《2018-2019高中物理 第二章 探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律 實(shí)驗(yàn) 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)課件 粵教版必修1.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019高中物理 第二章 探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律 實(shí)驗(yàn) 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)課件 粵教版必修1.ppt（37頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、實(shí)驗(yàn) 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng),第二章 探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律,[學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.進(jìn)一步練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并會(huì)求瞬時(shí)速度. 2.會(huì)利用v－t圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并據(jù)此分析物體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì). 3.能根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)利用v－t圖象或逐差法求加速度.,內(nèi)容索引,,技能儲(chǔ)備 明確原理 提煉方法,題型演練 學(xué)以致用 實(shí)訓(xùn)演練,達(dá)標(biāo)檢測(cè) 檢測(cè)評(píng)價(jià) 達(dá)標(biāo)過(guò)關(guān),技能儲(chǔ)備,一、實(shí)驗(yàn)原理 如圖1所示，為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶，利用紙帶記錄的數(shù)據(jù)，可以判斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，求出各點(diǎn)的瞬時(shí)速度，并求出物體的加速度.,圖1,1.利用紙帶判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 沿直線運(yùn)動(dòng)的物體在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移分別為s1、s2、s3、s4、

2、…、sn，若Δs＝ ＝ ＝ ＝…＝sn－sn－1，則說(shuō)明物體在做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，且Δs＝ .,s2－s1,s3－s2,s4－s3,aT2,2.求某點(diǎn)的瞬時(shí)速度 根據(jù)平均速度法求出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度.vn＝ ，T為兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔. 二、實(shí)驗(yàn)器材 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、 、紙帶、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、小車、細(xì)繩、鉤碼、 、坐標(biāo)紙.,交流電源,刻度尺,三、實(shí)驗(yàn)步驟 1.如圖2所示，把一端裝有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板沒(méi)有滑輪的一端，連接好電路.,圖2,2.把細(xì)繩一端拴在小車上，另一端跨過(guò)定滑輪，并掛上適當(dāng)?shù)你^碼，調(diào)整裝置，使

3、小車能在長(zhǎng)木板上平穩(wěn)地加速滑行. 3.把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并將其一端固定在小車的后面. 4.把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先 ，再 (填“放開(kāi)小車”或“接通電源”)，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng).于是，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn).換上新紙帶，再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次.,接通電源,放開(kāi)小車,四、數(shù)據(jù)處理 1.挑選紙帶并測(cè)量 在三條紙帶中選擇一條點(diǎn)跡最清晰的.為了便于測(cè)量，舍掉開(kāi)頭一些過(guò)于密集的點(diǎn)跡，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)(0點(diǎn))，每5個(gè)點(diǎn)(相隔0.1 s)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，如圖3所示.(相鄰兩點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出),圖3,2.瞬時(shí)速度的計(jì)算和記錄 (1)根據(jù)vn＝ ，計(jì)算某點(diǎn)瞬

4、時(shí)速度，其中T＝0.1 s. (2)設(shè)計(jì)表格并記錄相關(guān)數(shù)據(jù),3.作出小車運(yùn)動(dòng)的v－t圖象 (1)定標(biāo)度：坐標(biāo)軸的標(biāo)度選取要合理，應(yīng)使圖象大致分布在坐標(biāo)平面中央. (2)描點(diǎn)：在坐標(biāo)紙上確定出各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的位置. (3)連線：用一條平滑的曲線或直線“擬合”這些點(diǎn).如圖4所示.,圖4,觀察所得到的圖線，分析小車的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律.,4.求出小車的加速度 方法有兩種： (1)利用v－t圖象的斜率：a＝ . (2)利用逐差法,其中T為相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔 這樣使所給的數(shù)據(jù)得到了有效利用，達(dá)到了減小誤差的目的.,五、注意事項(xiàng) 1.開(kāi)始釋放小車時(shí)，應(yīng)使小車 (填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)打點(diǎn)計(jì)時(shí)

5、器. 2.先 ，等打點(diǎn)穩(wěn)定后，再 (填“接通電源”或“釋放小車”). 3.打點(diǎn)完畢，立即關(guān)閉電源. 4.選取一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，舍棄點(diǎn)跡密集部分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)(注意計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)時(shí)點(diǎn)的區(qū)別)，弄清楚所選的時(shí)間間隔T等于多少.一般在紙帶上每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，即打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源頻率為50 Hz時(shí)，時(shí)間間隔為T＝ ＝ .,靠近,接通電源,釋放小車,50.02 s,0.1 s,5.在坐標(biāo)紙上畫v－t圖象時(shí)，注意坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度的選取，應(yīng)使圖象盡量分布在坐標(biāo)平面中央. 6.利用描出的點(diǎn)作v－t圖象時(shí)，不要將相鄰的點(diǎn)依次相連成折線，而應(yīng)作一條 ，使大多數(shù)點(diǎn)在直

6、線(或曲線)上，不在線上的點(diǎn) 分布在直線(或曲線)兩側(cè)，個(gè)別離線較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)舍去.,平滑的直線或曲線,均勻,題型演練,例1 在“測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)操作步驟，試找出其中錯(cuò)誤和遺漏的步驟(遺漏步驟可編上序號(hào)G). A.拉住小車，將小車移到靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端后，放開(kāi)小車，再接通 電源 B.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端，并接好電路 C.把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，下面吊著適當(dāng)?shù)你^碼 D.取下紙帶，再斷開(kāi)電源 E.將紙帶固定在小車尾部，并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔 F.從所打的紙帶中選取較為理想的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析,一、實(shí)驗(yàn)操作,錯(cuò)誤和遺漏： ①

7、 ； ② ； ③G. ； 正確的步驟順序?yàn)? .,答案,A中應(yīng)先接通電源，再放開(kāi)小車,D中應(yīng)先斷開(kāi)電源，再取下紙帶,換上新紙帶，重復(fù)操作兩次,BECADGF,二、利用v－t 圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),例2 在做“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中： (1)實(shí)驗(yàn)提供了以下器材：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源、復(fù)寫紙、彈簧測(cè)力計(jì)，其中在本實(shí)驗(yàn)中不需要的器材是 . 解析 本實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)量力的大小，因此不需要的器材是彈簧測(cè)力計(jì).,彈簧測(cè)力計(jì),答案,解析,圖

8、5,0.864,(2)如圖5甲所示是某同學(xué)由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的表示小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔T＝0.02 s，則相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為 s，其中s1＝7.05 cm、s2＝7.68 cm、s3＝8.33 cm、s4＝8.95 cm、s5＝9.61 cm、s6＝10.26 cm. 如下表列出了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打 下B、C、E、F時(shí)小車的瞬時(shí)速度，請(qǐng)?jiān)诒碇刑钊氪螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器打下D點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度.,答案,解析,0.1,解析 根據(jù)某點(diǎn)的瞬時(shí)速度可用該點(diǎn)前后一段時(shí)間內(nèi)的平均速度來(lái)代替知：,(3)以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，在圖乙所示坐標(biāo)系中畫出小

9、車的速度－時(shí)間關(guān)系圖線. 答案 見(jiàn)解析圖,答案,解析,乙,解析 小車的速度－時(shí)間關(guān)系圖線如圖所示,(4)計(jì)算出的小車的加速度a＝ m/s2.,答案,解析,0.64(0.01),解析 在v－t圖象中，圖線的斜率表示加速度的大小，,三、逐差法的理解及應(yīng)用,例3 如圖6所示，是某同學(xué)測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí)，從若干紙帶中選取的一條紙帶的一部分.他每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，圖上注明了他對(duì)各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離的測(cè)量 結(jié)果.(計(jì)算結(jié)果均保留兩位小數(shù)),圖6,(1)為了驗(yàn)證小車的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)進(jìn)行下列計(jì)算，填入表內(nèi). (單位：cm，電源頻率為50 Hz),1.60,答案,1.55,1.6

10、2,1.53,1.61,1.58,解析,解析 s2－s1＝1.60 cm；s3－s2＝1.55 cm； s4－s3＝1.62 cm；s5－s4＝1.53 cm；s6－s5＝1.61 cm； ≈1.58 cm.,各位移差與平均值最多相差 cm，即各位移差與平均值最多相差 %.由此可得出結(jié)論：小車在任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)的位移之差，在誤差允許的范圍內(nèi)相等，所以小車的運(yùn)動(dòng)是 .,答案,解析,0.05,3.16,勻加速直線運(yùn)動(dòng),解析 各位移差與平均值最多相差0.05 cm，即各位移差與平均值最多相差3.16%.由此可得出結(jié)論：小車在任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)的位移之差，在實(shí)驗(yàn)

11、誤差允許范圍內(nèi)相等，所以小車的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng).,(2)小車的加速度a＝ m/s2.,答案,解析,1.58,解析 采用逐差法,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1.(多選)在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是 A.通過(guò)調(diào)節(jié)滑輪的高度，使小車、紙帶、細(xì)繩和定滑輪上邊緣在一條 直線上 B.坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度越小越好 C.開(kāi)始前要先接通電源后松開(kāi)紙帶，打完點(diǎn)要先斷開(kāi)電源后取紙帶 D.鉤碼的質(zhì)量越大越好,答案,解析,1,2,3,√,√,1,2,3,解析 實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)滑輪的高度使小車、紙帶、細(xì)繩和定滑輪上邊緣在一條直線上，可以減小誤差，A正確； 要適當(dāng)?shù)剡x取坐標(biāo)軸的單位長(zhǎng)度，使圖象盡量分布在坐標(biāo)平面

12、中央，B錯(cuò)誤； 開(kāi)始前要先接通電源后松開(kāi)紙帶，打完點(diǎn)要先斷開(kāi)電源后取紙帶，C正確； 鉤碼的質(zhì)量要適中，不要太大也不要太小，D錯(cuò)誤.,2.某同學(xué)學(xué)習(xí)了“自由落體運(yùn)動(dòng)”后，想到既然自由落體也是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，那就可以設(shè)計(jì)一自由落體運(yùn)動(dòng)來(lái)測(cè)量重力加速度g.于是和同學(xué)合作，按照如圖7甲所示的裝置來(lái)進(jìn)行試驗(yàn).,1,2,3,圖7,答案,1,2,3,(1)實(shí)驗(yàn)室中電火花計(jì)時(shí)器是 儀器.,計(jì)時(shí),解析 電火花計(jì)時(shí)器是計(jì)時(shí)儀器.,(2)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)讓重物從靜止下落，并且測(cè)量了第1、2點(diǎn)的間距接近 mm，就可以確保重物做的是自由落體運(yùn)動(dòng).,2,解析,(3)做完實(shí)驗(yàn)，選擇了一條紙帶，并截取了中間某一段，如圖丙

13、，已知時(shí)間 間隔為T.則測(cè)量C點(diǎn)速度vC＝ ，重力加速度g＝ . (寫表達(dá)式),答案,1,2,3,解析,(4)另一同學(xué)計(jì)算了其中連續(xù)5個(gè)點(diǎn)的速度，如下表，請(qǐng)?jiān)趫D乙中描繪出該運(yùn)動(dòng)的v－t圖象.,答案,1,2,3,解析,通過(guò)圖象得出重力加速度g＝ m/s2，產(chǎn)生偏差的 原因 .,9.71(9.50～9.80均可),受到阻力的作用,答案 見(jiàn)解析圖,1,2,3,3.一個(gè)小球沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，用每隔 曝光一次的頻閃相機(jī)拍攝不同時(shí)刻小球位置的照片，如圖8所示，即照片上出現(xiàn)的相鄰兩個(gè)小球的像之間的時(shí)間間隔為 ，測(cè)得小球在幾個(gè)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：,1,2,3,圖8,(1)小球在相鄰的相等時(shí)間內(nèi)的位移差 (填“相等”或“不相等”)，小球運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)屬于 直線運(yùn)動(dòng).,答案,解析,1,2,3,相等,勻加速,解析 由表格中的數(shù)據(jù)知，相鄰的相等時(shí)間內(nèi)的位移差為1.1 cm，位移差相等，小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng).,(2)沿斜面向下小球第三個(gè)位置速度為 m/s，小球的加速度為 m/s2. (結(jié)果保留三位有效數(shù)字),0.985,1.10,答案,解析,1,2,3,