1实验实验: :探究小车速度随时间变化的规律探究小车速度随时间变化的规律本节教学内容本节教学内容1 1实验目的实验目的2 2实验原理实验原理3 3实验器材实验器材 4 4实验步骤实验步骤 5 5数据处理数据处理6. 6. 实验结论实验结论 一、实验目的1.1.练习使用打点计时器，学会用打上练习使用打点计时器，学会用打上点的纸带研究物体的运动。点的纸带研究物体的运动。 2.2.掌握判断物体是否做匀变速运动掌握判断物体是否做匀变速运动的方法。的方法。 3.3.测定匀变速直线运动的加速度。测定匀变速直线运动的加速度。 二、实验仪器 电磁打点计时器；纸带；复写电磁打点计时器；纸带；复写纸片；纸片；低压交流电源低压交流电源；小车；细绳；小车；细绳；一端附有滑轮的长木板；一端附有滑轮的长木板；刻度尺刻度尺；钩码；导线钩码；导线 注意注意: :区分电火花打点计时器区分电火花打点计时器-交流电压交流电压220V220V三.实验设计实验原理示意图 四、实验原理1.1.了解了解打点计时器打点计时器. .(1)(1)一种使用一种使用交流电源交流电源的的计时仪器计时仪器，它每隔，它每隔0.02s0.02s打一个点（由于打一个点（由于电源频率电源频率是是50Hz50Hz）。）。 (2) (2) 纸带上的纸带上的点表示点表示了相应运动物体在不同时了相应运动物体在不同时刻的刻的位置位置，研究纸带上所打点的间隔，就可以，研究纸带上所打点的间隔，就可以了解物体运动的情况。了解物体运动的情况。 五.实验注意点1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,细绳应与木板平行.3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。4先接通电源，后让纸带运动。5打点结束后立即关闭电源。 六、实验步骤1.1.把一端附有滑轮的长木板平放再实验桌上，并使把一端附有滑轮的长木板平放再实验桌上，并使滑轮伸出桌面，固定打点计时器在长木板上，连接滑轮伸出桌面，固定打点计时器在长木板上，连接好电路。好电路。2.2.把细绳栓在小车上，细绳跨过滑轮，并在细绳的把细绳栓在小车上，细绳跨过滑轮，并在细绳的另一端挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器，另一端挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车后面。并把它的一端固定在小车后面。 3.3.把把小车停在靠近打点计时器处小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开小接通电源后，放开小车车，打出一条纸带，取下纸带，换上新纸带，重复实验，打出一条纸带，取下纸带，换上新纸带，重复实验三次。三次。 4.4.选择一条比较理想的纸带，选择一条比较理想的纸带，舍掉开头的比较密集的舍掉开头的比较密集的点点，确定计数始点，表明，确定计数始点，表明计数点计数点，测量两点间的距离，测量两点间的距离，并把测量结果填入表中，用并把测量结果填入表中，用逐差法逐差法求出加速度的值，求出加速度的值，最后求其最后求其平均值平均值，做，做v-tv-t图象，求得直线的图象，求得直线的斜率斜率即为即为物体运动的加速度。物体运动的加速度。 七、处理数据七、处理数据 1、如何选取纸带、分析纸带上的点？如何选取纸带、分析纸带上的点？ 纸带开头一段过于密集的点可舍弃纸带开头一段过于密集的点可舍弃掉，若纸带上点与点之间的掉，若纸带上点与点之间的距离较小距离较小，可，可取取多个计时间隔为一个计数间隔多个计时间隔为一个计数间隔；若点与；若点与点之间的点之间的距离较大距离较大，可，可少取少取几个计时间隔几个计时间隔为一个计数间隔，原则上能取为一个计数间隔，原则上能取6 6、7 7个计数个计数点点为宜，给选取的点加标记。为宜，给选取的点加标记。 2 2、如何计算出所取点的瞬时速度？、如何计算出所取点的瞬时速度？ 可用求平均速度的方法来代替：可用求平均速度的方法来代替：选择包括该点在内选择包括该点在内的一段位移的一段位移x x （该点最好处在该段位移中间时刻的位置）（该点最好处在该段位移中间时刻的位置）, ,找出对应的时间找出对应的时间tt，用，用xxtt作为该点的瞬时速度作为该点的瞬时速度. .对对于所选取的计数点中两个端点的速度暂时不计算（误差较大）于所选取的计数点中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读数字。测量各个计数点之间的距离应考虑估读数字。X10 A B C D EX2X3X4X53、如何处理计算出来的数据？、如何处理计算出来的数据？ 图象法：图象法：根据所得数据，选择根据所得数据，选择合适的标合适的标度度建立坐标系（建立坐标系（让图象尽量分布在坐标系让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积平面的大部分面积）。）。 描点：观察和思考点的描点：观察和思考点的分布走势规律分布走势规律。 拟合：根据点的拟合：根据点的分布走势规律，分布走势规律，用用平滑平滑曲线曲线拟合，让拟合，让尽可能多的点子尽可能多的点子处在平滑曲处在平滑曲线上，不在平滑曲线上的点线上，不在平滑曲线上的点应对称地分布应对称地分布在其两侧；在其两侧；明显偏离的点子应大胆舍弃。明显偏离的点子应大胆舍弃。5、如何根据、如何根据vt图象求小车的加速度？图象求小车的加速度？ 方法一：取任意两组数据求出方法一：取任意两组数据求出vv和和tt，然后代入，然后代入vvtt求解。求解。 方法二：图象上取一段时间方法二：图象上取一段时间tt（尽量取大一些），（尽量取大一些），找出两个时刻对应的坐标值求出找出两个时刻对应的坐标值求出vv，代入，代入vvtt求求解。解。求平均加速度求平均加速度5、如何根据、如何根据vt图象求小车的加速度？图象求小车的加速度？ 哪一种方法更好？哪一种方法更好？我们画图时让不在直线上的点尽可我们画图时让不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小的能等量地分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小误差的一种手误差尽可能地抵消，所以图象也是减小误差的一种手段，也就是说应该用图象上的点，而不是用实验所得段，也就是说应该用图象上的点，而不是用实验所得到的数据。到的数据。 所以方法一的误差有可能太大而方法二更好。所以方法一的误差有可能太大而方法二更好。注意：注意：求平均加速度求平均加速度小车速度随时间变化的规律小车速度随时间变化的规律