高一年级物理学案13
实验:探究小车速度随时间的变化规律
第 周 姓名: 编制:袁焕平于翠红武晓青 审核:
学习目标:
1、巩固打点计时器的使用和测量瞬时速度的方法。
2、通过实验获取数据,并学会利用图象处理实验数据。
学习过程:
1、实验原理:
为研究小车的运动规律,可将穿过打点计时器的纸带连在小车上,当小车运动时,打点计时器每隔相等时间在纸带上打一个点迹,此点迹代表了小车在各个时刻的位置。利用测量瞬时速度的方法,计算出与点迹对应时刻小车的速度,然后做出图象以确定小车的运动规律。
2、实验器材:
(1)附有滑轮的长木板(或滑轨)(2)小车 (3)带小钩的细线 (4)钩码
(5)打点计时器 (6)纸带 (7)刻度尺 (8)学生电源;导线(9)坐标纸
3、实验步骤:
(1)如图2—1—1所示,把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没有滑轮的一端,连接好电路。
图2—1—1
(2)把一条细绳栓在小车上,使细绳跨过定滑轮,下面挂上适量的钩码,把纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端固定在小车后面。
(3)把小车停在靠近打点计时器处,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系列点,换上新的纸带,重复操作两次。
(4)关掉电源,整理好仪器。
4、数据处理:
(1)选取纸带:在三条纸带中选取一条最清晰、无重点、无漏点的纸带研究小车的运动。
(2)确定计数点:在选用的纸带上,舍掉开头一些过于密集的点迹(可以减小因点迹过于密集而在测量位移时带来较大的误差),找到一个适当的点作为计时起点,标为“0”,然后,
每隔4个点(或每5个点)取一个计数点,依次标为“1、2、3、4、5、6”。
(3)测量距离,计算速度:如图2—1—2所示,选择每隔4个点(或每5个点)作为一个计数点,这样相邻两计数点间的时间间隔T就是0.1 s,在每个计数点两侧取邻近的两个计数点并测量两点间的距离,计算DF段的平均速度,用此平均速度代替E点的瞬时速度。填入表格内。
图2—1—2
位置编号
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0
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1
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2
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3
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4
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5
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6
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时间 t/s
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0
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0.1
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0.2
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0.3
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0.4
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0.5
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0.6
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速度
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(4)作图象:在坐标纸上,以速度为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,根据上表中的数据,确定合适的标度进行描点。通过观察、分析,找出这些点的分布规律,然后根据这些点的分布规律,用一条平滑的曲线(包括直线)连接这些点,这条曲线就表示了速度与时间的关系。
5、注意事项:
(1)打点计时器纸带限位孔要与长木板纵轴位置对齐再固定在长木板上,使纸带、小车、拉线和定滑轮在一条直线上,这样既可以避免小车跑偏,又不会使小车与限位孔的两侧产生摩擦。
(2)牵引小车的钩码在100g以内为宜,若钩码的质量太大,则纸带上打出点的个数太少。同时为防止钩码落地后损伤,可在地面上铺塑料垫。
(3)开始释放小车前,应使小车靠近打点计时器,以便有更多的点迹打在纸带上。
(4)释放小车前,应先接通电源,待打点计时器打点稳定后(一般需要1~2s),再释放小车,同时用一只手在定滑轮一端准备接住小车,防止小车撞击定滑轮翻滚落地。
(5)在测量两点间的距离时,为减少实验误差,一般不直接测量两点间的距离,而是采取先选定一个标准点(如计数点“0”),再测量两点到标准点间的距离。例如:测量出两点到标准点的距离分别为、,则两点间距离为 =—
(6)实验结束时,应先关闭电源再取下纸带。
小结: