實(shí)驗(yàn)：探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化規(guī)律

1、第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究1實(shí)驗(yàn)：探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律學(xué)習(xí)目標(biāo)1進(jìn)一步練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 2會(huì)利用平均速度求瞬時(shí)速度 3會(huì)利用v t圖象 處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并據(jù)此判斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)4能根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求加速度.一、實(shí)驗(yàn)原理1利用紙帶計(jì)算瞬時(shí)速度：以紙帶上某點(diǎn)為中間時(shí)刻取一小段位移，用這段位移的表示這點(diǎn)的瞬時(shí)速度.2用v t圖象表示小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況： 以速度v為縱軸、時(shí)間t為 立直角坐標(biāo)系， 用描點(diǎn)法畫(huà)出小車(chē)的 v t圖象，圖線的表示加速度的大小，如果 v t圖象是一條傾斜的直線，說(shuō)明小車(chē)的速度是 .二、實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、小車(chē)、細(xì)繩、鉤碼、坐標(biāo)紙.三、實(shí)驗(yàn)步驟1.

2、如圖1所示，把一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑I輪伸出桌面，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板沒(méi)有滑輪的一端，連接好電路.2. 把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上， 使細(xì)繩跨過(guò)滑輪，下面掛上適當(dāng)?shù)你^碼， 把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的一端連在小車(chē)的后面.3. 把小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置， 先_,后_ （填“接通電源”或“釋放 小車(chē)”）,讓小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng)， 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一行小點(diǎn)， 隨后立即關(guān)閉電源.4. 換上新紙帶，重復(fù)操作兩次.四、數(shù)據(jù)處理1. 采集數(shù)據(jù)如圖2所示，一般不是直接測(cè)量相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，而是先測(cè)量出各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)時(shí)零點(diǎn)的距離XI、X2、X3、X4、X5,再計(jì)算出相鄰的兩

3、個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離.AX1 = X1 , &2= X2 X1 ,AX3= X3 X2, AX4= X4 X3 ,&5= X5 X4.0 2111J h.Aii 1 乩(r=1JtLXl1Xs圖22. 求解速度(1) 各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度用平均速度來(lái)代替，即V1 =, V2 =，T為相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔，若每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)(中間隔4個(gè)點(diǎn))，貝y T= 0.1 s.(2) 設(shè)計(jì)表格并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)位置1234567時(shí)刻t/s0.10.20.30.40.50.60.7v/(m 1s)3作出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的 v t圖象(1) 定標(biāo)度：坐標(biāo)軸的標(biāo)度選取要合理，應(yīng)使圖象大致布滿坐標(biāo)紙.(2) 描點(diǎn)：在坐標(biāo)

4、紙上描出各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的位置.(3) 連線：用一條平滑的曲線或直線“擬合”這些點(diǎn).4.分析數(shù)據(jù)并求出加速度(1) 如果畫(huà)出的v t圖象是一條傾斜的直線，說(shuō)明小車(chē)做速度均勻變化的直線運(yùn)動(dòng). 表示開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)小車(chē)的速度 一一初速度.(2) 求出小車(chē)的加速度在v t圖象上任意取兩個(gè)間隔較遠(yuǎn)的點(diǎn) (這兩個(gè)點(diǎn)不一定是我們表格中已測(cè)得的點(diǎn) ),找出它 們的坐標(biāo)值，然后把它們的坐標(biāo)值代入公式 中求出加速度，即用圖線的 求加速度.五、注意事項(xiàng)1. 開(kāi)始釋放小車(chē)時(shí)，應(yīng)使小車(chē) (填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.2 .先，等打點(diǎn)穩(wěn)定后，再_ (填“接通電源”或“釋放小車(chē)” ).3. 打點(diǎn)完畢，立即關(guān)閉電源.4. 選取一

5、條點(diǎn)跡清晰的紙帶，舍掉開(kāi)頭點(diǎn)跡密集部分，選取適當(dāng)?shù)挠?jì)數(shù)點(diǎn)(注意計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì) 時(shí)點(diǎn)的區(qū)別)，弄清楚所選的時(shí)間間隔 T等于多少.5. 要逐次測(cè)量各段距離，應(yīng)盡可能地一次測(cè)量完畢.6. 在坐標(biāo)紙上畫(huà) v t圖象時(shí)，注意坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度的選取，應(yīng)使圖象大致布滿坐標(biāo)紙.黃點(diǎn)知識(shí)探究實(shí)驗(yàn)原理及操作【例1 侈選）在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是（）A 通過(guò)調(diào)節(jié)滑輪的高度，使小車(chē)、紙帶、細(xì)繩和定滑輪上邊緣在一條直線上B .坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度越小越好C. 開(kāi)始前要先接通電源后松開(kāi)紙帶，打完點(diǎn)要先斷開(kāi)電源后取紙帶D. 鉤碼的質(zhì)量越大越好【例2 在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，如圖3

6、所示為一次記錄小車(chē)運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)（A點(diǎn)為第一個(gè)點(diǎn)），相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間 間隔 T = 0.1 s.Lin（1）根據(jù)計(jì)算各點(diǎn)的瞬時(shí)速度，貝U vd =m/s, vc =m/s, vb=m/s.在如圖4所示坐標(biāo)系中畫(huà)出小車(chē)的v t圖線，并根據(jù)圖線求出a =r/s.圖4（3）將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交，交點(diǎn)的速度的物理意義:p-總結(jié)H升 1. 處理紙帶時(shí)，一定要分清計(jì)時(shí)點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)，搞清計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T.2. 利用極限思想將平均值過(guò)渡到瞬時(shí)值是物理學(xué)中常用的方法.紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于以此為中心的前、后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度.3 .標(biāo)度的選擇要結(jié)合數(shù)據(jù)及其分布特點(diǎn)

7、制定，以使圖象在坐標(biāo)系中合理分布，大小適中當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)1在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)操作步驟，試 找出其中錯(cuò)誤和遺漏的步驟 （遺漏步驟可編上序號(hào) G）.A 拉住小車(chē)，將小車(chē)移到靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端后，放開(kāi)小車(chē)，再接通電源B 將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端，并接好電路C. 把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，下面掛上適當(dāng)?shù)你^碼D 取下紙帶，再斷開(kāi)電源E. 將紙帶固定在小車(chē)尾部，并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔F. 從所打的紙帶中選取理想的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析錯(cuò)誤和遺漏： ； G. ;正確的步驟順序?yàn)?2 如圖所示是某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的表示小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的一條清晰

8、紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，其中xi = 7.05 cm、X2= 7.68 cm、x3= 8.33 cm、X4= 8.95 cm、X5= 9.61 cm、X6= 10.27 cm.A a C D E FGr4-_4-4.4抽 斗 忌 斗超忌（1）下表列出了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B、D、F三點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度，請(qǐng)?jiān)诒碇刑钊氪螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器打下C、E兩點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度（保留三位有效數(shù)字）.位置BCDEF速度(m- S)0.7370.8640.994以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，在圖中畫(huà)出小車(chē)的速度一時(shí)間關(guān)系圖線.根據(jù)你畫(huà)出的小車(chē)的速度一時(shí)間關(guān)系圖線計(jì)算出小車(chē)的加速度a=m/s2（保留兩位有效數(shù)字）.課時(shí)

9、作業(yè)一、選擇題（13為單項(xiàng)選擇題，45為多項(xiàng)選擇題）1. 在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法不正確的是（）A .紙帶上可以每隔任意相同數(shù)量的點(diǎn)選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)B .使用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)，要進(jìn)行估讀C.作v t圖象時(shí)，所描曲線必須經(jīng)過(guò)每一個(gè)點(diǎn)D .在數(shù)據(jù)處理時(shí)，常用公式法和圖象法2. 在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是（）A .小車(chē)在鉤碼的牽引下運(yùn)動(dòng)時(shí)只需打一條紙帶，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理B .為使測(cè)量更為嚴(yán)謹(jǐn)，應(yīng)把打下的第一個(gè)點(diǎn)作為第一個(gè)測(cè)量點(diǎn)C.為了便于測(cè)量，應(yīng)舍掉開(kāi)頭一些過(guò)于密集的點(diǎn)，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)D .兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔必須是0.1 s3

10、在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)利用紙帶上的數(shù)據(jù)計(jì)算出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻小車(chē)的瞬時(shí)速度.然后她以速度v為縱軸、時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，共描出了 10個(gè)點(diǎn)，并“擬合”出了小車(chē)運(yùn)動(dòng)的v t圖象，如圖1所示.針對(duì)該同學(xué)作出的 v t圖象，她所在的實(shí)驗(yàn)小組的其他四位同學(xué)分別交流了自己的看法： 這10個(gè)點(diǎn)無(wú)論如何也不在一條直線上，因此小車(chē)運(yùn)動(dòng)的 v t圖象不可能為一條直線，而應(yīng)為一條光滑的曲線； 這10個(gè)點(diǎn)中有8個(gè)點(diǎn)雖然不在一條直線上，但它們緊挨在該條直線附近，只有F和B兩個(gè)點(diǎn)離這條直線遠(yuǎn)； 在這10個(gè)點(diǎn)當(dāng)中只有4個(gè)點(diǎn)（A、D、G、I）能畫(huà)在這條直線上，其余6個(gè)點(diǎn)都不在該直線上，這

11、條直線肯定不能表示小車(chē)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律; 與直線偏差較小的點(diǎn)（C、E、H、J）可能是實(shí)驗(yàn)誤差造成的，而偏離 直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)（B、F）則可能是實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)失誤造成的.對(duì)于以上四種看法，你認(rèn)為有道理的是（）A .B. C . D .4.根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，我們可以不利用公式計(jì)算就能直接得到或直接測(cè)量得到的物理量是（）A .時(shí)間間隔B .位移C.平均速度D .瞬時(shí)速度5 .關(guān)于用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是（ ）A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)固定在長(zhǎng)木板上，且靠近滑輪一端B 開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)小車(chē)應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端C. 應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車(chē)D. 牽引小車(chē)的

12、鉤碼個(gè)數(shù)越多越好、非選擇題6. (1)在做“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，給你以下器材：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電池組、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙、小車(chē)、鉤碼、細(xì)繩、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板其中不需要的器材是，還需要增添的器材有 .(2)關(guān)于“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”這一實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是.A .長(zhǎng)木板不能側(cè)向傾斜，也不能一端高一端低B .在釋放小車(chē)前，小車(chē)應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器C.應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車(chē)D .打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在低壓直流電源上E. 小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)要保持紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器平面、木板平行F. 作v-1圖象時(shí)，應(yīng)先描點(diǎn)后連線，并且要把描出的所有點(diǎn)都連接起來(lái)7. 某同學(xué)在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車(chē)拖動(dòng)的紙帶的運(yùn)動(dòng)情況，在紙帶上確定出0、1、2、3、4、5、6共7個(gè)測(cè)量點(diǎn).其中相鄰點(diǎn)間的距離如圖2所示，每?jī)蓚€(gè)相鄰的測(cè)量點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1 S,則:1)