第二節(jié)勻變速直線運(yùn)動的實(shí)驗探究

第二節(jié)勻變速直線運(yùn)動的實(shí)驗探究第1頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月二、實(shí)驗原理1．打點(diǎn)計時器及其應(yīng)用電火花打點(diǎn)計時器電磁打點(diǎn)計時器結(jié)構(gòu)圖示工作電壓220V交流電4～6V交流電打點(diǎn)方式周期性產(chǎn)生電火花振針周期性上下振動打點(diǎn)周期0.02s0.02s記錄信息位移、時間第2頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第3頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第4頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月4．頻閃照相法及其應(yīng)用(1)頻閃照相法：利用照相技術(shù)，每隔一定時間曝光一次，從而形成間隔相同時間的影像的方法．(2)頻閃燈：每隔相等時間閃光一次，如每隔0.1s閃光一次，即每秒閃光10次．(3)頻閃照片：利用頻閃燈照明，照相機(jī)可以拍攝出運(yùn)動物體每隔相等時間所到達(dá)的位置，通過這種方法拍攝的照片稱為頻閃照片．(4)記錄信息：物體運(yùn)動的時間和位移．第5頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月三、實(shí)驗器材打點(diǎn)計時器、紙帶、復(fù)寫紙、低壓交流電源、小車、墊片、長木板、刻度尺、導(dǎo)線等.第6頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月一、實(shí)驗步驟1．將打點(diǎn)計時器固定在長木板的一端，并用墊片墊高此端，使木板傾斜．如圖3－2－1所示．圖3－2－1第7頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2．連接好打點(diǎn)計時器的電路．(注意此過程中要斷開開關(guān))3．將紙帶穿過打點(diǎn)計時器，連接在小車后面，并使小車靠近打點(diǎn)計時器．4．閉合電路開關(guān)，然后釋放小車，打完紙帶后立即關(guān)閉電源．5．更換紙帶，重復(fù)操作三次．6．選擇一條點(diǎn)跡最清晰的紙帶，舍掉開頭一些過于密集的點(diǎn)，找一適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)作為開始點(diǎn)．選擇相隔0.1s的若干個計數(shù)點(diǎn)進(jìn)行長度測量，并將數(shù)據(jù)填入設(shè)計好的表格中．第8頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第9頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2．用v－t圖象求加速度(1)在三條紙帶中選擇一條最清晰的，舍掉開頭一些比較密集的點(diǎn)跡，在后邊便于測量的地方找一個開始點(diǎn)，為了測量方便和減小誤差，通常選擇相隔0.1s的若干計數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測量．在選好的開始點(diǎn)下面標(biāo)明0，在第六個點(diǎn)下面標(biāo)1，在第十一個點(diǎn)的下面標(biāo)2，依此類推，每5個點(diǎn)下面計一個數(shù)，這些標(biāo)數(shù)字的點(diǎn)叫做計數(shù)點(diǎn)．如圖所示，測出兩相鄰計數(shù)點(diǎn)的距離分別為s1、s2、s3…填入下表．第10頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月位置間隔0～11～22～33～44～5間隔距離(cm)圖3－2－2第11頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第12頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)作出速度—時間圖象．在坐標(biāo)紙上，以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系．根據(jù)上表中的v、t數(shù)據(jù)，在直角坐標(biāo)系中描點(diǎn)，如圖3－2－3所示，通過觀察、思考，找出這些點(diǎn)的分布規(guī)律，然后根據(jù)這些點(diǎn)的分布趨向，用一條平滑的曲線(包括直線)連接這些點(diǎn)，并盡量讓多數(shù)點(diǎn)落在曲線上(或直線上)，不在曲線(或直線)上的點(diǎn)應(yīng)分布在曲線(或直線)兩側(cè)，且兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相同．第13頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月圖3－2－3

第14頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月三、誤差分析誤差產(chǎn)生原因減小方法偶然誤差①紙帶上計數(shù)點(diǎn)間距離的測量②v－t圖作出的并非一條直線①多次測量求平均值②大多數(shù)點(diǎn)在線上，不在線上的點(diǎn)盡可能均勻分布在兩側(cè)系統(tǒng)誤差①小車、紙帶運(yùn)動過程中有摩擦②電源的不穩(wěn)定性①使用電火花打點(diǎn)計時器②使用穩(wěn)壓電源第15頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月四、注意事項1．開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計時器．2．應(yīng)該是先接通電源，等打點(diǎn)穩(wěn)定后，再釋放小車．3．打點(diǎn)完畢，立即斷開電源．4．如打出的點(diǎn)較輕或是短線時，應(yīng)調(diào)整振針距復(fù)寫紙的高度．5．選擇一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，舍棄點(diǎn)密集部分，適當(dāng)選取計數(shù)點(diǎn)，弄清楚時間間隔T.第16頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月6．每打好一條紙帶，將定位軸上的復(fù)寫紙換個位置，以保證打點(diǎn)清晰．7．不要分段測量各段位移，應(yīng)盡可能地一次測量完畢(可先統(tǒng)一量出各計數(shù)點(diǎn)到開始點(diǎn)之間的距離)．讀數(shù)時應(yīng)估讀到毫米的下一位．8．要區(qū)分打點(diǎn)計時器打出的計時點(diǎn)和人為選取的計數(shù)點(diǎn)，一般在紙帶上每隔4個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)，即時間間隔為T＝0.02s×5＝0.1s.9．在坐標(biāo)紙上畫v－t圖象時，注意坐標(biāo)軸單位長度的選取，應(yīng)使圖象盡量分布在較大的坐標(biāo)平面內(nèi)．第17頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

在“勻變速直線運(yùn)動的實(shí)驗探究”中，按照實(shí)驗進(jìn)行的先后順序，將下述步驟的代號填在橫線上______．A．把穿過打點(diǎn)計時器的紙帶固定在小車的后面B．把打點(diǎn)計時器固定在長木板的沒有滑輪的一端，并連好電路實(shí)驗步驟的考查

第18頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月C．換上新的紙帶，再重復(fù)做兩次D．把長木板平放在實(shí)驗桌上，并使滑輪伸出桌面E．使小車停在靠近打點(diǎn)計時器處，接通電源，放開小車，讓小車運(yùn)動F．把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，另一端吊著合適的鉤碼G．?dāng)嚅_電源，取出紙帶第19頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月【解析】正確的實(shí)驗步驟是：把長木板平放在實(shí)驗桌上，并使滑輪伸出桌面；把打點(diǎn)計時器固定在長木板的一端，并連好電路；把穿過打點(diǎn)計時器的紙帶固定在小車的后面，把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，另一端吊著合適的鉤碼；使小車停在靠近打點(diǎn)計時器處，先接通電源，再放開小車，讓小車運(yùn)動；打完一條紙帶，斷開電源取下紙帶，換上新的紙帶；再重復(fù)做兩次．【答案】

DBAFEGC第20頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月 (2013·福建連江一中高一檢測)用一端裝有定滑輪的長木板，小車、打點(diǎn)計時器(頻率為50Hz)、鉤碼、紙帶、細(xì)線組成如圖3－2－4(a)所示的裝置，讓小車做勻加速直線運(yùn)動，得到如圖(b)所示的一條紙帶，紙帶中相鄰兩點(diǎn)之間有四個點(diǎn)未畫出，用毫米刻度尺測量得：AB＝1.10cm、BC＝2.09cm、CD＝3.10cm、DE＝4.11cm(以下運(yùn)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)，則：利用紙帶求勻變速直線運(yùn)動的加速度第21頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第22頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月【答案】(1)1.0(2)0.36第23頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月1．(2013·五指高一檢測)關(guān)于打點(diǎn)計時器的使用說法正確的是()A．電磁打點(diǎn)計時器使用的是6V以下的直流電源B．在測量物體速度時，先讓物體運(yùn)動，后接通打點(diǎn)計時器的電源C．使用的電源頻率越高，打點(diǎn)的時間間隔就越小D．電源的電壓越高，打點(diǎn)的時間間隔就越小第24頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月【答案】C第25頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2．下列關(guān)于打點(diǎn)計時器打出的紙帶上點(diǎn)跡的判斷正確的是()A．點(diǎn)跡記錄了物體運(yùn)動的時間B．點(diǎn)跡記錄了物體在不同時刻的位置和某段時間內(nèi)的位移C．紙帶上點(diǎn)跡的分布情況反映了物體的質(zhì)量和形狀D．紙帶上點(diǎn)跡的分布情況反映了物體的運(yùn)動情況第26頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月【解析】

打點(diǎn)計時器每隔一定的時間(當(dāng)電源頻率為50Hz時，打點(diǎn)的時間間隔為0.02s)打下一個點(diǎn)，因而點(diǎn)跡記錄了物體運(yùn)動的時間，也記錄了物體在不同時刻的位置和某段時間內(nèi)的位移；點(diǎn)跡的分布情況反映了物體的運(yùn)動情況，而不能反映物體的質(zhì)量和形狀，故只有C項錯誤．【答案】

ABD第27頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第28頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月【解析】

打點(diǎn)計時器使用的是頻率為50Hz的交流電源，故紙帶上每打出兩個相鄰點(diǎn)所經(jīng)歷的時間為0.02s，所以A、B兩點(diǎn)間時間之比為：(0.02×10)∶(0.02×5)＝2∶1，B項正確．【答案】

B第29頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月4．在測量勻變速直線運(yùn)動的加速度的實(shí)驗中，對于減小誤差來說，下列操作不當(dāng)?shù)氖?)A．選取計數(shù)點(diǎn)時，把每5個點(diǎn)的時間間隔作為一個時間單位B．使小車運(yùn)動的加速度盡量小些C．舍去紙帶上密集的點(diǎn)，只利用點(diǎn)跡清晰、間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測量、計算D．選用各處平整程度、光滑程度相同的長木板做實(shí)驗第30頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月【解析】

用計數(shù)點(diǎn)的方法，利用點(diǎn)跡清晰、間隔適當(dāng)?shù)牟糠诌M(jìn)行測量、計算，可減小測量誤差；選用各處平整程度、光滑程度相同的長木板做實(shí)驗，可以減小因加速度不穩(wěn)定帶來的誤差；若小車的加速度太小，則連續(xù)相等時間內(nèi)位移之差太小，不便于測量，故B錯誤．選B.【答案】

B第31頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月5．一小球在桌面上從靜止開始做勻加速運(yùn)動，現(xiàn)用高速攝影機(jī)在同一底片上多次曝光，記錄下小球每次曝光的位置，并將小球的位置編號．如圖3－2－6所示，1位置恰為小球剛開始運(yùn)動的瞬間，攝影機(jī)連續(xù)兩次曝光的時間間隔均為1s，則小球從1位置到6位置的運(yùn)動過程中位移為________m，時間為________s．(小數(shù)點(diǎn)后保留2位有效數(shù)字)圖3－2－6第32頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月【解析】

由圖中1、6的位置可計算出1、6之間位移Δs＝0.37m，每次曝光時間T＝1s，故1、6兩位置時間間隔Δt＝5T＝5s.【答案】

0.375第33頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第34頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第35頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第36頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第37頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月【答案】(1)相等勻加速(2)乙1.11.095第38頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月7．(2013·福州八中高一檢測)如圖3－2－8所示，甲、乙兩圖都是使用電磁打點(diǎn)計時器測量重力加速度g的裝置示意圖，已知該打點(diǎn)計時器的打點(diǎn)頻率為50Hz.(1)這兩圖相比較，哪個圖所示的裝置較好，為什么？____________________________________________(2)丙圖是采用較好的裝置并按正確的實(shí)驗步驟進(jìn)行實(shí)驗打出的一條紙帶，其中O為打出的第一個點(diǎn)，標(biāo)為1，后面依次打下的一系列點(diǎn)跡分別標(biāo)為2、3、4、5……經(jīng)測量，第15至第17點(diǎn)間的距離為11.76cm，第1至第16點(diǎn)間的距離為44.14cm，則打下第16個點(diǎn)時，測出的重力加速度值為g＝________m/s2.(要求保留三位有效數(shù)字)第39頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月甲乙丙圖3－2－8第40頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第41頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月【答案】(1)甲圖較好，用夾子固定紙帶，便于調(diào)整紙帶方向豎直，還可避免手持不穩(wěn)定造成打第一點(diǎn)模糊的情況(2)9.80第42頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月8．在“利用打點(diǎn)計時器測定勻加速直線運(yùn)動加速度”的實(shí)驗中，打點(diǎn)計時器接在50Hz的低壓交變電源上，某同學(xué)在打出的紙帶上每5點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)，共取了A、B、C、D、E、F六個計數(shù)點(diǎn)(每相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)間的四個點(diǎn)未畫出)．從每一個計數(shù)點(diǎn)處將紙帶剪開分成五段(分別為a、b、c、d、e段)，將這五段紙帶由短到長緊靠但不重疊地粘在xOy坐標(biāo)系中，如圖3－2－9所示，由此可以得到一條表示v－t關(guān)系的圖線，從而求出加速度的大?。?3頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月圖3－2－9

第44頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)請你在xOy坐標(biāo)系中用最簡潔的方法作出能表示v－t關(guān)系的圖線(作答在圖上)，并指出哪個軸相當(dāng)于v軸？答：________；(2)從第一個計數(shù)點(diǎn)開始計時，為求出0.15s時刻的瞬時速度，需要測出哪一段紙帶的長度