实验探究小车速度与时间的关系及逐差法课件.ppt

期中考试说明
考试内容范围及其分数比例：（章、节序号和全称）
必修一第一章《运动的描述》
第二章《匀变速直线运动的研究》
及相关实验
考试题型和题量要求：
单选题6小题，每小题4分，共24分；
双选题6
期中考试说明
考试内容范围及其分数比例：（章、节序号和全称）
必修一第一章《运动的描述》
第二章《匀变速直线运动的研究》
及相关实验
考试题型和题量要求：
单选题6小题，每小题4分，共24分；
双选题6小题，每小题6分，共36分；
非选择题（含实验）3题，共40分。
难易比例：基础题：中等题：提高题= 6 ：3 ：1
实验：探究小车速度随时间变化的规律
电火花打点计时器、纸带、刻度尺、交流电源
小车、钩码、细线、一端有滑轮的长木板
实验原理
把纸带跟运动物体连接在一起，并穿过打点计时器，这样纸带上的点不但记录了物体的运动时间，而且相应地表示运动物体在不同时刻的位置。
1、把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，连接好电源。
2、把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下面挂上合适的钩码（改变车的质量），放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行，然后把纸带穿过打点计时器，再把纸带的另一端固定在小车后面。
3、把小车停在打点计时器处，先接通电源，待打点稳定后，释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点，立即关闭电源，取下纸带。换上新纸带，重复实验三次
4、从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点子，在后边便于测量的地方找一个开始点来确定计数点。
如图所示
三`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。
3
2
1
0
数据处理
问题一：怎样选取纸带上的点？
为了计算的方便和减小误差，一般用连续打五个点的时间作为时间单位，即t=，也就是每隔四个点取一个计数点
v1=(x1+x2)/2T , v2=(x2+x3)/2T
… …
vn＝
问题二：如何计算计数点附近瞬时速度
数据处理
如何测x？
Example 1:用打点计时器研究物体的自由落体运动，得到如图一段纸带，测得AB=， BC=. 已知交流电频率是50Hz
则打B点时物体的瞬时速度为 m/s.
A
B
C

问题三：如何处理计算出来的数据？
从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点，作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明0、1、2、3、4…，测量各计数点到0点的距离x（或者相邻两计数点间的Δx），计算各点瞬时速度并记录相应数据填入表中.
作出小车的速度-时间图像
①在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点．
②画一条直线，让这条直线通过
尽可能多的点，不在线上的点均匀分
布在直线的两侧，偏差比较大的点忽
略不计，如图所示．
在实验误差允许范围内，小车运动的v－t图象是一条倾斜的直线，即小车做 运动。
结论：
匀加速
小车在做匀加速直线运动，那用什么方法求小车的加速度？
思考
1、图像法：v-t图像的斜率即为小车的加速度
2、逐差法求小车的加速度
由此看出，此法在取平均值的表象下，实际上只有s1和s6两个数据被利用，其余的数据s2、s3、s4、s5都没有用，因而失去了多个数据正负偶然误差互相抵消的作用，算出的结果的误差较大。
怎样才能把所有测量数据都利用起来呢？
用位移差平均值求加速度的缺陷
用逐差法求物体运动的加速度
逐差法对偶数段数据的处理
舍去s3
奇数段应舍去一段长度数据，而变成偶数段，按误差最小分析，理应舍去正中间一段的数值。
逐差法对奇数段数据的处理
另外，还有两种特殊情况
即可求出
①如果题目中数据理想情况，发现S2-S1=S3-S2=S4-S3=……此时不需再用逐差法，直接使用
②若题设条件只有
又如
Example 2:小球