高中物理 第3章 第2节 匀变速直线运动的实验探究教案 鲁科版必修1-鲁科版高一必修1物理教案VIP免费

第2节匀变速直线运动的实验探究[学习目标]1．练习使用打点计时器．2.掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法．3.测定匀变速直线运动的加速度．4.学会探究仅在重力作用下物体运动的规律和方法．一、实验原理和方法1．打点计时器(1)结构及特点电火花打点计时器电磁打点计时器结构图示工作电压220V交流电4～6V交流电打点方式周期性产生电火花振针周期性上下振动打点周期0.02s0.02s记录信息位移、时间(2)工作原理：纸带穿过打点计时器在物体带动下运动时，振针的上下振动便会通过复写纸在纸带上留下一系列小点，相邻两点对应的时间为0.02s，相邻两点之间的距离可以用尺子测量，这样打点计时器既记录了时间，又记录了对应的位移．2．频闪照相法及其应用(1)频闪照相法：利用照相技术，每隔一定时间曝光一次，从而形成间隔相同时间的影像的方法．(2)频闪灯：每隔相等时间闪光一次，如每隔0.1s闪光一次，即每秒闪光10次．(3)频闪照片：利用频闪灯照明，照相机可以拍摄出运动物体每隔相等时间所到达的位置，通过这种方法拍摄的照片称为频闪照片．(4)记录信息：物体运动的时间和位移．3．物体是否做匀变速直线运动的判断方法(1)利用平均速度v＝，当Δt很短时，可以近似认为平均速度等于t时刻的瞬时速度，利用速度和时间关系判断物体是否做匀变速直线运动．(2)利用Δs＝s2－s1＝s3－s2＝…＝sn－sn－1＝aT2判断物体是否做匀变速直线运动．二、实验器材打点计时器、纸带、复写纸、低压交流电源、小车、垫片、长木板、刻度尺、导线等．三、实验步骤1．将打点计时器固定在长木板的一端，并用垫片垫高此端，使木板倾斜．如图所示．2．连接好打点计时器的电路．(注意此过程中要断开开关)3．将纸带穿过打点计时器，连接在小车后面，并使小车靠近打点计时器．4．闭合电路开关，然后释放小车，打完纸带后立即关闭电源．5．更换纸带，重复操作三次．6．选择一条点迹最清晰的纸带，舍掉开头一些过于密集的点，找一适当的点作为开始点．选择相隔0.1s的若干个计数点进行长度测量，并将数据填入下面表格中．计数点位置编号0123456时间t/s00.10.20.30.40.50.6相邻计数点间的距离s/m对应计数点的速度v/(m·s－1)四、数据处理1．用逐差法求加速度以取六个间隔为例，则a1＝，a2＝，a3＝.加速度的平均值为a＝(a1＋a2＋a3)＝＝[(s4＋s5＋s6)－(s1＋s2＋s3)]．逐差法处理数据求加速度的平均值，好处是各个数据都得到了利用，达到正、负偶然误差充分抵消的作用，使计算结果更接近真实值．2．用vt图象求加速度(1)在三条纸带中选择一条最清晰的，舍掉开头一些比较密集的点迹，在后边便于测量的地方找一个开始点，为了测量方便和减小误差，通常选择相隔0.1s的若干计数点进行测量，在选好的开始点下面标明0，在第六个点下面标1，在第11个点的下面标2，依此类推，每5个点下面计一个数，这些标数字的点叫作计数点．如图所示，测出两相邻计数点的距离分别为s1、s2、s3…填入下表．位置间隔0～11～22～33～44～5间隔距离s/m(2)根据测量结果，再利用匀变速直线运动的瞬时速度的求解方法，即中间时刻的瞬时速度可以用这段时间内的平均速度来求解，也就是vn＝可求出打第n个计数点时纸带的瞬时速度，并将瞬时速度的值填入下表．位置编号1234时间t/s速度v/(m·s－1)(3)作出速度—时间图象．在坐标纸上，以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系．根据上表中的v、t数据，在直角坐标系中描点，如图所示，通过观察、思考，找出这些点的分布规律，然后根据这些点的分布趋向，用一条平滑的曲线(包括直线)连接这些点，并尽量让多数点落在曲线上(或直线上)，不在曲线(或直线)上的点应分布在曲线(或直线)两侧，且两侧的点数大致相同．五、误差分析误差产生原因减小方法偶然误差①纸带上计数点间距离的测量②vt图作出的并非一条直线①多次测量求平均值②大多数点在线上，不在线上的点尽可能均匀分布在两侧系统误差①小车、纸带运动过程中有摩擦②电源的不稳定性①使用电火花打点计时器②使用稳压电源六、注意事项1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器．2．应该是先接通电源，等打点稳定后，再释放小车．3．打点完毕，立即断开电源...