实验一研究匀变速直线运动省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第1页第2页一、试验目标一、试验目标用打点计时器探究小车速度随时间改变规律用打点计时器探究小车速度随时间改变规律二、试验原理二、试验原理1打点计时器打点计时器(1)作用：计时仪器，每隔作用：计时仪器，每隔0.02 s打一次点打一次点第3页 (3)纸带上点意义：纸带上点意义：表示和纸带相连物体在不一样时刻位置；表示和纸带相连物体在不一样时刻位置；经过研究纸带上各点之间间隔，能够判断物体运动情经过研究纸带上各点之间间隔，能够判断物体运动情况况第4页第5页第6页(3)“图象法图象法”求加速度，即由求加速度，即由“平均速度法平均速度法”求出多求出多个点个点 速度，画出速度，画出vt图，直线斜率即加速度图，直线斜率即加速度 三、试验器材三、试验器材 打点计时器、纸带、一端附有定滑轮长木板、小车、打点计时器、纸带、一端附有定滑轮长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、电源细绳、钩码、刻度尺、电源第7页四、试验步骤四、试验步骤1把附有滑轮长木板放在试验桌上，并使滑轮伸出桌面，把附有滑轮长木板放在试验桌上，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一端，连接好把打点计时器固定在长木板上没有滑轮一端，连接好 电路电路2把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上适当把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上适当 钩码，把纸带穿过打点计时器，并把它一端固定在小车钩码，把纸带穿过打点计时器，并把它一端固定在小车 后面，调整滑轮高度，使细绳与平板平行试验装置后面，调整滑轮高度，使细绳与平板平行试验装置 见图实见图实12，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速 滑行滑行第8页第9页3把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，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 一系列点，换上新纸带，重复三次一系列点，换上新纸带，重复三次4从几条纸带中选择一条比较理想纸带，舍掉开始一些从几条纸带中选择一条比较理想纸带，舍掉开始一些 比较密集点，在后面便于测量地方找一个开始点，比较密集点，在后面便于测量地方找一个开始点，以后依次每五个点取一个计数点，确定好计数始点，并以后依次每五个点取一个计数点，确定好计数始点，并 标明标明0、1、2、3、4，测量各计数点到，测量各计数点到0点距离点距离x，并统计填入表中并统计填入表中.第10页位置位置编编号号012345时间时间t/s0 x/m0v/(ms1)第11页5.计算出相邻计数点之间距离计算出相邻计数点之间距离x1、x2、x36利用一段时间内平均速度等于这段时间中间时刻瞬利用一段时间内平均速度等于这段时间中间时刻瞬 时速度求得各计数点时速度求得各计数点1、2、3、4、5瞬时速度，填入瞬时速度，填入 上面表格中上面表格中7增减所挂钩码数，再做两次试验增减所挂钩码数，再做两次试验第12页五、数据处理及试验结论五、数据处理及试验结论1由试验数据得出由试验数据得出vt图象图象(1)依据表格中依据表格中v、t数据，在平面数据，在平面 直角坐标系中仔细描点，如图实直角坐标系中仔细描点，如图实 13所表示，对于每次试验，描所表示，对于每次试验，描 出几个点都大致落在一条直线上出几个点都大致落在一条直线上(2)作一条直线，使同一次试验得到各点尽可能落到这条直线作一条直线，使同一次试验得到各点尽可能落到这条直线 上，落不到直线上点，应均匀分布在直线两侧，这条上，落不到直线上点，应均匀分布在直线两侧，这条 直线就是此次试验直线就是此次试验vt图象，它是一条倾斜直线图象，它是一条倾斜直线第13页2由试验得出由试验得出vt图象深入得出小车运动速度随时图象深入得出小车运动速度随时 间改变规律间改变规律 有两条路径进行分析：有两条路径进行分析：(1)小车运动小车运动vt图象是一条倾斜直图象是一条倾斜直 线，如图实线，如图实14所表示，当初间增加所表示，当初间增加 相同值相同值t，速度也会增加相同值，速度也会增加相同值v，由此得出结论：小车速度随时间均匀改变由此得出结论：小车速度随时间均匀改变(2)既然小车既然小车vt图象是一条倾斜直线，那么图象是一条倾斜直线，那么v随随t改变改变 函数关系式为函数关系式为vktb，所以小车速度随时间均匀，所以小车速度随时间均匀 改变改变第14页六、注意事项六、注意事项1交流电源电压及频率要符合要求交流电源电压及频率要符合要求2试验前要检验打点稳定性和清楚程度，必要时要调整试验前要检验打点稳定性和清楚程度，必要时要调整 振针高度和更换复写纸振针高度和更换复写纸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，当小车停顿先接通电源，计时器工作后，再放开小车，当小车停顿 运动时及时断开电源运动时及时断开电源5要预防钩码落地和小车跟滑轮相撞，在小车抵达滑轮前要预防钩码落地和小车跟滑轮相撞，在小车抵达滑轮前 及时用手按住它及时用手按住它第15页6牵引小车钩码个数要适当，以免加速度过大而使纸带牵引小车钩码个数要适当，以免加速度过大而使纸带 上点太少，或者加速度太小，而使各段位移无多大差上点太少，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，加速度大小以能在别，从而使误差增大，加速度大小以能在50 cm长长 纸带上清楚地取得六、七个计数点为宜纸带上清楚地取得六、七个计数点为宜7要区分计时器打出点与人为选取计数点，普通在纸要区分计时器打出点与人为选取计数点，普通在纸 带上每隔四个点取一个计数点，即时间间隔为带上每隔四个点取一个计数点，即时间间隔为T0.02 5 s0.1 s.8要多测几组，尽可能减小误差要多测几组，尽可能减小误差9描点时最好用坐标纸，在纵、横轴上选取适当单位，描点时最好用坐标纸，在纵、横轴上选取适当单位，用细铅笔认真描点用细铅笔认真描点第16页七、误差分析七、误差分析1纸带运动时摩擦不均匀，打点不稳定引发测量误差纸带运动时摩擦不均匀，打点不稳定引发测量误差2纸带上计数点间距测量有偶然误差纸带上计数点间距测量有偶然误差第17页八、试验改进八、试验改进 物块带动小车做加速运动时，物块带动小车做加速运动时，因受轨道等各方面影响，致使小因受轨道等各方面影响，致使小车加速度不恒定，即小车不真正做车加速度不恒定，即小车不真正做匀加速直线运动，若采取如图实匀加速直线运动，若采取如图实15所表示装置则可防止将包有白纸所表示装置则可防止将包有白纸总质量为总质量为m圆柱金属棒替换纸带和重物，蘸有颜料毛笔圆柱金属棒替换纸带和重物，蘸有颜料毛笔第18页固定在马达上并随之匀速转动，使之替换打点计时器当固定在马达上并随之匀速转动，使之替换打点计时器当烧断挂圆柱线后，所表示圆柱金属棒竖直自由落下，毛笔烧断挂圆柱线后，所表示圆柱金属棒竖直自由落下，毛笔就在圆柱金属棒面纸上画出记号，得到对应纸带，如图实就在圆柱金属棒面纸上画出记号，得到对应纸带，如图实16所表示所表示 测出在同一条竖直线上各相邻两条画线之间间隔测出在同一条竖直线上各相邻两条画线之间间隔x1、x2、x3、，利用逐差法，利用逐差法xaT2，依据电动机转动周期，依据电动机转动周期T，即可求出金属棒下落加速度即可求出金属棒下落加速度a.第19页第20页例例1(广东高考广东高考)如图实如图实17是某同学在做匀变速直线运是某同学在做匀变速直线运动试验中取得一条纸带动试验中取得一条纸带试验数据处理试验数据处理第21页(1)已知打点计时器电源频率为已知打点计时器电源频率为50 Hz，则纸带上打相邻两点时，则纸带上打相邻两点时间间隔为间间隔为_(2)ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点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，从图中读出没有画出，从图中读出A、B两点间距两点间距s_；C点对应点对应速度是速度是_(计算结果保留三位有效数字计算结果保留三位有效数字)第22页答案答案(1)0.02 s(2)0.70 cm0.100 m/s第23页试验原理和试验误差分析试验原理和试验误差分析例例2某同学用图实某同学用图实18所表示装置测量重力加速度所表示装置测量重力加速度g，所用交流电频率为所用交流电频率为50 Hz.在所选纸带上取某点为在所选纸带上取某点为0号计数点，号计数点，然后每隔两个计时点取一个计数点，全部测量数据及其标识然后每隔两个计时点取一个计数点，全部测量数据及其标识符号如图实符号如图实19所表示所表示第24页第25页第26页从数据处理方法看，在从数据处理方法看，在x1、x2、x3、x4、x5、x6中，对试验结中，对试验结果起作用：方法果起作用：方法A中有中有_；方法；方法B中有中有_所以，选择方法所以，选择方法_(A或或B)更合理，这么能够降低试验更合理，这么能够降低试验_(系统或偶然系统或偶然)误差本试验误差主要起源有误差本试验误差主要起源有_(试举出两条试举出两条)第27页第28页所以方法所以方法B中中x1、x2、x3、x4、x5、x6均起作用，所以选择方均起作用，所以选择方法法B更合理，更易减小偶然误差更合理，更易减小偶然误差本试验中误差起源较多，比如：阻力不恒定、交流电频率本试验中误差起源较多，比如：阻力不恒定、交流电频率不稳定，长度测量不准确、数据处理方法等不稳定，长度测量不准确、数据处理方法等答案答案x1、x6x1、x2、x3、x4、x5、x6B偶然阻力偶然阻力不恒定、交流电频率不稳定等不恒定、交流电频率不稳定等第29页例例3光电计时器是一个研究物体运动情况惯用计时仪器，光电计时器是一个研究物体运动情况惯用计时仪器，其结构如图实其结构如图实110(a)所表示，所表示，a、b分别是光电门激光发分别是光电门激光发射和接收装置，当有物体从射和接收装置，当有物体从a、b间经过时，光电计时器就间经过时，光电计时器就能够准确地把物体从开始挡光到挡光结束时间统计下来能够准确地把物体从开始挡光到挡光结束时间统计下来现利用图现利用图(b)所表示装置测量滑块和长木板间动摩擦因数，所表示装置测量滑块和长木板间动摩擦因数，图中图中MN是水平桌面，是水平桌面，Q是长木板与桌面接触点，是长木板与桌面接触点，1和和2是固是固定在长木板上适当位置两个光电门，与之定在长木板上适当位置两个光电门，与之试验创新设计试验创新设计第30页连接连接两个光电计时器没有画出，长木板顶端两个光电计时器没有画出，长木板顶端P点悬有一铅点悬有一铅锤，试验时，让滑块从长木板顶端滑下，光电门锤，试验时，让滑块从长木板顶端滑下，光电门1、2各自各自连接计时器显示挡光时间分别为连接计时器显示挡光时间分别为1.0102 s和和4.0103 s用精度为用精度为0.05 mm游标卡尺测量滑块宽度为游标卡尺测量滑块宽度为d，其示数如图，其示数如图(c)所表示所表示第31页第32页(1)滑块宽度滑块宽度d_ cm.(2)滑块经过光电门滑块经过光电门1时速度时速度v1_ m/s，滑块经过光，滑块经过光电门电门2时速度时速度v2_ m/s.(结果保留两位有效数字结果保留两位有效数字)(3)由此测得瞬时速度由此测得瞬时速度v1和和v2只是一个近似值，它们实质上只是一个近似值，它们实质上是经过光电门是经过光电门1和和2时时_，要使瞬时速度测量值更靠，要使瞬时速度测量值更靠近于真实值，可将近于真实值，可将_宽度减小一些宽度减小一些第33页答案答案(1)1.010(2)1.02.5(3)平均速度滑块平均速度滑块第34页点击此图片进入专题针对训练点击此图片进入专题针对训练第35页