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1、第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究第一节第一节 实验实验:探究小车速度随探究小车速度随时间变化的规律时间变化的规律2021/8/9 星期一1试验小车运动是物理学中最简单物体运动，哪它的运动的速度随时间变化有什么规律呢？我们可以通过什么方法来研究？通过试验!可以通过打点计时器等试验仪器来探究小车速度随时间变化的规律哪如何设计试验？导入：2021/8/9 星期一2一一实验设计实验设计2021/8/9 星期一3 木板平放，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定，连木板平放，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定，连接好电路接好电路 穿纸带；挂钩码。穿纸带；挂钩码。先接通电源，然后放开小车
2、，让小车拖着纸带运动，打先接通电源，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。完一条后立即关闭电源。换纸带，加钩码，再做一次换纸带，加钩码，再做一次.二二实验步骤实验步骤2021/8/9 星期一4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。3应考虑复写纸与纸带的位置关系。4钩码数量不能过多，长木板两端高低相差不能太大。5小车应由紧靠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。6先接通电源，后让纸带运动。7打点结束后立即关闭电源。2021/8/9 星期一52021/8/9 星期一6纸带能给我们提供哪些信息？通过测量或计算还能
3、得到哪些信息？回忆回忆2021/8/9 星期一7 怎样分析和选取纸带上的点开头过于密集的点舍掉，从清楚的点开始,每隔五个间隔取一个计数点，(每两个计数点之间的时间间隔是0.1s）；取六个点，标号 0，1，2，3，4，5 如何计算所取点的速度？平均速度 瞬时速度（如何测x）如何设计表格记录数据？四纸带分析2021/8/9 星期一8如何计算出所取点的速度？如何计算出所取点的速度？用求平均速度的方法来代替（用计算较准确的平均用求平均速度的方法来代替（用计算较准确的平均速度来代替），如何代替？（选择包括该点在内的速度来代替），如何代替？（选择包括该点在内的一段位移（该点最好处在中间时刻位置）一段位移（
4、该点最好处在中间时刻位置）x，找出，找出对应的时间对应的时间t，用，用xt作为该点的瞬时速度）；作为该点的瞬时速度）；对于选取的两个端点的速度暂时不计算（误差较大）对于选取的两个端点的速度暂时不计算（误差较大）；测量各个计数点之间的距离应考虑估位、单位。；测量各个计数点之间的距离应考虑估位、单位。2021/8/9 星期一9可以表示可以表示D、F及它们中间任意一点的瞬时速度及它们中间任意一点的瞬时速度2021/8/9 星期一10列表法。（注意列表要求）列表法。（注意列表要求）图象法：图象法：根据所得数据，选择合适的标度建立坐标系根据所得数据，选择合适的标度建立坐标系（让图象尽量分布在坐标系平面的
5、大部分面积）。（让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）。描点：观察和思考点的分布规律。描点：观察和思考点的分布规律。拟合：从点的分布可以有很大把握地说这些点拟合：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，用直线拟合，让尽可能多的应该在一条直线上，用直线拟合，让尽可能多的点处在直线上，不在直线上的点应对称地分布在点处在直线上，不在直线上的点应对称地分布在直线两侧。直线两侧。如何处理计算出来的数据？如何处理计算出来的数据？2021/8/9 星期一11 为什么画出的是一条直线？若某个点明显偏离直线，可能是什么原因及怎样处理？从图上可以看出小车的速度随时间怎样变化？思考2021/8/9 星
6、期一12实例探究实例探究 ：在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经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过各计数点瞬时速度如下 计数点序号计数点序号123456计数点对应的时刻（计数点对应的时刻（s）0.100.200.300.400.500.60通过计数点的速度（通过计数点的速度（cms）44.062.081.0100.0 110.0 168.0为了计算加速度，合理的方法是（为了计算加速度，合理的方法是（）2021/8/9 星期一13A根据任意两计数点的速度用公式算出加速根据任意两计数点的速度用公式算出加速度度B根据实验数据画出根据实验数据画出vt图，量出其倾角，图
7、，量出其倾角，由公式由公式a=tg求出加速度求出加速度C根据实验数据画出根据实验数据画出vt图，由图线上相距图，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间，用较远的两点所对应的速度、时间，用 公式算出加速度公式算出加速度D依次算出通过连续两计数点间的加速度，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算出平均值作为小车的加速度 2021/8/9 星期一14分析：方法分析：方法A偶然误差较大。方法偶然误差较大。方法D实际上也实际上也仅由始末两个速度决定，偶然误差也比较大，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只有利用实验数据画出对应的vt图，才可充图，
8、才可充分利用各次测量数据，减少偶然误差。由于在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等的，根据同一组数据，可以画出倾角不同的许多图线，方法许多图线，方法B是错误的。正确的方法是根是错误的。正确的方法是根据图线找出不同时刻所对应的速度值，然后利据图线找出不同时刻所对应的速度值，然后利用公式算出加速度，即方法用公式算出加速度，即方法 C。答案答案C 2021/8/9 星期一15例例2在研究匀变速直线运动的实验中，某同学操作在研究匀变速直线运动的实验中，某同学操作以下实验步骤，其
9、中错误或遗漏以下实验步骤，其中错误或遗漏 的步骤有（遗漏的步骤有（遗漏步骤可编上序号步骤可编上序号G、H）A拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，再接通电源带，再接通电源B将打点计时器固定在平板上，并接好电路将打点计时器固定在平板上，并接好电路C把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码着适当重的钩码D取下纸带取下纸带E将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀速运动匀速运动F将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔孔将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序。将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序。2021/8/9 星期一16解析：（1）问A中应先通电，再放纸带。（2）D中取下纸带前应先断开电源。（3）补充步骤G：换上新纸带，重复三次。步骤顺序为：BFECADG2021/8/9 星期一17再见再见2021/8/9 星期一182021/8/9 星期一19