【最新】人教版必修1高一物理 2.1 实验:探究小车速度随时间变化的规律 (共24张PPT)
高一物理探究小车速度随时间变化的规律
高一物理探究小车速度随时间变化的规律1. 引言嘿,大家好!今天我们要聊聊一个有趣的话题,那就是小车的速度和时间之间的关系。
这可是个跟我们的生活息息相关的物理问题哦!谁不想知道自己的小车在路上飞驰时,到底是怎么一回事呢?我们经常听到“慢慢来,别着急”,但小车的速度可不是这样慢慢变化的,今天咱们就来深入探讨一下。
2. 速度的概念2.1 速度是什么?说到速度,简单来说,就是你走路、开车、骑自行车时,单位时间内走的距离。
比如说,你跑步一公里用了一小时,那你的速度就是1公里每小时。
听起来是不是很简单?但这其中可大有玄机。
速度其实就像是时间的“快手”,在不同的情况下,它的表现可完全不一样。
2.2 速度与时间的关系好啦,速度那么重要,那它和时间又有什么关系呢?想象一下,早上你赶着上学,像风一样飞奔,那速度可不比平时慢。
这就是速度随着时间的变化而变化的典型例子。
我们可以做一个实验,推着一个小车,让它在不同的时间段里走不同的距离,看看小车的速度是怎么变的。
真是趣味无穷!3. 实验设计3.1 实验材料要进行这个实验,咱们得准备一些材料。
首先需要一个小车,当然了,最好是那种能在平面上顺畅滑行的小车,像玩具车那样。
然后,你需要一个平坦的表面,比如说桌子或者地板,再来几本书,用来做坡道。
此外,还需要一个秒表,方便我们记录时间,还有一个尺子,用来测量小车走的距离。
3.2 实验步骤接下来,咱们就来详细聊聊实验的步骤。
首先,把小车放在坡道的顶端,准备好秒表和尺子。
然后,松手,让小车顺着坡道滑下来。
记住,要同时启动秒表!当小车滑到坡道底端时,立刻停止秒表,记录下时间。
然后,使用尺子测量小车从坡道顶端到底端的距离。
接着,换个角度,再来一次,看看结果会有什么不同。
就这样,反复几次,你会发现小车的速度真是变幻莫测。
4. 数据分析4.1 数据记录记录完这些数据后,我们可以把它们整理成表格,看看每次的速度变化。
比如,第一轮实验的距离是2米,时间是2秒,那速度就是2米/2秒,得出的结果就是1米每秒。
2.1实验:探究小车速度随时间变化的规律(人教版必修1)
②分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距离Δ x1、 Δ x2、Δ x3„.
③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,填入表格 中. ④根据表格中的数据,分析速度随时间变化的规律.
(2)图象法 ①在坐标纸上建立直角坐标系,横轴 表示时间,纵轴表示速度,并根据表
2.试探究分析应选择什么样的纸带进行研究?选择纸带的哪
一部分进行研究? 提示:选取一条点迹清晰的纸带,适当舍弃点迹密集部分, 选用点迹较稀疏部分进行研究.
3.计时点和计数点一样吗?一般如何选取计数点?这样选取
的目的是什么? 提示:(1)人为选取的计数点和打点计时器打出的计时点不 一样,相邻两计数点间还有计时点. (2)一般在纸带上每隔4个点取一个计数点,即时间间隔为 t=0.02〓5 s=0.1 s. (3)这样选取的目的是为了便于测量和计算.
1.开始释放小车时为何要求小车靠近打点计时器?先通电打 点还是先释放小车?打点完毕后为何要及时断开电源?
提示:(1)开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器.这样
才能充分利用纸带,从纸带的一端开始打点,而不至于从纸 带中间开始打点. (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.可以保护打点计时器,防止复 写纸因局部打点次数过多而损坏.
是_____(计算结果保留三位有效数字).
解答本题时可按以下思路分析: (1)由打点计时器的打点频率可求得打点时间间隔. (2)用一段时间内的平均速度代替中间时刻的瞬时速度.
【规范解答】(1)相邻两计时点之间的时间间隔等于交流电的
T 周期, 0.02 s . 1 f
(2)读A、B两点数值分别为:1.00 cm、1.70 cm,则A、B两点 间距x=(1.70-1.00) cm=0.70 cm,两计数点之间的时间间隔 t=5〓0.02 s=0.1 s. C点对应的速度为: C v BD v
新人教版必修1高一物理 2.1 实验:探究小车速度随时间变化的规律 (共24张PPT)
解析:正确的实验步骤是:把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木板的没有滑轮 的一端,并连好电路,把一条细绳拴在小车上,细绳跨过 定滑轮,另一端吊合适的钩码,把穿过打点计时器的纸带 固定在小车后面,使小车停在靠近打点计时器处,先接通 电源,再放开小车,让小车运动,打完一条纸带,断开电 源,取下纸带,换上新纸带,再重做两次,即顺序为: DBFAEGC.
(3) 作小车运动的V-T图像 ①在坐标纸上建立直角坐标系,横轴表示时间,
纵轴表示速度,并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,如图所示.
③观察所得到的直线, 分析物体的速度随时间的 变化规律.
v/m•s-1
带上打下一系列的小点,换上新纸带,重复实验三次.
(1)计算计数点附近瞬时速度
v v 1=(x1+x2)/2T , 2=(x2+x3)/2T
…… vn=
(2) 列表: 从几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,作为计数始点,以后依次每五个点取 一个计数点,并标明0、1、2、3、4…,测量各计数 点到0点的距离x(或者相邻两计数点间的Δx),计 算各点瞬时速度并记录相应数据填入表中.
行于t轴的直线,表明物体做 匀速直线运动 ;如果
图象是曲线,则表明物体做变速直线运动,图线的斜率表
示 加速度 .
•不习惯读书进修的人,常会自满于现状,觉得再没有什么事情需要学习,于是他们不进则退。经验丰富的人读书用两只眼睛,一只眼睛看到纸面上的话,另 一眼睛看到纸的背面。2022年4月11日星期一2022/4/112022/4/112022/4/11 •书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔。2022年4月2022/4/112022/4/112022/4/114/11/2022 •正确的略读可使人用很少的时间接触大量的文献,并挑选出有意义的部分。2022/4/112022/4/11April 11, 2022 •书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔。
新人教版高一年级物理必修一第二章第一节 实验:探究小车速度随时间变化的规律(共29张PPT)
问
题 习1、质量都是m的物体在水平面上运动,则在下
与 图所示的运动图像中表明物体做匀速直线运动的
练
习 图像的是
( AC )
:
x
问
题 习2、一枚自制的小火箭由地面竖直向上发射时
与 的V-t图像如图所示,则火箭上升到最高点的位置
练 习:
对应图中的
( D)
A.O点 B.A点 C.B点 D.C点
问 习3、甲、乙两车从平直公路上的同一处向同一
_____0____.
(3)在120s~200s内汽车做__匀__减__速__运动,加速度是 __-0_.2_5_m__/s_2 ,发生位移是___8_00_m__。
(4)由图像得到汽车从A点开始到速度大小为10m/s时 所需的时间__2_0_s,__1_6_0_s__。
问题与练习 P33 /3
可以。剪下的纸条长度表示0.1 s时间内位移大小,可
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
o
0.1
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
t/s
实
验
结
论 :
小车的速度随时间的增加而均匀增加
2-1 实验:探究小车速度随时间变化的规律(课件)高一物理人教版(2019)必修一
第1节:实验:探究小车速度随时间变化的规律
一、实验设计
器材:打点计时器 、学生电源、复写纸、纸带、导线、一端带有滑轮的长木 板、小车、细绳、钩码、刻度尺、坐标纸
二、实验步骤
①把一端带有滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面, 打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端,连接好电路。 ②让小车一端连接穿过打点计时器的纸带,另一端连接绕过滑 轮系有槽码的细绳,把小车停在靠近打点计时器的位置。 ③先接通电源启动计时器,然后放开小车,让它拖着纸带运动, 打点计时器在纸带上打下一行小点,打完一条纸带后立即关闭电 源。 ④增减所挂的槽码(或在小车上放置重物),更换纸带,再做两 次实验。
图中相隔0.1s为一个计数点
...
0
1
2
3
4
图中相隔0.08s为一个计数点
三、数据处理
...
01Leabharlann 234图中相隔0.08s为一个计数点
位置编号 0 1 2 3 时间 t /s 0 0.08 0.16 0.24 v1 /(m·s-1)__ 0.386 0.543 0.664 v2 /(m·s-1)__ 0.201 0.280 0.355
*注意事项 1.开始释放小车的时候,小车应该靠近打点计时器。 2.先通电,后释放小车。 3.打点完毕,马上关闭电源。 4.钩码的质量要适中,不能质量太大,也不能质量太小。 5.实验时要注意保护小车及滑轮,要避免它们被碰坏或跌坏 6.滑轮不能过高,细绳应与木板平行
△x0 △x1
△x2
△x3
0
1
2
3
4
0.32 0.788 0.432
5
0.40 0.937 0.512
6
0.48 1.030
高中物理 专题2.1 实验 探究小车速度随时间变化的关系(讲)(基础版,含解析)新人教版必修1-新人
第二章匀变速直线运动的研究2.1 实验探究小车速度随时间变化的关系★实验目的(1)进一步练习使用打点计时器.(2)会利用平均速度求瞬时速度.(3)会利用v-t图象处理实验数据,并据此判断物体的运动性质.(4)能根据实验数据求加速度.★实验原理1.瞬时速度的计算:各计数点的瞬时速度可用以该点为中间时刻的一段时间内的平均速度来代替:v n=x n+x n+12T2.根据v-t图象判断运动性质:用描点法可作出小车的v-t图象,根据图象的形状可判断小车的运动性质。
3.加速度的计算:利用v-t图象的斜率求出小车的加速度。
★实验器材打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、复写纸片、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源。
★实验步骤1.如下图,把附有滑轮的长木板放在实验桌上,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,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,重复实验两次。
5.增减所挂钩码,按以上步骤再做两次实验。
★数据处理1.纸带的选取从三条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开头一些过于密集的点,在后面便于测量的地方找一个开始点来确定计数点.说明:为了计算方便和减小误差,通常用连续打5个点的时间作为时间间隔,即T =0.1 s.2.采集数据的方法如下图,一般不是直接测量相邻两个计数点间的距离,而是先测量出各个计数点到计时零点的距离x 1、x 2、x 3、x 4、x 5,再计算出相邻的两个计数点的距离.Δx 1=x 1,Δx 2=x 2-x 1,Δx 3=x 3-x 2,Δx 4=x 4-x 3,Δx 5=x 5-x 4.3.速度的计算方法各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替,即v 1=Δx 1+Δx 22T ,v 2=Δx 2+Δx 32T,…(T 为相邻两个计数点间的时间间隔) 4.设计表格并记录相关数据将各计数点对应的时刻及瞬时速度填入下表中,并据此分析速度随时间的变化关系.5.作出小车运动的v -t 图象(1)在坐标纸上建立直角坐标系,横轴表示时间,纵轴表示速度,并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,不在直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,如下图.(3)观察所得到的直线,分析物体的速度随时间的变化规律.6.实验中计算加速度的两种方法(1)公式法:利用已测得的两组数据(t n ,v n )和(t m ,v m )代入公式a =Δv Δt =v m -v n t m -t n求解. (2)图象法:在v -t 图象上任意取两个间隔较远的点(这两个点不是我们表格中已测得的点),找出它们的坐标值,然后把它们的坐标值代入公式a =Δv Δt =v 2-v 1t 2-t 1中求出加速度,即用图线的斜率求加速度. ★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.★实验须知1.开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器。
2.1 实验:探究小车速度随时间变化的规律-同步练习(含解析)—【新教材】人教版高中物理必修第一册
2.1 实验:探究小车速度随时间变化的规律-同步练习一、单选题1.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列说法中正确的是()A. 长木板一定要水平摆放B. 使用刻度尺测量长度时,不必估读C. 使用刻度尺测量长度时,要估读到最小刻度的下一位D. 作v-t图象时,所描线必须经过每一个点2.如图所示是同一打点计时器打出的4条纸带,哪条纸带的加速度最大()A. B.C. D.3.在实验中,利用纸带上的数据和第一章的方法得出各计数点的瞬时速度后,以速度v为纵轴,以时间t为横轴建立直角坐标系。
某次实验中某同学描出的点如图所示。
在直角坐标系上一共描出了10个点。
下列思考有道理的是()①这10个点无论如何也不在一条直线上,因此小车运动的v-t图象不可能为一条直线,而应为一条光滑的曲线②这10个点中有6个点虽然不在一条直线上,但它们紧挨在一条直线附近,只有F和B两点离这条直线太远③在10个点当中只有4个点能画在一条直线上(A、D、G、I),有六个点不在该直线上,这条直线肯定不能表示小车运动的规律④与直线偏差较小的点(C、E、H、J)可能是实验误差造成的,而与直线偏离较大的点(B、F)则可能是实验中出现错误造成的A. ①③B. ②④C. ①②D. ③④4.小明同学在学习了DIS实验后,设计了一个测物体瞬时速度的实验,在小车上固定挡光片,使挡光片的前端与车头齐平,将光电门传感器固定在轨道侧面,垫高轨道的一端.小明同学将小车从该端同一位置由静止释放,获得了如下几组实验数据.则以下表述正确的是()A. 四个挡光片中,挡光片Ⅰ的宽度最小B. 四个挡光片中,挡光片Ⅲ的宽度最小C. 四次实验中,第一次实验测得速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度D. 四次实验中,第四次实验测得速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度5.某同学在“探究匀变速直线运动”的实验中,使用了频率为50Hz的电磁打点计时器,在纸带上打下相邻两个点的时间间隔是()A. 0.01 sB. 0.02 sC. 0.1 sD. 0.2 s6.在用打点计时器探究匀变速直线运动的速度随时间变化规律的实验中,获得的一段纸带如图所示,A、B、C、D为相邻的四个计数点,已知AB=1.80cm,BC=2.00cm,CD=2.20cm,相邻两计数点间的时间间隔为0.1s.关于该实验,下列说法正确的是()A.相邻两计数点间的时间间隔为0.1 s是用秒表测出的B.实验时应先释放小车再接通电源C. 打点计时器打C点时,小车的速度为0.42 m/sD. 小车运动的加速度是0.2 m/s2二、多选题7.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中下列操作正确的是()A. 小车要从靠近打点计时器处开始释放B. 打点计时器应放在长木板有滑轮的一端C. 操作时,应先接通电源,再释放小车D. 电磁打点计时器应使用低压直流电源8.在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,某同学将打点计时器打出的三条纸带,分别以间隔相同点迹的方式依次剪成短纸条,按先后顺序一端对齐粘贴在一起。
2.1实验:探究小车速度随时间的变化规律 说课稿
《实验:探究小车速度随时间变化的规律》说课稿引语:各位尊敬的评委老师们,大家下午好!今天我说课的内容是《实验:探究小车速度随时间变化的规律》。
下面我将说教材、说学情、说教法、说学法以及教学过程、板书设计这六个模块进行我的说课。
一、说教材(一)教材地位及作用(过渡句:要想游刃有余的把控课堂,必须熟悉本堂课的教学内容,所以我对教材进行了梳理) 本节课是人教版必修一第二章匀变速直线运动的研究第一节,本节课要学的内容为探究实验,基于探究的问题,在上一章掌握了测量物体做直线运动速度方法的基础上,要求学生通过研究小车在重物牵引下运动的速度随时间变化的规律,本节课的核心是通过小车在钩码牵引下运动的探究实验,进一步掌握打点计时器的使用方法和利用打点计时器研究物体运动的方法,最终得出小车速度随时间变化的规律。
主要从实验思路、进行实验、数据记录、数据分析等方面层层深入,展开探究过程。
本节的重点是探究实验的设计与数据记录,难点是数据分析。
后面几节都要运用到本实验打出的纸带来进行研究。
因此,本节课有着重要的地位。
(二)教学目标(过渡句:目标是教学的指明灯,为了我的课堂能达成让学生学到知识的同时学会学习的方法,结合对教材内容的分析,所以我确定了如下教学目标)物理观念:根据相关实验器材,设计实验并熟练操作。
科学思维:会运用已学知识处理纸带,求各点瞬时速度科学探究:初步学习根据实验要求,设计实验,完成某种规律的探究方法科学态度与责任:通过对纸带的处理,实验数据的图象展现,培养学生实事求是的科学态度,能使学生灵活地运用科学方法来研究问题,解决问题,提高创新意识(三)教学重难点(过渡句:依据以上对教学目标的分析,结合教材的内容和学生的特点,我确定了以下的教学重点和难点)本节课的教学重点:对实验的设计,数据的处理。
本节课的教学难点:(1)各点瞬时速度的计算。
(2)对实验数据的处理、规律的探究。
二、学情分析(过渡句:学生是教学的主体,要想在课堂上达成自己的目标,需要了解学生的知识基础和生活经验,所以我对学情进行了分析)本节课的授课对于高一这个阶段的学生已经具备了一定高度实验能力,数据分析能力,归纳总结能力,而且在这节课之前学生已经学习过了打点计时器,学习了测量瞬时速度的方法,因此本节课对于学生来讲理解上并不难,较有难度的是实验的操作过程,要注意的事项以及数据分析方法。
高一物理必修一教学案2.1 实验:探究小车速度随时间变化的规律
第一节 实验:探究小车速度随时间变化的规律学习目标:1、巩固打点计时器的使用、纸带数据的处理和测量瞬时速度的方法2、体验如何从实验研究中获取数据,学会利用图象处理实验数据的方法3、知道小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律 学习过程:(一)复习1、 打点计时器的使用方法:①打点计时器是一种_____仪器,使用______电源,当电源频率是50Hz 时,它每隔_____打一个点,纸带上各点之间的距离就表示在相应时间内跟纸带相连物体的_____;②纸带的安装:纸带穿过_______,再放在复写纸片(或墨粉纸盘)的_____面,从另一侧的_________穿出;③启动的顺序:先启动打点计时器打点,还是先让纸带随物体运动?2、 如何用打点计时器测定物体运动的瞬时速度:______________________________ (二)学习新课1、 实验目的:___________________________________________________________2、 实验原理:___________________________________________________________3、 实验器材:___________________________________________________________4、 实验步骤(进行实验):①安装器材:把附有__ ___的长木板平放在实验桌上,把打点计时器固定在_______,并连好电路;把纸带穿过__ ___ _,连在______ _____;将细绳一端拴在_ 上,绕过______后,在另一端挂上_ ____②实验操作:把小车停在________________的位置,先______________,然后____________,让小车拖着纸带运动,打点结束立即________。
③换上 ,重复操作两次。
5、 处理数据:①选择纸带,并选取计数点:选择一条点迹最________的纸带,为了________,舍掉开头一些过于密集的点迹,找一个适当的点当做计时起点,并编号为______,由此开始每隔相同时间(如0.1s )取一个计数点,分别标为1、2、3、4、……②测量位移,计算各计数点的瞬时速度填入表格:由上述数据表格,猜想小车速度随时间的变化规律:6、 作出速度——时间图象:描点法① 建坐标系:以________为纵轴、________为横轴建立直角坐标系,并根据实验数据和坐标纸大小确定合适的标度,以使图象分布在坐标纸中央。
高一物理必修一人教版第二章1 实验:探究小车速度随时间变化的规律
(2)物体的运动可以用语言来描述,也可以用图象来描述。
哪种方法更好? (3)本节课通过打点计时器等实验仪器来探究小车速度随 时间变化的规律及用图象描述运动规律.
1.打点计时器可以测量什么物理量? 时间 2.通过打点计时器可以间接测量什么物理量? 两点间的平均速度 某点的瞬时速度
加速度
一、实验仪器
B.为了实验精确,选取纸带上第一个点作计时起点
C.每相邻计数点的时间间隔只能取0.1s D.每相邻计数点的时间间隔可视打点密度而定,取0.02s , 0.04s,„n×0.02s均可
例题2.根据下表数据画出v-t图象
0.30
0.45
0.60
0.74
0.89
1.03
描点连线作图
1.2
v/(m·s-1)
答案:
(1)16.50 21.40 26.30 31.35 35.85
(2)小车的速度随时间均匀增加
通过本节课的学习,我们进一步掌握了打点计时器的
使用方法和利用打点计时器研究物体运动的方法;通 过纸带会计算各个计数点的速度,并能在坐标纸上画出 物体的v-t 图象。
我们每个人都应该有更多的同情和爱,比 维持我们生存需要的多得多,我们应该把 它分散给别人,追求是生命之光。
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
1.巩固打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速 度的方法。 2.通过实验探究,体验如何从实验研究中获取数据,学
会利用图象处理实验数据的科学方法。
3.知道小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律。
(1)如何描述滑雪运动员的速度随时间变化的规律呢?
打点计时器;纸带;复写纸;低压交流电源;小车;细 绳;一端附有滑轮的长木板;刻度尺;钩码;导线 特别提醒:
高中物理 2.1 实验 探究小车速度随时间变化的规律导学案新人教版必修1
实验:探究小车速度随时间变化的规律[学习目标]进一步练习使用打点计时器. 会利用平均速度求瞬时速度.会利用v -t 图象处理实验数据,并据此判断物体的运动性质. 4.能根据实验数据求加速度. [学习重点] 一、实验原理1.纸带上某点的瞬时速度一般用一小段时间内的平均速度求解.2.用描点法画出小车的v -t 图象,图线的斜率表示加速度,v -t 图象是一条倾斜的直线,说明小车的速度是均匀变化的. 二、实验器材打点计时器、交流电源、纸带、一端附有滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、坐标纸.三、实验步骤1.如图所示,把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端,连接好电路.2.把一条细绳拴在小车上,使细绳水平跨过滑轮,下面挂上适当的钩码,放手后,看小车能否在木板上平稳地加速滑行,然后把纸带穿过打点计时器,并把纸带的另一端固定在小车的后面.3.把小车停在靠近打点计时器的位置,先接通电源,后释放小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器在纸带上打下一行小点,随后立即关闭电源.换上新纸带,重复操作两次. [学习难点] 四、数据处理1.挑选纸带并测量在打出的纸带中选择一条点迹最清晰的.为了便于测量,舍掉开头一些过于密集的点迹,找一个适当的点当作计时起点(0点),每5个点(相隔0.1 s)取一个计数点进行测量,如图2所示.(相邻两点间还有4个点未画出,电源频率为50 Hz)图22.瞬时速度的计算和记录(1)计算方法:时间间隔很短时,可用某段时间内的平均速度表示这段时间内某一时刻的瞬时速度,即v n =x n +x n +12T .例如,图中计数点4的速度v 4=x 4+x 52T,其中T =0.1 s. (2)3.(1)定标度:坐标轴的标度选取要合理,应使图象大致布满坐标纸.(2)描点:在坐标纸上描出各个坐标点的位置.(3)连线:用一条平滑的曲线或直线“拟合”这些点.4.实验结论如果画出的v-t图象是一条倾斜的直线,说明小车做速度均匀变化的直线运动.图象和纵轴的交点表示开始计时时小车的速度——初速度.五、注意事项1.先接通电源,计时器工作稳定后,再放开小车,当小车停止运动时及时断开电源.2.要防止钩码落地以及小车与滑轮相撞,当小车到达滑轮前及时用手按住它.3.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.4.要区别计时器打出的计时点与人为选取的计数点,一般在纸带上每隔四个计时点取一个计数点,即时间间隔为T=0.02×5 s=0.1 s.(电源频率为50 Hz)5.在坐标纸上画v-t图象时,注意坐标轴单位长度的选取,应使图象尽量分布在较大的坐标平面内.[学习过程]任务:一、实验原理及操作例1 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列说法正确的是( )A.通过调节,使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上B.坐标轴单位长度越小越好C.开始前要先接通电源后松开纸带,打完点要先断开电源后取纸带D.钩码的质量越大越好解析实验中调节滑轮的高度使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上,可以减小摩擦,所以A正确;要适当地选取坐标轴的单位长度使图象尽量分布在较大的坐标平面内,B错误;开始前要先接通电源后松开纸带,打完点要先断开电源后取纸带,这样可以使实验更精确,所以C正确;钩码的质量要适中,不要太大也不要太小,D错误.答案AC[总结提升]1.开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器.2.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.3.先接通电源,等打点稳定后,再释放小车.4.打点完毕,立即断开电源.5.选取一条点迹清晰的纸带,舍弃开头点迹密集部分,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.一般在纸带上每隔4个点取一个计数点,即时间间隔为T=0.02×5 s=0.1 s.二、实验数据处理例2 在用电火花计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,图3甲是一次记录小车运动情况的纸带,图中A 、B 、C 、D 、E 为相邻的计数点,相邻计数点间还有四个点未画出.(电源频率为50 Hz)图3(1)根据运动学有关公式可求得v B =1.38 m/s ,v C =________ m/s ,v D =3.90 m/s.(保留三位有效数字)(2)利用求得的数值在图乙所示坐标纸上作出小车的v -t 图线(从打A 点时开始计时).利用纸带上的数据求出小车运动的加速度a =________ m/s 2.(保留三位有效数字)(3)将图线延长与纵轴相交,交点的纵坐标是0.12 m/s ,此交点的物理意义是:____________________________. 解析 (1)打C 点时对应的速度为v C =x BD 2T =60.30-7.500.2cm/s =2.64 m/s.(2)用描点法作出小车的运动图象如图所示.由图知小车运动的加速度a =v D -v B t D -t B =3.90 m/s -1.38 m/s (3-1)×10-1s=12.6 m/s 2. (3)此交点表示从A 点开始计时时,小车的速度为 0.12 m/s.答案 (1)2.64 (2)12.6(3)从A 点开始计时时,小车的速度为0.12 m/s [总结提升]1.瞬时速度的计算:小车在某点的瞬时速度,一般用一小段时间内的平均速度来代替,即v =Δx Δt. 2.运动性质的判断:用描点法作出小车的v -t 图象,根据图象的形状判断小车的运动性质. 3.加速度的计算:利用v -t 图象的斜率求出小车的加速度.【当课检测】1.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,某同学进行了以下实验操作步骤,试找出其中错误和遗漏的步骤(遗漏步骤可编上序号G).A.拉住小车,将小车移到靠近打点计时器的一端后,放开小车,再接通电源B.将打点计时器固定在长木板无滑轮的一端,并接好电路C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当的钩码D.取下纸带,再断开电源E.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔F.从所打的纸带中选取理想的纸带进行测量分析错误和遗漏:①________________________________________________________________________;②________________________________________________________________________;③G.________________________________________________________________________;正确的步骤顺序为________________________.2.某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,所得纸带点间距过密,若利用该纸带分析小车运动情况,下列做法可行的是( )A.每隔9个点取一个计数点,计数点时间间隔为0.2 sB.每隔2个点取一个计数点,计数点时间间隔为0.04 sC.只研究纸带后端几个间距较大的点所在区域D.只研究纸带前端较密的几个点所在区域3.(多选)一小球在水平桌面上做直线运动,用照相机对着小球每隔0.1 s拍照一次,得到一幅频闪照片,用刻度尺量得照片上小球各位置如图4所示,已知照片与实物的比例为1∶10,则( )图4A.图中对应的小球在通过8 cm距离内的平均速度是2 m/sB.图中对应的小球在通过8 cm距离内的平均速度是1.6 m/sC.图中对应的小球在通过6 cm处的瞬时速度是2.5 m/sD.图中对应的小球在通过6 cm处的瞬时速度是2 m/s4.光电计时器是一种常用计时仪器,其结构如图5甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有滑块从a、b间通过时,光电计时器就可以显示出物体的挡光时间.现有某滑块在斜面上滑行,先后两次通过光电门1和光电门2,计时器显示的挡光时间分别是t1=5×10-2 s、t2=3×10-2 s,滑块从光电门1到光电门2所经历的总时间t=0.15 s,用分度值为1 mm的刻度尺测量小滑块的长度d,示数如图乙所示.图5(1)读出滑块的长度d为________ cm.(2)滑块通过光电门的速度v1、v2分别为________ m/s、________m/s.(3)滑块的加速度大小为________.(计算结果保留三位小数)。
人教版物理必修一试题2-1实验:探究小车速度随时间变化的规律
第2章1基础夯实1.关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作,下列说法错误..的是( ) A.长木板不能侧向倾斜,但可以一端高一端低.B.在释放小车前,小车应紧靠在打点计时器上C.应先接通电源,待打点计时器开始打点后再释放小车D.要在小车到达定滑轮前使小车停止运动答案:B解析:实验过程中,长木板不能侧向倾斜,防止侧滑,一端高一端低没影响,只是测出的加速度不同,故A项正确,在释放小车前,小车应在靠近打点计时器处,不能紧靠在计时器上,故B项不正确;应先通电、后放小车,故C项正确;不要让小车碰在滑轮上,故D 正确,本题选错误的.2.在实验过程中,对于减小实验误差来说,下列方法中有益的是( )A.选取记数点,把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位B.使小车运动的加速度尽量小些C.舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算D.选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验答案:ACD解析:用计数点的方法,利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算可减小测量误差;选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验可以减小因速度变化不均匀带来的误差.3.一辆农用“小四轮”漏油,假如每隔1s漏下一滴,车在平直公路上行驶,一位同学根据漏在路面上的油滴分布,分析“小四轮”的运动情况(已知车的运动方向).下列说法中正确的是A .当沿运动方向油滴始终均匀分布时,车的速度可能不变B .当沿运动方向油滴间距逐渐增大时,车的加速度一定在增大C .当沿运动方向油滴间距逐渐增大时,车的加速度可能在减小D .当沿运动方向油滴间距逐渐增大时,车的加速度可能在增大答案:ACD解析:油滴始终均匀分布时,由v =Δx Δt可知车的速度可能不变;当沿运动方向油滴间距逐渐增大时,说明车的速度在增加,但加速度的增减情况不确定.4.如图(甲)、(乙)两个图象为甲、乙两位同学从实验中得到数据后画出的小车运动的v -t 图象.同学们看了两人的实验报告后,有四个看法:①甲的实验误差比乙的实验误差小②甲的实验误差比乙的实验误差大③甲在实验中处理纸带时没有舍掉开头一些密集的点迹④乙在实验中处理纸带时没有舍掉开头一些密集的点迹上述说法中,正确的说法是( )A .①③B .②④C .②③D .①④答案:C5.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,打点计时器使用的交流电的频率为50Hz ,记录小车做匀变速运动的纸带如下图所示,在纸带上选择点迹清晰的点并标注为0~5的六个计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点没有画出.纸带旁并排放着带有最小刻度为毫米的刻度尺,零点跟“0”计数点对齐.由图可以读出1,3,5三个计数点跟“0”点的距离d 1,d 3,d 5,请将测量值填入下表中.距离d1d3d5测量值/cm4”的瞬时速度为________m/s;小车的加速度是________m/s2.答案:0.21;0.33;0.60解析:根据刻度尺的读数方法知,d1=1.20cm,d3=5.40cm,d5=12.00cm.则:v2=(d3-d1)/(2T)=0.21m/s,v4=(d5-d3)/(2T)=0.33m/s,a=(v4-v2)/(2T)=0.60m/s2.6.(广东揭阳一中09-10学年高一上学期期中)一小球在桌面上从静止开始做匀加速运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下小球每次曝光的位置,并将小球的位置编号.如图所示,1位置恰为小球刚开始运动的瞬间,摄影机连续两次曝光的时间间隔均为1s,则小球在4位置时的瞬时速度约为________m/s,小球从1位置到6位置的运动过程中的平均速度为________m/s,在该过程中的加速度大约为________m/s2.答案:0.09 0.075 0.030能力提升1.在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,算出小车经过各计数点的瞬时速度如下计数点序号12345 6计数点对应的0.100.200.300.400.500.60时刻(s)通过计数点的44.062.081.0100.0110.0168.0速度(cm/s)A.根据任意两计数点的速度用公式a=Δv/Δt算出加速度B.根据实验数据画出v-t图象,量出其倾角,由公式a=tanα求出加速度C.根据实验数据画出v-t图象,由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式a=Δv/Δt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答案:C解析: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图象,才可充分利用各次测量数据,减少偶然误差.由于在物理图象中,两坐标轴的分度大小往往是不相等的,根据同一组数据,可以画出倾角不同的许多图象,方法B是错误的.正确的方法是根据图象找出不同时刻所对应的速度值,然后利用公式a=Δv/Δt算出加速度,即方法C.2.在实验中,利用纸带上的数据和第一章的方法得出各计数点的瞬时速度后,以速度v为纵轴,以时间t为横轴建立直角坐标系.某次实验中某同学描出的点如图所示.在直角坐标系上一共描出了10个点.下列思考有道理的是( )①这10个点无论如何也不在一条直线上,因此小车运动的v-t图象不可能为一条直线,而应为一条光滑的曲线②这10个点中有8个点虽然不在一条直线上,但它们紧挨在一条直线附近,只有F和B两点离这条直线太远③在8个点当中只有4个点能画在一条直线上(A、D、G、I),有六个点不在该直线上,这条直线肯定不能表示小车运动的规律④与直线偏差较小的点(C、E、H、J)可能是实验误差造成的,而与直线偏离较大的点(B、F)则可能是实验中出现错误造成的A.①③B.②④C.①②D.③④答案:B解析:考虑有误差,才不可能在一直线上,若理想化,这些点将都在一直线上,①③错误,②④正确.3.(浙江嘉兴一中08-09学年高一上学期期中)在《探究小车速度随时间变化的规律》实验中,用打点计时器打出的一条纸带.A、B、C、D、E为我们在纸带上所选的记数点.相邻计数点间的时间间隔为0.1s,各点间的距离如下图所示,则在打D点时,小车的速度为________m/s.并可求得小车的加速度大小为______m/s2.若当交流电的实际频率小于50Hz 时,仍按50Hz计算,则测量的加速度值比真实的加速度值________(填“偏大”“偏小”“不变”).答案:0.34 0.40 偏大解析:T =0.1sv D =x CE 2T =0.0682×0.1m/s =0.34m/s v B =x AC 2T=0.26m/s a =v D -v B 2T=0.4m/s 2 4.除用打点计时器探究物体速度随时间变化的规律外,人们还可以用其他方法来进行实验,记录物体运动的时间和位移,“频闪照相法”就是其中最常用的一种.频闪照相法是一种常用照相技术,每间隔一定时间曝光一次,从而形成间隔相等时间的影像方法.在频闪照相中会用到频闪灯,它每隔相等时间闪光一次,例如每隔0.1s 闪光一次,即每秒闪光10次.当物体运动时,利用频闪灯照明,照相机可以拍摄出该物体每隔相等时间所达的位置.通过这种方法拍摄的照片称为频闪照片.如图所示是利用每秒闪光10次拍摄的小球沿斜面滚下的频闪照片.与打点计时器记录的信息相比,频闪灯的闪光频率相当于打点计时器交变电源的频率,而相同时间间隔出现的影像则相当于打点计时器打出的点子.因此,运动物体的频闪照片既记录了物体运动的时间信息,又记录了物体运动的位移信息.至于根据时间和位移信息求速度和加速度的方法,两者都是一样的.下图是采用每秒闪光10次拍摄的小球在斜面上运动的频闪照片示意图,图中每两个相邻的小球的影像间隔的时间就是0.1s ,这样便记录了小球运动的时间,而小球运动的位移则可以用刻度尺测出.试根据图中信息作出小球的v -t 图象.解析:用时间间隔为0.1s ,测出各计数点间的距离:计数点0,2之间的距离Δx 02=16cm =0.16m计数点1,3之间的距离Δx 13=(30-7)cm =0.23m计数点2,4之间的距离Δx 24=(48-16)cm =0.32m计数点3,5之间的距离Δx 35=(73-30)cm =0.43m根据v =Δx Δt 求出各计数点的速度. 计数点1的速度v 1=Δx 022t =0.162×0.1m/s =0.8m/s 计数点2的速度v 2=Δx 132t =0.232×0.1m/s =1.15m/s 计数点3的速度v 3=Δx 242t =0.322×0.1m/s =1.6m/s 计数点4的速度v 4=Δx 352t =0.432×0.1m/s =2.15m/s 根据所求数据作出的v -t 图象如图所示.。
人教版高中物理必修1精品课件 第2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
布,大小适中。
(4)作图像一定用平滑的直线连接,并延长到与坐标轴有交点。
对点演练
1.在探究小车速度随时间变化的规律的实验中打出的纸带如图所示,打点
计时器所用电源的频率为50 Hz,每两个相邻计数点之间还有4个点未画出。
A点对准刻度尺的0刻度线,从刻度尺上分别读出B、C、D、E点到A点的距
离备用,其中A、D两点间的距离xAD=
变化的。
二、实验器材
打点计时器、学生电源、复写纸、 纸带
木板、
小车
、细绳、钩码、
、导线、一端带有滑轮的长
刻度尺 、坐标纸。
三、实验步骤
1.按图所示,把一端带有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.把一条细绳系在小车上,使细绳跨过定滑轮,下边挂上合适的钩码。把纸
角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随
时间变化的关系图线。如解析图所示
(3)由所画速度—时间图像求出小车加
速度为 0.80
m/s2。(结果保留小
数点后2位)
(4)根据速度—时间图像判断,在打A计数点时,小车的速度
vA= 0.32
m/s。(结果保留小数点后2位)
解析 (1)极短时间内的平均速度等于该时刻的瞬时速度,两个相邻的计数
2.误差分析
误差来源
使用的电源频率不
稳定,导致计时误差
误差分析
这是系统误差。电源频率增加时,计算用的时间0.02 s
比真实时间大,计算出的速度偏小;电源频率减小时,计
算用的时间0.02 s比真实时间小,计算出的速度偏大
纸带上计数点间距 这是偶然误差。多次测量取平均值是减小偶然误差的
2-1实验:探究小车速度随时间变化的规律 -2023-2024学年高一物理必
2.1实验:探究小车速度随时间变化的规律1.进一步练习使用打点计时器.2.会利用平均速度求瞬时速度.3.会利用v-t图像处理实验数据,并由图像计算小车的加速度和判断小车的运动情况.考点精析一、实验原理1.利用纸带计算瞬时速度:以纸带上某点为中间时刻取一小段位移,用这段位移的平均速度表示这点的瞬时速度.2.用v-t 图像表示小车的运动情况:以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,用描点法画出小车的v-t图像,图线的倾斜程度表示加速度的大小,如果v-t图像是一条倾斜的直线,说明小车的速度是均匀变化的.二、实验器材打点计时器(带导线)、交变电源、纸带、一端带有定滑轮的长铝板、小车、细绳、槽码、刻度尺、复写纸、坐标纸.三、实验步骤1.如图1所示,把一端带有定滑轮的长铝板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面.铝板上放一个可以左右移动的小车,小车一端连接穿过打点计时器的纸带,另一端连接绕过滑轮系有槽码的细绳.图12.把小车停在靠近(“靠近”或“远离”)打点计时器的位置.先启动打点计时器,后放开小车(填“启动打点计时器”或“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行小点.随后,立即关闭电源.3.换上新纸带,并增减所挂槽码(或在小车上放置重物)重新操作两次.四、数据记录1.采集数据舍掉纸带开头一些过于密集的点,找一个适当的点作为计时起点.可选择相隔0.1 s(或更短)的若干计数点进行测量.如图2所示,先测量出各个计数点到计时起点的距离:x 1、x 2、x 3、x 4、x 5…,再计算出相邻的两个计数点间的距离:Δx 1=x 1,Δx 2=x 2-x 1,Δx 3=x 3-x 2,Δx 4=x 4-x 3,Δx 5=x 5-x 4,…,填入自己设计的表中.图22.求各计数点的瞬时速度(1)各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替,即v 1=Δx 1+Δx 22T ,v 2=Δx 2+Δx 32T,…T 为相邻两个计数点间的时间间隔,若交流电源频率为50 Hz ,每5个点取一个计数点(中间隔4个点),则T =0.1 s.(2)设计表格并记录相关数据位置编号 0 1 2 3 4 5 6 … 时刻t /s0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 v 1/(m ·s -1) v 2/(m ·s -1) v 3/(m ·s -1)…五、数据分析1.在坐标纸上建立直角坐标系,横轴表示时间,纵轴表示速度,并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,不在直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,如图所示.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 图像求出小车运动的加速度a =ΔvΔt .1.开始释放小车时,应使小车靠近(填“靠近”或“远离”)打点计时器.2.先启动打点计时器,等打点稳定后,再放开小车(填“启动打点计时器”或“放开小车”). 3.打点完毕,立即关闭电源.4.选取一条点迹清晰的纸带,舍掉开头点迹密集部分,选取适当的计数点(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.5.不要分段测量各段距离,应尽可能地一次测量完毕(可统一量出各计数点到计时起点之间的距离). 6.在坐标纸上画v -t 图像时,注意坐标轴单位长度的选取,应使图像大致布满坐标纸.7.作v -t 图像时,我们利用的是瞬时速度,但某一点的瞬时速度是难以测量的,我们可以用一小段时间内的平均速度表示该点的瞬时速度,这是处理这一类问题的方法.一、单选题1.(2023·高一课时练习)在用打点计时器测速度的实验中,某同学得到一张打点清晰的纸带如图所示,要求测出D 点瞬时速度,本实验采用包含D 点在内的一段距离中的平均速度来近似地代表D 点的瞬时速度,已知电源频率50Hz ,下列几种方法中最准确的是( )例题精讲考点深化A .1D AGv t =∆,10.12s t ∆= B .2D BEv t =∆,20.06s t ∆= C .3D BGv t =∆,30.1s t ∆= D .4D CEv t =∆,40.04s t ∆= 2.(2023·高一课时练习)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,下列说法正确的是( ) A .分别逐个测出每两个相邻计数点间的距离,这样便于记录 B .为使测量更为严谨,应把打下的第一个点作为第一个测量点C .为了便于测量,应舍掉开头一些过于密集的点,找一个适当的点当作计时起点D .两相邻计数点间的时间间隔必须是0.1 s3.(2023秋·湖南郴州·高一校联考期末)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,使用电磁打点计时器(所用交流电的频率为50Hz ),得到如图所示的纸带,图中的点为计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出来,下列表述正确的是( )A .实验时应先放开纸带再接通电源B .从纸带上不可能求出计数点C 对应的速率 C .从纸带上可以求出计数点B 对应的速率D .相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s4.(2023春·湖南衡阳·高一校考开学考试)如图所示,“探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律”实验中打出的一条纸带,相邻计数点间的时间间隔为T ,则打C 点时物体运动速度的大小为( )A .21x x T- B .21x x T+ C .212x x T- D .212x x T+二、多选题5.(2023·广东阳江·高二校考学业考试)在实验中,我们经常采用图像法分析数据间的关系,则下列说法不正确的是( ) A .连线时应让所有的点都落在线上B .离线太远的点可以舍去C .画曲线时尽量使它两侧的点数大致相同D .用平滑的曲线连接点6.(2023·高一课时练习)如果打点计时器用50Hz 的交流电,下列说法中正确的是( )A.打点计时器的打点周期是0.02sB.每隔2个点取一个计数点,则计数周期为0.04sC.每隔5个点取一个计数点,则计数周期为0.1sD.每5个点取一个计数点,则计数周期为0.1s三、填空题7.(2023·高一课时练习)某同学利用图(a)所示的实验装置探究物块速度随时间的变化.物块放在桌面上,细绳的一端与物块相连,另一端跨过滑轮挂上钩码.打点计时器固定在桌面左端,所用交流电源频率为50 Hz.纸带穿过打点计时器连接在物块上.启动打点计时器,释放物块,物块在钩码的作用下拖着纸带运动.打点计时器打出的纸带如图(b)所示(图中相邻两点间有4个点未画出).根据实验数据分析,该同学认为物块的运动为匀加速运动.回答下列问题:(1)在打点计时器打出B点时,物块的速度大小为_______m/s.在打出D点时,物块的速度大小为_______m/s;(保留两位有效数字)(2)物块的加速度大小为_______m/s2.(保留两位有效数字)8.(2023秋·陕西铜川·高一校考阶段练习)如图是某同学用手水平地拉动纸带通过打点计时器后(电源频率为50Hz)得到的纸带,从A点通过计时器到D点通过计时器历时_____ s,位移为_____ m,这段时间内的平均速度为_____ m/s,BC段的平均速度为_____m/s,F点的瞬时速度可以粗略的认为是_____m/s.(平均速度和瞬时速度的结果保留三位有效数字)四、实验题9.(2022秋·云南昭通·高一校考阶段练习)小华同学在“研究匀变速直线运动”的实验中,将打点计时器固定在某处,在绳子拉力的作用下小车拖着穿过打点计时器的纸带在水平木板上运动,如图1所示。
高一【物理(人教版)】实验:探究小车速度随时间变化的规律
想一想
某同学采用了如下方法绘制小车运动的v-t图
像:先把实验得到的纸带每隔0.1 s剪断,得到若
干短纸条,再把这些纸条下端对齐,并排贴在一
张纸上。纸条的宽度方向作为时间坐标轴,长度
方向作为速度坐标轴,最后将纸条上端中心连起
来,得到小车运动的v-t图像。
这样做有道理吗?
0.10 s
0.10 s
0.10
附属实验中学
一、实验思路
要研究小车在重物牵引下速度随时间变化的规律,你认为
如何设计此实验?需要测量哪些物理量?选用什么器材?请
你把自己研究的方案写出来,并和同学交流。
实验方案
➢打点计时器测量速度和时间
➢槽码牵引小车在长木板上运动
实验器材
➢小车,一端带有பைடு நூலகம்轮的长木板,细绳,槽码
➢打点计时器,固定夹,电源,电键,导线,纸带
后面每5个点取一个计数点。
➢ 测量各计数点到起始点0 的距离x,记录在表中。
➢ 计算两相邻计数点间的位移Δx,同时记录对应的时间Δt。
➢根据Δx 和Δt 算出的速度值,可以作为这两个计数点中间任意位置的瞬时
速度,这里我们统一记为左边计数点的瞬时速度。计算各计数点的速度,
Δ
并记录在表中。
v=
Δ
2. 测量示例
➢ 安装打点计时器时,要使打点计时器的限位孔沿长木板的纵轴
中心线方向。
➢ 摆放小车时,要使小车能沿木板中心线运动;纸带穿过限位孔
后应该展平,以减小和限位孔的摩擦。
三、数据记录
1. 瞬时速度的测量
1.3 测量瞬时速度的方法
x1
x2
x3
Δx
Δt = 0.10s
➢ 为了便于测量,舍掉纸带开头一些过于密集的点,找一个适当的点作为计时起点0,
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…… vn=
(2) 列表:
从几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,作为计数始点,以后依次每五个点取
一个计数点,并标明0、1、2、3、4…,测量各计数 点到0点的距离x(或者相邻两计数点间的Δx),计 算各点瞬时速度并记录相应数据填入表中. 位置编号 时间t/s 0 1 2 3 4 5
x/m
v/(m·s-1)
下表是某同学实验获得的数据,请根据表中的v、t数
据在坐标系中描点,并观察思考,猜想这些点的分布规律.
A 位置 时间(s) 0 v(m/s) 0.38
B
C
D
E
F
G
0.1 0.63
0.2 0.88
0.3 1.11
0.4 1.38
0.5 0.6 1.62 1.90
(3) 作小车运动的V-T图像
解析:正确的实验步骤是:把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木板的没有滑轮
的一端,并连好电路,把一条细绳拴在小车上,细绳跨过 定滑轮,另一端吊合适的钩码,把穿过打点计时器的纸带 固定在小车后面,使小车停在靠近打点计时器处,先接通 电源,再放开小车,让小车运动,打完一条纸带,断开电
点取一个计数点,则相邻两个计数点之间的时间间隔为 0.1 s. 电火花打点计时器的工作电压是 220 V。 2.在进行本实验时,是先接通电源还是先释放小车? 3.在纸带如何计算计数点附近的瞬时速度? 4.对实验后的数据如何处理?
(1)实验目的: 利用打点纸带研究小车的运动情况,分析小车的速度 随时间变化的规律。 (2)实验器材: 打点计时器、纸带、刻度尺、导线、低压交流电源、 小车、钩码。 (2)实验原理: 利用纸带上的数据和第一章的方法求出通过各计数点 的速度求出打第n个计数点时纸带的瞬时速度),再列表
④ A.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面
② B .把打点计时器固定在木板的没有滑轮的一端,并 连好电路 ⑦ C.换上新的纸带,再重做两次 ① D.把长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面 ⑤ E .使小车停在靠近打点计时器处,接通电源,放开 小车,让小车运动 ③ F .把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下边 吊着合适的钩码 ⑥ G.断开电源,取出纸带
●情景切入
在生活中, 列车开动、飞机着陆(如图);在自然界里, 物体下落、鸽子飞翔、猎豹捕食、蜗牛爬行、蚂蚁搬 家……这些运动中速度都有变化吗?
物体的速度变化存在规律吗?怎样探索复杂运动蕴涵 的规律?
1.实验:探究小车速度随时间 变化的规律
※※
掌握实验原理及实验仪器的安装与使用
※ ※
学会用图象法处理实验数据 根据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.
请回忆第一章第4节(用打点计时器测速度)、仔细 阅读本节内容并进行讨论,思考以下问题:
1.电磁打点计时器是一种使用 交流 电源的计时仪器, 0.02 当电源的频率为50Hz时, 打点间隔为 s.若每5个
①在坐标纸上建立直角坐标系,横轴表示时间,
纵轴表示速度,并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,如图所示. ③观察所得到的直线, 分析物体的速度随时间的 变化规律.
V-T 2 1.8 1.6 1.4
v/m•s-1
x1=1.40cm,x2=1.90cm,x3=2.38cm, x4=2.88cm,x5=3.39cm,x6=3.87cm. (1) 在打点计时器打出点 1 、 2 、 3、 4 、 5 时,小车的速 16.50 21.40 度分别为: v1 = ________cm/s , v2 = ________cm/s , v3 = 26.30 31.35 36.30 ________cm/s ,v4=________cm/s ,v5=________cm/s. (2)在平面直角坐标系中作出v-t图象. (3)分析小车运动速度随时间变化的规律.
滑行,然后把纸带穿过打点计时器,并把纸带的另一端 固定在小车的后面. 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,换上新纸带,重复实验三次.
(1)计算计数点附近瞬时速度
v =(x +x )/2T
1
1
2
,
v =(x +x )/2T
2 2 3
并作出v-t图象,分析v与t的关系.( vn=
)
(4)实验过程: ①(如图所示)把一端附有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
上远离滑轮的一端,连接好电路.
注意:开始时,应使小 车靠近打点计时器.
②把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边
挂上合适的钩码,放手后,看小车能否在木板上平稳地
3.在三条纸带中选择一条最 清晰 的.为了 便于测 量,舍掉 开头 一些 过于密集 的点迹,找一个适当的 点当做 计时起点 .
2.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中, 如图所示,给出了从0点开始,每5个点取一个计数点的纸
带,其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点,测得:x1=
1.40cm,x2=1.90cm,x3=2.38cm,x4=2.88cm,x5= 3.39cm,x6=3.87cm.那么:
源,取下纸带,换上新纸带,再重做两次,即顺序为:
DBFAEGC. 答案:DBFAEGC. 点评: 对于实验的步骤,同学们应结合实际操作掌 握.
2.为了研究小车的速度随 要把 打点计时器 器的位置.
时间
变化的规 律 , 需
固定在长木板上,把 纸带 穿 过 打 点
计时器,连在 小车 的后面.把小车停在 靠近 打 点 计 时
1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 0.2 0.4 t/s 0.6 0.8 V-T 线性 (V-T)
结论:在实验误差允许范围内,小车运动的v-t图
象是一条倾斜的直线。
1. 在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,按照实 验进行的先后顺序,将下述步骤的代号填在横线上
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