【三年高考两年模拟】2017年高考物理新课标一轮复习第一章直线运动第5讲实验_匀变速直线运动课案.pptx

课标版 物理;[实验目的] 用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律。 [实验原理] 一、打点计时器 1.作用:计时仪器,每隔0.02 s打一次点。 2.工作条件 (1)电磁打点计时器:4~6 V的交流电源。 (2)电火花计时器:220 V的交流电源。 3.纸带上各点的意义 (1)表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置。 (2)通过研究纸带上各点之间的间隔,可以判断物体的运动情况。;二、利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法 1.沿直线运动的物体在连续相等时间的不同时刻的速度分别为v1、v2、v3、v4、…若v2-v1=v3-v2=v4-v3=…则说明物体在相等时间内速度的增量相等,由此说明物体在做匀变速直线运动,即a=?=?=?=… 2.沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为x1、x2、x3、x4、…若Δx=x2-x1=x3-x2=x4-x3=…则说明物体在做匀变速直线运动,且Δx=aT2。 三、速度、加速度的求解方法 1.“平均速度法”求速度 vn=?,如图所示。 ?;2.“逐差法”求加速度 a1=?,a2=?,a3=?,然后取平均值,?=?,这样使所给数据 全部得到利用,以提高准确性。 3.“图像法”求加速度 由“平均速度法”求出多个点的速度,画出v-t图线,图线的斜率即为加速度。 [实验器材] 打点计时器、纸带、一端附有定滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、电源。;[实验步骤] 1.把附有定滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路。 2.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,并在绳的另一端挂上合适的钩码,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,如图所示。放手后,看小车能否在木板上平稳地加速滑行。 ?;3.把小车停在靠近打点计时器处,接通电源后,放开小车,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点。取下纸带,换上新纸带,重复实验三次。 4.从三条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开始一些比较密集的点,在后面便于测量的地方找一个开始点,以后依次每五个点取一个计数点,确定好计数始点,并标明0、1、2、3、4、…测量各计数点到0点的距离x,并记录填入表中。;5.计算出相邻的计数点之间的距离Δx1、Δx2、Δx3、… 6.利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度,填入上面的表格中。 7.增减所挂钩码数,再做两次实验。 [数据处理及实验结论] 1.由实验数据得出v-t图像 根据表格中的v、t数据,在平面直角坐标系中仔细描点。 作一条直线,使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上,落不到直线上的点,应均匀分布在直线的两侧,这条直线就是本次实验的v-t图像,它是一条倾斜的直线如图所示。;2.由实验得出的v-t图像进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律。 有两条途径进行分析: (1)小车运动的v-t图像是一条倾斜的直线如图所示,当时间增加相同的值Δt,速度也会增加相同的值Δv,由此得出结论:小车的速度随时间均匀变化。;(2)既然小车的v-t图像是一条倾斜的直线,那么v随t变化的函数关系式为v=kt+b,所以小车的速度随时间均匀变化。 [注意事项] 1.交流电源的电压及频率要符合要求。 2.实验前要检查打点计时器打点的稳定性和清晰程度,必要时要调节振针的高度和更换复写纸。 3.开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器。 4.先接通电源,计时器工作后,再放开小车,当小车停止运动时及时断开电源。 5.要防止钩码落地和小车跟定滑轮相撞,当小车到达定滑轮前及时用手按住它。;6.牵引小车的钩码个数要适当,以免加速度过大而使纸带上的点太少,或者加速度太小,而使各段位移无多大差别,从而使误差增大。加速度的大小以能在50 cm长的纸带上清楚地取得六七个计数点为宜。 7.要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点,一般在纸带上每隔四个点取一个计数点,即时间间隔为T=0.02×5 s=0.1 s。 8.要多测几组数据,尽量减小误差。 9.描点时最好用坐标纸,在纵、横坐标轴上选取合适的单位,用细铅笔认真描点。 [误差分析] 1.根据纸带测量的位移有误差。 2.电源频率不稳定,造成相邻两点的时间间隔不完全相等。;3.纸带运动时打点不稳定引起测量误差。 4.用作图法,作出的v-t图像并不是一条直线。 5.木板的粗糙程度并非完全相同,这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度。;考点一　实验原理和实验误差的分析 ? 典例1????[2013广东理综,34(1)]研究小车匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示,其中斜面倾角θ可调。打点计时器的工作频率为50 Hz。纸带