實驗探究小車速度隨時間變化的規(guī)律

1、1實驗?zāi)康挠么螯c計時器研究小車在重物牽引下的運動，探究小車速度隨時間的變化規(guī)律2進一步熟悉打點計時器的使用及紙帶的分析方法3會用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)一、實驗步驟1如下圖所示，把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路2把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪，下邊掛上鉤碼，把紙帶穿過打點計時器，并把紙帶的一端固定在小車的后面器材：打點計時器、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細繩、鉤碼、刻度尺、導線、交流電源3把小車停在靠近打點計時器處，接通電源后，釋放小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一列小點4換上新的紙帶，重復實驗兩次5

2、增減所掛鉤碼，按以上步驟再做兩次實驗在測定勻變速直線運動加速度的實驗中，某同學操作中有以下實驗步驟：A拉住紙帶，將小車移至靠近打點計時器處，先放開紙帶，再接通電源B將打點計時器固定在平板上，并接好電路C把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下面吊著適當重的鉤碼D取下紙帶E將平板一端抬高，輕推小車，使小車能在平板上做加速運動F將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔(1)其中錯誤或遺漏的步驟有其中錯誤或遺漏的步驟有(遺漏步驟可編上序號遺漏步驟可編上序號G、H)_(2)將以上步驟完善并按合理順序?qū)懺跈M線上：將以上步驟完善并按合理順序?qū)懺跈M線上：_.答案：(1)A中應(yīng)先通電，再放紙帶；D中取下

3、紙帶前應(yīng)先斷開電源；補充步驟G：換上新紙帶，重復三次；(2)步驟順序為：EBFCADG二、數(shù)據(jù)處理的方法1選取紙帶、確定計數(shù)點并進行測量(1)在三條紙帶中選擇一條最清晰的紙帶(2)為了便于測量，一般舍掉開頭一些過于密集的點跡，找一個適當?shù)狞c作計時起點(0點)(3)每5個點(相隔0.1 s)取1個計數(shù)點進行測量(如下圖所示，相鄰兩點中間還有4個點未畫出)(2)設(shè)計表格并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)3.作出小車運動的vt圖象(1)定標度：坐標軸的標度選取要合理，應(yīng)使圖象大致分布在坐標平面中央(2)描點：描點時要用平行于兩坐標軸的虛線標明該點的位置坐標(所描的點一般用“”標明)(3)連線：用一條曲線或直線“擬合”這

4、些點仔細觀察所描各點的分布情況用一條直線“擬合”這些點，即讓所畫的直線連接盡可能多的點，不能連接的點應(yīng)均勻分布在直線兩側(cè)，舍棄離直線較遠的點4實驗結(jié)論實驗結(jié)論分析小車運動的分析小車運動的vt圖象，描述小車的運動速度隨時間的圖象，描述小車的運動速度隨時間的變化規(guī)律變化規(guī)律如果畫出的如果畫出的vt圖象是一條傾斜的直線，說明小車做速度圖象是一條傾斜的直線，說明小車做速度均勻變化的直線運動圖象和縱坐標的交點表示開始計時均勻變化的直線運動圖象和縱坐標的交點表示開始計時時小車的速度時小車的速度初速度初速度1開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近打點計時器2先接通電源，等打點穩(wěn)定后，再釋放小車3取下紙帶前，先斷開電源

5、4要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，當小車到達滑輪前及時用手按住它5牽引小車的鉤碼個數(shù)要適當，以免加速度過大而使紙帶上的點太少，或者加速度太小，而使各段位移無多大差別，從而使測量誤差增大，加速度的大小以能在50 cm長的紙帶上清楚地取得六、七個計數(shù)點為宜6要區(qū)別打點計時器打出的點與人為選取的計數(shù)要區(qū)別打點計時器打出的點與人為選取的計數(shù)點，一般在紙帶上點，一般在紙帶上每五個點每五個點取一個計數(shù)點，即時取一個計數(shù)點，即時間間隔為間間隔為T0.025 s0.1 s要舍掉開頭過于密要舍掉開頭過于密集的點，這樣誤差小集的點，這樣誤差小7在坐標紙上畫在坐標紙上畫vt圖象時，注意坐標軸單位長圖象時，注意坐標軸

6、單位長度的選取要適當，應(yīng)使圖線盡量分布在較大的坐度的選取要適當，應(yīng)使圖線盡量分布在較大的坐標平面內(nèi)標平面內(nèi).【跟蹤發(fā)散】11.關(guān)于用打點計時器“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗，以下說法正確的是()A打點計時器應(yīng)固定在長木板上靠近滑輪的一端B開始實驗時小車應(yīng)放在靠近打點計時器的位置C應(yīng)先啟動打點計時器，待打點穩(wěn)定后再釋放小車D牽引小車的鉤碼質(zhì)量越大越好答案：答案：BC1“研究勻變速直線運動”的實驗中，使用電磁打點計時器(所用交流電的頻率為50 Hz)，得到如下圖所示的紙帶圖中的點為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有四個點未畫出來，下列表述正確的是()A實驗時應(yīng)先放開紙帶再接通電源B相鄰兩個計數(shù)點間

7、的時間間隔為0.1 sC從紙帶可求出計數(shù)點B對應(yīng)的速率D相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為0.02 s答案：BCCC5下圖是某同學在做勻變速直線運動實驗中獲得下圖是某同學在做勻變速直線運動實驗中獲得的一條紙帶的一條紙帶(1)已知打點計時器電源頻率為已知打點計時器電源頻率為50 Hz，則紙帶上打，則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為相鄰兩點的時間間隔為_(2)A、B、C、D是紙帶上四個計數(shù)點，每兩個相鄰是紙帶上四個計數(shù)點，每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出從圖中讀出計數(shù)點間有四個點沒有畫出從圖中讀出A、B兩點兩點間距間距x_ ； C點對應(yīng)的速度是點對應(yīng)的速度是_ (計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字計算結(jié)果保留三位有

8、效數(shù)字)0.02s0.70 cm0.100 m/ s（1）紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為1/50s=0.02s;（2）A、B兩點間距s =0.70cm。(1)根據(jù)學過的知識可以求出小車在根據(jù)學過的知識可以求出小車在B點的速度為點的速度為vB_m/s.CE間的平均速度為間的平均速度為_m/s；(2)以打以打B點時為計時起點，建立點時為計時起點，建立vt坐標系如下圖坐標系如下圖所示請在圖中作出小車運動的速度與時間的關(guān)系所示請在圖中作出小車運動的速度與時間的關(guān)系圖線；圖線；0.450.25(3)根據(jù)圖線可得小車運動的加速度為_m/s2.1打點計時器紙帶分析打點計時器紙帶分析x6x5x4x3x2x1x=

9、aT2 T2xxV1nnn 逐差法求加速度逐差法求加速度x4 - x1 = x4 x3 + x3 x2 + x2 - x1 = 3a1T2x5 - x2 = 3a2T2x6 - x3 = 3a3T2a= (a1+a2+a3) 3=(x4+x5+x6 )- (x1+x2+x3 ) (3T)2逐差法的實質(zhì)是將逐差法的實質(zhì)是將紙帶分為兩大段處理。紙帶分為兩大段處理。2Txxa 前前后后下圖為某同學在做下圖為某同學在做“研究勻變速直線運動研究勻變速直線運動”的實驗中，由打的實驗中，由打點計時器得到表示小車運動過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩點計時器得到表示小車運動過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數(shù)點的位

10、移大小分別用相鄰計數(shù)點的位移大小分別用s s1 1、s s2 2、s s3 3、s s4 4、s s5 5、s s6 6表示，表示，相鄰計數(shù)點的時間間隔為相鄰計數(shù)點的時間間隔為T T，則小車運動的加速度計算表達，則小車運動的加速度計算表達式為式為_（用符號表示，不需加單位）（用符號表示，不需加單位）. .利用圖中所示的裝置可以研究利用圖中所示的裝置可以研究自由落體運自由落體運動動。實驗中需要調(diào)整好儀器，接通打點計。實驗中需要調(diào)整好儀器，接通打點計時器的電源，松開紙帶，使重物下落。打時器的電源，松開紙帶，使重物下落。打點計時器會在紙帶上打出一系列的小點。點計時器會在紙帶上打出一系列的小點。（1）

11、為了測得重物下落的加速度，還需）為了測得重物下落的加速度，還需要的實驗器材有要的實驗器材有_ _。（填入正確選項。（填入正確選項前的字母）前的字母）A天平天平 B秒表秒表 C米尺米尺（2）若實驗中所得到的重物下落的加速）若實驗中所得到的重物下落的加速度值小于當?shù)氐闹亓铀俣戎?，而實驗操度值小于當?shù)氐闹亓铀俣戎?，而實驗操作與數(shù)據(jù)處理均無錯誤，寫出一個你認為作與數(shù)據(jù)處理均無錯誤，寫出一個你認為可能引起此誤差的原因：可能引起此誤差的原因：_。解：（1）根據(jù)x=gT2知，時間可從紙帶上直接讀出，還需要測量長度，所以需要刻度尺故C正確C（2）若實驗中所得到的重物下落的加速度值小于當?shù)氐闹匚锛铀俣戎?，?/p>

12、能打點計時器與紙帶間有摩擦，產(chǎn)生阻力，導致加速度減小在在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，的實驗中，打點計時器使用的交流電的頻率為打點計時器使用的交流電的頻率為50 Hz50 Hz，記錄小，記錄小車運動的紙帶如圖所示，在紙帶上選擇車運動的紙帶如圖所示，在紙帶上選擇0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5的的6 6個計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點個計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點未畫出，紙帶旁并排放著帶有最小分度為毫米的刻未畫出，紙帶旁并排放著帶有最小分度為毫米的刻度尺，零點跟度尺，零點跟“0 0”計數(shù)點對齊計數(shù)點對齊. .、由圖可以讀出三個計數(shù)點、由圖可以讀出三個計數(shù)點1、3、5跟跟0點的距離填入下列表格中點的距離填入下列表格中.距離距離d1d1d2d2d3d3測量值測量值/cm/cm、計算小車通過計數(shù)點、計算小車通過計數(shù)點“2”的瞬時速度的瞬時速度v2 =_ _ m/s.、小車的加速度是、小車的加速度是a =_