實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律

1、 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律變化的規(guī)律回顧復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以直接獲取的物理量？打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以直接獲取的物理量？ 位移位移 時(shí)間時(shí)間 位移（用刻度尺測量）；位移（用刻度尺測量）；時(shí)間（兩計(jì)時(shí)點(diǎn)的時(shí)間間隔為時(shí)間（兩計(jì)時(shí)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s）回顧復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)2. 通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶可以間接通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶可以間接求什么物理量？求什么物理量？可以求可以求 兩點(diǎn)間的兩點(diǎn)間的 平均速度平均速度某點(diǎn)的瞬時(shí)速度以及加速度某點(diǎn)的瞬時(shí)速度以及加速度要探究一個(gè)物體的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，要探究一個(gè)物體的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，必須知道物體在不同時(shí)刻的速度，

2、但直接測必須知道物體在不同時(shí)刻的速度，但直接測量物體的速度是不容易的請(qǐng)同學(xué)們思索一量物體的速度是不容易的請(qǐng)同學(xué)們思索一下怎樣利用下面的實(shí)驗(yàn)裝置，探究小車速度下怎樣利用下面的實(shí)驗(yàn)裝置，探究小車速度隨時(shí)間的變化規(guī)律隨時(shí)間的變化規(guī)律 2 2、掌握判斷物體是否做勻變速運(yùn)動(dòng)的方法。、掌握判斷物體是否做勻變速運(yùn)動(dòng)的方法。 3.3.測定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度。測定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度。 1 1、用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車在重物牽引下的運(yùn)、用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車在重物牽引下的運(yùn)動(dòng)，探究小車速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。動(dòng)，探究小車速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康碾娫矗潭瘸唠娫?，刻度尺鉤碼鉤碼小車小車細(xì)繩細(xì)繩

3、紙帶紙帶打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端附有定滑一端附有定滑輪的長木板輪的長木板二、實(shí)驗(yàn)器材二、實(shí)驗(yàn)器材三、實(shí)驗(yàn)原理：三、實(shí)驗(yàn)原理：利用紙帶上的數(shù)據(jù)和第一章的方法求出通過利用紙帶上的數(shù)據(jù)和第一章的方法求出通過各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度求出打第各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度求出打第n n個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)紙帶的個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度瞬時(shí)速度) )，再列表并作出，再列表并作出v vt t圖象，分析圖象，分析v v與與t t的關(guān)系的關(guān)系1 1、把一端附有滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，、把一端附有滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上遠(yuǎn)離滑輪的一端，連接好電路木板上遠(yuǎn)離滑輪

4、的一端，連接好電路注意：注意：開始時(shí)開始時(shí)應(yīng)使小應(yīng)使小車靠近車靠近打點(diǎn)計(jì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)器四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟2、把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，、把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)下邊掛上合適的鉤碼，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的另一端固定在小車的后面器，并把紙帶的另一端固定在小車的后面3 3、把小車?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器處，、把小車?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源先接通電源后釋放小車后釋放小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的小點(diǎn)，關(guān)閉電時(shí)器就在紙帶上打下一系列的小點(diǎn)，關(guān)閉電源，換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩

5、次源，換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次(1)開始釋放小車時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開始釋放小車時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(2)先接通電源，等打點(diǎn)穩(wěn)定后，再釋放小車先接通電源，等打點(diǎn)穩(wěn)定后，再釋放小車(3)打點(diǎn)完畢，立即斷開電源打點(diǎn)完畢，立即斷開電源(4)選取一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，適當(dāng)舍棄點(diǎn)密集部選取一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，適當(dāng)舍棄點(diǎn)密集部分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)(注意計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)時(shí)點(diǎn)的區(qū)別注意計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)時(shí)點(diǎn)的區(qū)別)，弄清楚所選的時(shí)間間隔弄清楚所選的時(shí)間間隔T等于多少秒等于多少秒(5)要防止鉤碼落地，避免小車跟滑輪相碰，當(dāng)小要防止鉤碼落地，避免小車跟滑輪相碰，當(dāng)小車到達(dá)滑輪前及時(shí)用手按住車到達(dá)滑輪前

6、及時(shí)用手按住五、注意事項(xiàng)五、注意事項(xiàng)六、紙帶數(shù)據(jù)處理：六、紙帶數(shù)據(jù)處理：1、分析和選取紙帶上的點(diǎn)、分析和選取紙帶上的點(diǎn)舍掉開頭過于密集的點(diǎn)，從清楚的點(diǎn)開始舍掉開頭過于密集的點(diǎn)，從清楚的點(diǎn)開始, ,若若紙帶上點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離較小，紙帶上點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離較小，每五個(gè)每五個(gè)計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) , ,依次標(biāo)號(hào)為依次標(biāo)號(hào)為0 0，1 1，2 2，3 3，4 4（間隔不再是（間隔不再是0.02s0.02s）v1=(x1+x2)/2T v1=(x1+x2)/2T v2=(x2+x3)/2Tv2=(x2+x3)/2T vnvn2 2、計(jì)算出所取計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度、計(jì)算出所取計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度例：

7、求例：求3這個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度：這個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度： x x 4 4 - -x x 2 2v v3 3 = = v v24 24 = = = = 2 2t tx x 2424 2 2t tt t為多少為多少? ?x1x2x3x4x53 3、根據(jù)計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度列表、根據(jù)計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度列表計(jì)算各點(diǎn)瞬時(shí)速度并記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)填入表中計(jì)算各點(diǎn)瞬時(shí)速度并記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)填入表中. .位置位置0 01 12 23 34 45 56 6時(shí)間時(shí)間( (s s) )0 00.10.10.20.20.30.30.40.40.50.50.60.6v(v(m m/ /s s) )0.380.38 0.630.63 0.880.

8、88 1.111.11 1.381.38 1.621.62 1.901.90位置編號(hào)位置編號(hào)0 01 12 23 34 45 5時(shí)間時(shí)間t/t/s sx/x/m mv/(v/(m ms s1 1) )4、 作小車運(yùn)動(dòng)的作小車運(yùn)動(dòng)的V-T圖像圖像在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系，橫軸表時(shí)間，縱在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系，橫軸表時(shí)間，縱軸表示速度，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)軸表示速度，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)畫一條直線，讓這條直線通過盡可能多的點(diǎn)，畫一條直線，讓這條直線通過盡可能多的點(diǎn)，不在線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，偏差比較不在線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，偏差比較大的點(diǎn)忽略不計(jì)大的點(diǎn)忽略不計(jì)

9、觀察所得到的直線觀察所得到的直線分析物體的速度隨時(shí)分析物體的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律間的變化規(guī)律.在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，小車運(yùn)動(dòng)的在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，小車運(yùn)動(dòng)的v vt t圖象是圖象是一條傾斜的直線。一條傾斜的直線。結(jié)論：結(jié)論：0.10.20.30.40.50.6t/so0.100.200.300.40v/(m/s)與縱軸的與縱軸的交點(diǎn)是什交點(diǎn)是什么意思？么意思？如何求加如何求加速度？速度？t=0.4sV=？2/5 . 04 . 0/2 . 0smssmatV0.2m/s小車的速度隨時(shí)間的增加而均勻增加小車的速度隨時(shí)間的增加而均勻增加所以小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)所以小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)【例1】 在“

10、探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，圖214給出了從0點(diǎn)開始，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶，其中0、1、2、3、4、5、6都為計(jì)數(shù)點(diǎn)測得x11.40 cm，x21.90 cm，x32.38 cm，x42.88 cm，x53.39 cm，x63.87 cm.根據(jù)紙帶判斷物體速度隨時(shí)間變化的規(guī)律根據(jù)紙帶判斷物體速度隨時(shí)間變化的規(guī)律圖圖2-1-4那么：(1)在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出點(diǎn)1、2、3、4、5時(shí)，小車的速度分別為v1_cm/s，v2_cm/s，v3_cm/s，v4_cm/s，v5_cm/s.(2)在平面直角坐標(biāo)系中作出速度時(shí)間圖象(3)分析小車運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律解析：(1)顯然，兩相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)

11、之間的時(shí)間間隔為T0.025 s0.1 s對(duì)應(yīng)各點(diǎn)的速度分別為：(2)按照橫坐標(biāo)每0.1 s為1個(gè)分度，縱坐標(biāo)每10 cm/s為1個(gè)分度建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)上面計(jì)算出來的各計(jì)數(shù)時(shí)刻的速度值，用描點(diǎn)法即可作出小車運(yùn)動(dòng)的v-t圖象，如下圖所示(3)根據(jù)小車運(yùn)動(dòng)的v-t圖象是一條向上傾斜的直線，可判斷小車運(yùn)動(dòng)的速度是隨時(shí)間均勻增加的答案：(1)16.5021.4026.3031.3536.30(2)如圖所示(3)見解析反思領(lǐng)悟：反思領(lǐng)悟：(1)處理紙帶時(shí)，一定要分清處理紙帶時(shí)，一定要分清計(jì)時(shí)點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)間的區(qū)別，搞清計(jì)數(shù)點(diǎn)之間計(jì)時(shí)點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)間的區(qū)別，搞清計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔的時(shí)間間隔T.(2)利用極限

12、思想將平均值過渡到瞬時(shí)值利用極限思想將平均值過渡到瞬時(shí)值是物理學(xué)中常用的方法是物理學(xué)中常用的方法(3)標(biāo)度的選擇要結(jié)合數(shù)據(jù)及其分布特點(diǎn)標(biāo)度的選擇要結(jié)合數(shù)據(jù)及其分布特點(diǎn)制定，以使圖象在坐標(biāo)系中合理分布制定，以使圖象在坐標(biāo)系中合理分布(4)小車的運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間均勻增加，也小車的運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間均勻增加，也意味著其加速度恒定意味著其加速度恒定 如圖215所示是某一做直線運(yùn)動(dòng)的小車(后連紙帶)通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)打出的一段紙帶，圖圖圖2-1-5中的中的0,1,2,3,4,5,6為按時(shí)間順序選取的為按時(shí)間順序選取的7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)點(diǎn)中間都有每相鄰兩個(gè)點(diǎn)中間都有4個(gè)點(diǎn)未畫出，用米尺量出個(gè)點(diǎn)未畫出

13、，用米尺量出1,2,3,4,5,6點(diǎn)到點(diǎn)到0點(diǎn)的距離分別是點(diǎn)的距離分別是8.78 cm，16.08 cm，21.87 cm，26.16 cm,28.84 cm,30.07 cm，請(qǐng)做，請(qǐng)做出其出其v-t圖象，并分析小車的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)圖象，并分析小車的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)答案：作出v-t圖象如下圖所示由圖象可以看出小車的速度隨時(shí)間均勻減小【例2】 如圖216甲所示，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況，開始小車在光滑水平玻璃上運(yùn)動(dòng)，后來在薄布面上做勻減速運(yùn)動(dòng)，所打出的紙帶如圖乙所示，紙帶上相鄰兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔為0.02 s用作圖法(v-t圖象)求小車在玻璃板上的運(yùn)動(dòng)速度大小利用作利用作v-t圖象求速度和加速度圖象求

14、速度和加速度圖圖2-1-6思路點(diǎn)撥：解析：設(shè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)1、2、3、4、5的瞬時(shí)速度分別為v1、v2、v3、v4、v5，則有以速度為縱坐標(biāo)，以時(shí)間為橫坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系用描點(diǎn)法作出小車在薄布面上做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的v-t圖象將圖象延長，使其與縱軸相交，如右圖所示由圖象可知，小車做減速運(yùn)動(dòng)的初速度為0.85 m/s，即為小車在玻璃板上的運(yùn)動(dòng)速度答案：0.85 m/s 在用電火花計(jì)時(shí)器“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，如圖217甲所示是一次記錄小車運(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)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出圖圖2-1-7(1)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)有關(guān)公式可求得vB1.38 m/s，vC_ m/s，vD3.90 m/s.(2)利用求得的數(shù)值作出小車的v-t圖線(以打A