小车。小车在拖着纸带运 动的同时,打点计时器就在纸带上打下一系列的点,断开电源,更换新纸带,重 复实验三次。 (4)选择一条比较理想的纸带进行测量分析。

D．牵引小车的钩码质量越大越好
答案： BC
4．(2010·广东理综)下图是某同学在做匀变速直线 运动实验中获得的一条纸带． (1)已知打点计时器电源频率为50 Hz，则纸带上打 相邻两点的时间间隔为__________． (2)A、B、C、D是纸带上四个计数点，每两个相邻 计数点间有四个点没有画出．从图中读出A、B两点 间距x＝__________；C点对应的速度是__________( 计算结果保留三位有效数字)．
物理定律不能单靠“思维”来获得， 还应致力于观察和实验。——普朗克
知识回顾
打点计时器可以测量什么物理量？ 位移、时间 （测量位移与时间的仪器） 位移——用刻度尺测量 时间——两点的时间间隔为0.02s
通过打点计时器打出的纸带可以间接求什么物理量？ 可以求两点间的平均速度→一点的瞬时速度 →加速度
知识回顾
Learning Is Not Over. I Hope You Will Continue To Work Hard
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
答案： (1)0.02 s (2)0.68 ～0.72 cm 0.100 m/s
例2：在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计 数点瞬时速度如下
计数点序号
1
2
3
4
5
6
计数点对应的时刻（s） 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
通过计数点的速度（cm／s） 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0
的瞬时速度。
一、实验目的
（1）进一步练习打点计时器的使用、纸带数据 处理和测量瞬时速度的方法。
（2）用打点计时器研究小车在重物牵引下的运 动，探究小车速度随时间变化的规律。

③观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规 律。
④根据所画 v-t 图象求出小车运动的加速度 a＝ΔΔvt 。
18
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
物理 ·必修1
⑤图象法处理数据时的两点注意 a．作图时，要用平滑曲线(包括直线)将这些点连起来， 要让尽可能多的点分布在线上，不在线上的点均匀分布在线 两侧，离线较远的点删去，注意不可用折线连接。 b．利用 v-t 图象求加速度时，应选用直线上相距较远 的两个点(不一定是原来的描点)来求直线的斜率，即加速 度。不能采用量出图线的倾斜角，然后求出其正切值的方法 来计算加速度，因为该倾斜角还与坐标轴的标度有关。
19
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
物理 ·必修1
(3)v -t 图象的应用 ①读出物体在某时刻的速度或物体的某一速度所对应 的时刻。在图 1 中，0 时刻的速度标记为 v0，t 时刻的速度 标记为 vt。
20
01课前自主学习
9
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
物理 ·必修1
(3)把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后释 放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器会在纸带上打下 一系列小点。随后立即关闭电源。
(4)换上新的纸带，重复实验两次。 (5)增减所挂钩码数，或在小车上放置重物，按以上步 骤再做两次实验。
02课堂探究评价
03课后课时作业
物理 ·必修1
01课前自主学习
3
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
物理 ·必修1
1.实验原理
(1)瞬时速度的计算：我们可以用 □1 平均速度 代替各

C．根据实验数据画出v－t图，由图线上相
距较远的两点所对应的速度、时间，用 公式算出加速度
D．依次算出通过连续两计数点间的加速度， 算出平均值作为小车的加速度
C
分析：
方法A偶然误差较大。
方法D实际上也仅由始末两个速度决定，偶然误
差也比较大，只有利用实验数据画出对应的v －t图，才可充分利用各次测量数据，减少偶
v1/ms-1 v2/ms-1
思考：
①为什么要用直线拟合？ ②若某个点明显偏离直线，可能是什么原因及怎
样处理？ ③从图上可以看出小车的速度随时间怎样变化？
问题七：如何根据速度—时间图象（ v—t图 象）求小车的加速度和初速度？
①取任意两组数据求出Δv和Δt，然后代入Δv／Δt求 解。
②在v—t图象上取一段时间Δt（尽量取大一些），找出 两个时刻对应的坐标值求出Δv，代入Δv／Δt求解。
【实验】
问题一：打点计时器结构如何？ 问题二：
用打点计时器测小车的速度所需哪些实验器 材、实验步骤？
打点计时器、学生电源、导线、试验小车、 细绳、纸带、复写纸、带滑轮长木板
问题三：本实验特别要注意哪些事项？
实验步骤：
（1）把一端附有滑轮的长木板平放（一高一低可否？） 在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固 定在长木板上远离滑轮的一端，连接好电路。
选择包括该点在内的一段位移（该点最好处在中 间时刻位置）Δx，找出对应的时间Δt，用Δx／ Δt作为该点的瞬时速度）；
对于选取的两个端点的速度暂时不计算（误差 较大）；
测量各个计数点之间的距离应考虑估读、单位。
可以表示D、F及它们中间任意一点的瞬时速度
问题六：如何处理计算出来的数据？
１．列表法。（注意列表要求） ２．图象法：

颠倒；D 中取下纸带前应先断开电源；E 中操作时应不挂
钩码．
(2)遗漏的步Leabharlann G：换上新纸带，重复实验三次．(3)步骤完善后，合理的实验步骤顺序为：BFECADG. 答案：(1)A 中应先通电，再放纸带；D 中取下纸带 前应先断开电源；E 中操作时应不挂钩码 (2)G：换上新纸带，重复实验三次 (3) BFECADG
2．把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边 挂上钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固 定在小车的后面．
3．把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，释 放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上 打下一列小点．
4．换上新的纸带，重复实验三次．
5．测出的 a 发生变化，本章研究 v 与 t 的关系，应 使 a 不变，变化 G 使 a 变化很大．
三、误差分析
1．木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀． 2．根据纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬时 速度有误差． 3．作 v-t 图象时单位选择不合适或人为作图不准确 带来误差．
四、注意事项
1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器． 2．先接通电源，等打点稳定后，再释放小车． 3．打点完毕，立即断开电源． 4．选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点迹密集部 分，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清 楚所选的时间间隔 T 等于多少秒．
(1)求计数点 3 处的瞬时速度的大小； (2)作出小车运动的速度—时间图象，由图象求小车 运动的加速度．
解析：(1)计数点 3 的瞬时速度
x3＋x4 （8.33＋8.95）×10－2
v3＝ 2T ＝
2×0.10
m/s
≈0.86 m/s. (2)同理可求
x1＋x2 （7.05＋7.68）×10－2

打点计时器纸带限位 孔要与长木板纵轴位 置对齐再固定在长木 板上，使纸带、小车、 拉线和定滑轮在一条
直线上。
2.纸带穿过打点计时器的限位孔，固定于小车的后面，细绳的一端拴在 小车的前端，跨过定滑轮在靠近打点计时器的位置，先启动打点计时器，再释放小车，打 完一次纸带后立即关闭电源。
第二章 匀变速直线运动的研究
1、实验：探究小车速度随时间变化的规律
思 考
如何研究一个物体运动规律？ （知道物体在不同时刻的速度）
如何知道物体在不同时刻的速度？ 用什么仪器可以测得？ （打点计时器）
实
验
器 材
打点计时器
学生电源，刻度尺
纸带
小车
细绳
一端附有定滑 轮的长木板
钩码
★操作过程：1.把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，打点计时器固定 在长木板的另一端。（如下图）
4. 换上纸带，重复以上操作2次
小车运动时应保 持纸带与打点计 时器、木板平面 平行，以减少摩
擦力的影响。
注 意 1.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器 事 项 2.先接通电源，待打点计时器打点稳定后，
再释放小车，当小车停止运动时及时断开电 源
3.要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小 车到达滑轮前及时用手按住它
图线的特点？ 小车的运动规律？ 如何求加速度？
t/s
av/t
计数点序号 计数点对应的时刻（s）
1
2
3
4
5
6
0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
通过计数点的速度（cm／s） 44.0 62.0 81.0 100.0 120.0 138.0
av/t
问题与练习 P33 ：3