《實驗：探究小車速度隨時間變化的規律》勻變速直線運動的研究PPT
第一部分內容：實驗目的
1．鞏固對打點計時器的使用及利用紙帶求瞬時速度。
2．學會用實驗探究小車速度隨時間變化的規律，學會用vt圖像處理實驗數據。
3．探究小車在重物牽引下運動速度隨時間變化的規律。
實驗原理
1．利用紙帶計算瞬時速度：以紙帶上某點為中間時刻取一小段位移，用這段位移的平均速度表示這點的瞬時速度。
2．用vt圖像表示小車的運動情況：以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標系，用描點法畫出小車的vt圖像，圖線的傾斜程度表示加速度的大小，如果vt圖像是一條傾斜的直線，說明小車的速度是隨時間均勻變化的。
實驗器材
打點計時器、交流電源、紙帶、一端帶有滑輪的長鋁板、小車、細繩、槽碼、刻度尺、坐標紙。
實驗步驟
1．如圖所示，把一端帶有滑輪的長鋁板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，打點計時器固定在長鋁板沒有滑輪的一端，連接好電路。
2．把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪，下面掛上適當的槽碼，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。
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。
4．換上新紙帶，重復實驗三次。
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實驗探究小車速度隨時間變化的規律PPT，第二部分內容：數據處理
1．測量并記錄數據
(1)從幾條紙帶中選擇一條點跡最清晰的。為了便于測量，舍掉開頭一些過于密集的點，找一個適當的點作為計時起點(0點)，每5個點(相隔0.1 s)取一個計數點進行測量，如圖所示(相鄰兩點間還有四個點未畫出)。標明0、1、2、3、4、…，測量各計數點到0點的距離x，并記錄填入表中。
(2)分別計算出相鄰的兩計數點之間的位移x1、x2、x3、…。
(3)用一段時間內的平均速度代替這段時間中間時刻的瞬時速度，即vn＝xn＋xn＋12T。例如，圖中計數點4的速度v4＝x4＋x52T。并將求得的各計數點1、2、3、4、5的瞬時速度填入表格中。
2．作出vt圖像分析運動規律
(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，并根據表格中的數據在坐標系中描點。
(2)畫一條直線，讓這條直線通過盡可能多的點，不在直線上的點均勻分布在直線的兩側，偏差比較大的點忽略不計，如圖所示。
(3)觀察所得到的直線，分析物體的速度隨時間的變化規律。
(4)根據vt圖像求出小車運動的加速度a＝ΔvΔt。
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實驗探究小車速度隨時間變化的規律PPT，第三部分內容：考點學習
考點一 實驗原理與操作
[典例1] 在“探究小車速度隨時間變化的規律”的實驗中，某同學操作的實驗步驟如下，找出錯誤或遺漏的步驟(遺漏步驟可編上序號F、G、…)：
A．拉住紙帶，將小車移至靠近打點計時器處放開紙帶，再接通電源
B．將打點計時器固定在長木板上，并接好電路
C．把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過定滑輪，下面吊著適當重的鉤碼
D．取下紙帶
E．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔
[對點訓練]
1．某同學按如圖所示裝置做“探究小車速度隨時間變化的規律”的實驗。
(1)圖中儀器A叫做________打點計時器，使用220 V________
(填“交流”或“直流”)電源，釋放小車前，小車應停在________(填“靠近”或“遠離”)儀器A的位置。
(2)使用打點計時器分析小車運動情況的實驗中，有以下基本步驟：
A．松開紙帶讓小車帶著紙帶運動
B．穿好紙帶
C．把打點計時器固定好
D．接通電源進行打點
以上步驟的正確順序是____________。
考點二 數據處理和誤差分析
[典例2] (2018•山東6月合格考)在利用打點計時器研究小車做勻變速直線運動特點的實驗中，某同學得到一條點跡清晰的紙帶，選取便于測量的部分進行研究，把計時起點標為0，往后再每隔4個點標定一個計數點，分別標以1、2、3、4、5、6、7，如圖所示。
(1)已知相鄰兩計數點之間的時間間隔為T,1、2兩點之間的距離為x2,2、3兩點之間的距離為x3，則打下計數點2時小車的瞬時速度為________。
(2)該同學根據測量數據計算出小車的速度并記入表中。請在圖中的坐標紙上，根據表中數據作出小車運動的vt圖像；由圖像可求得小車加速度的大小a＝________m/s2。
[關鍵點撥]
數據處理的規范要求
(1)處理紙帶時，一定要分清計時點和計數點，搞清計數點之間的時間間隔T。
(2)明確坐標軸的意義并選取合適標度，既要把數據標注在坐標系中，又要勻稱直觀，合理分布，大小適中。
(3)如果坐標系中的數據點大致落在一條直線上，作圖線時應使盡可能多的點落在直線上，不在直線上的點應均勻分布在直線兩側；如果圖線是曲線，要用平滑的曲線連接各點。
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