2.1實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律【學習目標】1.進一步練習使用打點計時器.2.會利用平均速度求瞬時速度.3.會利用v－t圖象處理實驗數(shù)據(jù)，并由圖象計算小車的加速度和判斷小車的運動情況.課前預習預習教材，思考下列問題：1.怎么利用打點計時器探究小車速度隨時間的變化規(guī)律？2.怎么計算瞬時速度？預習檢測1.使用打點計時器來分析物體運動情況的實驗中，有以下基本步驟：A.松開紙帶讓物體帶著紙帶運動B.穿好紙帶C.把打點計時器固定好D.接通電源，進行打點以上步驟中正確的順序是______________。CBDA預習檢測2.關于“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗操作，下列說法錯誤的是（）A.長木板不能側向傾斜，但可以一端高一端低；B.在釋放小車前，小車應緊靠在打點計時器上；C.先接通電源，待打點計時器開始打點后再釋放小車；D.要在小車到達定滑輪前使小車停止運動。B預習檢測3.某同學在“探究小車速度隨時間變化規(guī)律”的實驗中，所得紙帶點間距過密，若利用該紙帶分析小車運動情況，下列做法可行的是（）A.每隔9個點取一計數(shù)點，計數(shù)點時間間隔為0.2s；B.每隔2個點取一個計數(shù)點，計數(shù)點時間間隔為0.4s；C.只研究紙帶后端幾個間距較大的點所在區(qū)域；D.只研究紙帶前端幾個較密的點所在區(qū)域。A問題思考物體的運動通常是比較復雜的，物體的運動規(guī)律各不相同。怎樣探索速度隨時間變化的規(guī)律呢？高山滑雪、鴿子飛翔、獵豹捕食等這些運動中都有速度的變化。進行實驗

1、實驗目的

(1).鞏固打點計時器的使用、紙帶數(shù)據(jù)處理和測量瞬時速度的方法。

(2).通過實驗探究，體驗如何從實驗中獲取數(shù)據(jù)，學會利用圖象處理實驗數(shù)據(jù)的科學方法。

(3).分析小車在鉤碼牽引下速度隨時間變化的規(guī)律。2.實驗原理：

在時間間隔很短的情況下，某點的瞬時速度可用一段時間內(nèi)的平均速度表示，計算出某些時刻的瞬時速度，作出小車運動的速度-時間圖象，判斷小車速度是否均勻變化。電源，刻度尺鉤碼小車細繩紙帶打點計時器一端附有定滑輪的長木板需要哪些儀器？實驗器材實驗步驟1．如圖所示，把一端附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，打點計時器固定在長木板沒有滑輪的一端，連接好電路。2．把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪，下面掛上適當?shù)牟鄞a，把紙帶穿過打點計時器，并把紙帶的另一端固定在小車的后面，調(diào)節(jié)滑輪高度使細繩與長木板平行。3．把小車停在靠近打點計時器的位置，先接通電源，后釋放小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一行小點，隨后立即關閉電源。再按同樣的方法（不改變槽碼個數(shù)）打出兩條紙帶，然后從這三條紙帶中選出點跡最清晰的一條，記為紙帶Ⅰ。4．增減所掛的槽碼(或在小車上放置重物)，更換紙帶，重復上述步驟，再做兩次實驗，分別得到紙帶Ⅱ和紙帶Ⅲ。舍掉開頭過于密集的點，從清楚的點開始若紙帶上點與點之間的距離較小，每五個計時點取一個計數(shù)點,依次標號為0，1，2，3，4，5(間隔是0.1s)。0.10s0.10s過于密集/不清晰的點問題1：怎樣分析和選取紙帶上的點？

數(shù)據(jù)記錄(2)用求平均速度的方法來求[選擇包括該點在內(nèi)的一段位移Δx(該點最好處在中間時刻位置)，找出對應的時間Δt，用Δx/Δt作為該點的瞬時速度]；△x1△x2△x3△x4△x5問題2：如何計算出所取點的瞬時速度？(1)測量各個計數(shù)點之間的距離應注意估讀、單位。

△x

4

-△x

2v3=v24=———=—————2△t△x

24

2△t△t為多少?例：求3這個計數(shù)點的速度：△x1△x2△x3△x4△x5作v-t圖像（1）在坐標紙上建立直角坐標系，橫軸表示時間，縱軸表示速度，并根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標系中描點，觀察點的分布規(guī)律，然后用一條平滑的曲線（包括直線）連接這些點，作出描述小車運動的v-t圖像。（2）畫線時，讓這條線通過盡可能多的點，不在直線上的點均勻分布在線的兩側，偏差比較大的點忽略不計，如圖所示。探究運動規(guī)律實驗得到小車運動的v-t圖像是一條傾斜的直線，由此得出結論:小車的速度隨時間均勻的變化。注意事項（1）開始釋放小車時，應使小車靠近打點計時器（2）先接通電源，等打點穩(wěn)定后，再釋放小車。（3）打點完畢，立即關閉電源。（4）選取一條點跡清晰的紙帶，適當舍棄點跡密集部分，適當選取計數(shù)點(注意計數(shù)點與計時點的區(qū)別)，弄清楚所選的時間間隔T等于多少。（5）測量各段距離，應盡可能地一次測量完畢，不挪動刻度尺。（6）在坐標紙上畫v-t圖像時，注意坐標軸單位長度的選取，應使圖像處于坐標紙的中間部分。（1）利用v-t圖像的斜率求加速度（圖像法）求小車加速度的方法由多組數(shù)據(jù)描繪出v-t圖像，而v-t圖像的斜率表示物體運動的加速度，要運用

求解加速度。（2）通過紙帶上獲取的數(shù)據(jù)，利用加速度的定義式

求解加速度（定義法）1、誤差：測量值跟被測量的真實值之間的差異①、誤差的來源：

一、儀器本身和缺陷二、實驗人員操作的讀數(shù)不準確②、通過改進儀器和謹慎操作，可以減小誤差，

但任何測量都不能消滅誤差。（系統(tǒng)誤差）（偶然誤差）2、誤差的分類分類產(chǎn)生原因解決辦法偶然誤差由偶然因素造成多次測量取平均值系統(tǒng)誤差由儀器結構缺陷、實驗方法不完善改進原理采用高精度儀器測量值實際測量的結果真實值一般取多次測量取平均的結果（或已知）3、有效數(shù)字①長度的測量需估讀到最小分度值的下一位xA=13.3mmxB=19.0mm三位有效數(shù)字②科學計數(shù)法特別大的數(shù)字或特別小的數(shù)字③中學階段運算結果一般取兩位或三位有效數(shù)字

例1、在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，打點計時器的工作頻率為50Hz，如圖所示，相鄰計數(shù)點間還有4個點沒有畫出來。（1）根據(jù)運動學有關公式可求得VB=16.50cm/s,VC=

cm/s,VD=26.30cm/s,

VE

=

31.35

cm/s

,

VF

=

cm/s

21.400.5011.60小車在A點時的瞬時速度36.30（兩位有效數(shù)字）其他記錄時間和位移的方法其他記錄時間和位移的方法可以剪下的紙條長度表示0.1s時間內(nèi)位移大小，可近似認為速度

.v∝Δx，紙條長度可認為表示速度練習課堂小結斜率：加速度實驗目的實驗原理實驗步驟及注意事項選取紙帶采集數(shù)據(jù)計算速度表格法處理數(shù)據(jù)圖象法