实验：探究小车速度随时间变化的规律.ppt

2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 一、实验目的： 　 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的变化规律。 二、实验步骤 ⑴ 木板平放，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定，连接好电路。 ⑵ 穿纸带；挂钩码。 ⑶ 先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后立即关闭电源。 ⑷ 换纸带，加钩码，再做两次。 三`实验注意点 1．固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置 。 2．滑轮不能过高,细绳应与木板平行. 3．小车应由靠近打点计时器处开始释放，在撞击长木板末端前应让小车停止运动,防止小车从板上掉下来。 4．先 接通电源，后 让纸带运动。 5．打点结束后立即关闭电源。 7．复写纸应该压在纸带的上面。 8．小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免加速度过大而使纸带上打的点太少，或加速度太小使各段位移无法区别，从而使误差增大. ?思考 ① 描出的点并非全分布在一条直线上，我们为什么用一条直线拟合这些点？ 实验中产生误差是不可避免的，所以得到的点不可能严格地处在一条直线上，会有偏差。我们可以这样认为，如果没有误差，这些点都分布在一条直线的概率非常大。所以我们选择用直线拟合这些点。 ?思考 若某个点明显偏离直线，可能是什么原因及怎样处理？ ?思考 从图上可以看出小车的速度随时间怎样变化？ 小车的速度随时间均匀增加。即小车在做匀加速直线运动。 “拟合”图象：从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上，画出一条直线，让尽可能多的点处在这条直线上，其余均匀分布，去掉偏差太大的点，这个点可能是操作失误造成的。 ①取任意两组数据求出Δv和Δt，然后代入a=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a=Δv／Δt求解。 有的同学根据实验数据画出的v- t图象，量出其倾角，由公式a=tanα求出加速度。你认为这种方法正确吗？ 有的同学依次算出通过连续两计数点间的加速度，再出这些加速度的平均值作为小车的加速度。你认为这种方法真的能减小偶然误差吗？ ?思考 纸带上零时刻的速度和末速度如何求？ （根据图象来求，这样可以减小误差） ?思考 如果没有钩码？你有什么办法可以让小车做匀加速直线运动？ 实例探究 1、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 为了计算加速度，合理的方法是（ ） * 复习： 打点计时器可以测量什么物理量？ 位移 时间 （打点计时器是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→某一点的瞬时速度→加速度。 例 请根据纸带给出的数据求出第2个和第4个点的瞬时速度以及相应时间内的平均加速度 实验设计 学生电源，刻度尺 钩码 小车 细绳 纸带 打点计时器 一端附有定滑轮的长木板 处理纸带 舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始,每五个计时点取一个计数点 ；取六个点，依次标号为0，1，2，3，4，5 0.10s 0.10s 过于密集/不清晰的点 ? 怎样分析和选取纸带上的点 处理纸带 测量相邻两计数点间距离时，为减小误差，应该选用长的刻度尺还是短的？为什么？怎样正确操作？ 处理纸带 △x1 △x2 △x3 △x4 △x5 应该选用长刻度尺。使用短尺测量时要不断移动刻度尺，测量误差多次累积后可能会变大。测量时，应该用长刻度尺与纸带上各点对齐，并将其零刻度点对准计数起点，读出各读数点对应的刻度值，然后逐一相减，得出每两个计数点间距离的数值 处理纸带 △x1 △x2 △x3 △x4 △x5 读数时需要估读，并标明单位。 读数时还应该注意什么？ cm 处理的纸带 例：求3这个计数点的速度： △x 4 -△x 2 v3 = v24 = ——— = ————— 2△t △x 24 2△t △t为多少? △x1 △x2 △x3 △x4 △x5 怎样计算各计数点的瞬时速度？ 0 1 2 3 △x0 △x1 △x2 △x3 例：求3这个计数点的速度： v3 = ——— △x3 2△t △t为多少? 怎样操作可以更准确的测量计数点的瞬时速度？ 数据处理:列表法 - - 0.201 0.280 0.432 0.355 0.512 增减所挂的钩码，或在小车上放置重物，再做两次实验，填入上表标有“v2”和“