吉林省長白山一高中物理必修一實驗探究小車速隨時間變化規(guī)律

吉林省長白山一高中物理必修一實驗探究小車速隨時間變化規(guī)律第1頁/共15頁學點1進行實驗(1)實驗器材打點計時器，一端附有定滑輪的長木板，小車，紙帶，細繩，鉤碼，刻度尺，電源。

(2)實驗步驟①把一端附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上遠離滑輪的一端，連接好電路。②把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行，然后把紙帶穿過打點計時器，并把紙帶的另一端固定在小車的后面。③把小車停在靠近打點計時器處，先接通電源，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系列小點，換上新紙帶，重復該實驗三次。④從三條紙帶上選擇一條比較理想的，舍掉開頭一些比較密集的點，在便于測量的地方找一個開始點來確定計數(shù)點。為了計算方便和減小誤差，通常用連續(xù)打五個點的時間作為時間單位，即T＝0.1s。正確使用毫米刻度尺測量相鄰兩計數(shù)點間的距離，并填入表中。第2頁/共15頁

打點計時器是一種計時儀器，所用電源為6V以下的交流電源，因此③⑧不選，但缺少低壓交流電源。該實驗中不用測出質(zhì)量，因此②不選?！纠?】從下列所給器材中，選出實驗“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”中所需的器材有____________________；為達到實驗目的，還缺少____________________。①打點計時器；②天平；③低壓直流電源；④細繩；⑤紙帶；⑥小車；⑦鉤碼；⑧秒表；⑨一端有滑輪的長木板。低壓交流電源

實驗器材的選取要熟記，在記憶過程中要結(jié)合實驗目的和實驗過程。①④⑤⑥⑦⑨第3頁/共15頁1.在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，按照實驗進行的先后順序，將下述步驟的代號填在橫線上____________________。

A.把穿過打點計時器的紙帶固定在小車后面

B.把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，并連好電路

C.換上新的紙帶，再重復做兩次

D.把長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面

E.使小車停在靠近打點計時器處，接通電源，放開小車，讓小車運動

F.把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下邊吊著合適的鉤碼

G.斷開電源，取出紙帶DBFAEGC第4頁/共15頁學點2處理數(shù)據(jù)(1)由于小車做變速運動，因此要選取較短時間求平均速度，此時的平均速度與瞬時速度幾乎相同，方法是：以待求點為中間時刻，測出相鄰的前后計數(shù)點之間的位移x1和x2，則v=

=[(x1+x2)/(2T)](T=0.1s)。

(2)紙帶的選取與測量點的選?。簭娜龡l紙帶中選取較理想的紙帶，舍去點跡密集的部分；在后邊便于測量的地方找一個開始點作為起點，再往后選取“測量點”。測量點的選取一般用連續(xù)打5個點的時間作為時間單位，即T=0.1s。

(3)測量與數(shù)據(jù)收集：用毫米刻度尺測量每相鄰兩測量點間的距離，填表并計算瞬時速度。第5頁/共15頁【例2】在“探究小車速度隨時間變化的

規(guī)律”的實驗中，打點計時器使用的

交流電的頻率為50Hz，記錄小車運

動的紙帶如圖2-1-1所示，在紙帶上

選擇0、1、2、3、4、5

共6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

分度為毫米的刻度尺，零刻度線跟“0”計數(shù)點對齊，由圖可以讀出三

個計數(shù)點1、3、5跟0

點的距離填入下列表格中

距離d1d2d3測量值/cm圖2-1-1(2)計算小車通過計數(shù)點“2”的瞬時速度公式為v2=___________(以d1、

d2及相鄰計數(shù)點

間時間T來表示)代入得v2=_______m/s。(結(jié)果保留

兩位有效數(shù)字)(1)填表：第6頁/共15頁

(1)用毫米刻度尺測量各計數(shù)點到計數(shù)點0的距離時，要注意讀數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)，當以毫米為單位時，讀數(shù)保留到小數(shù)點后第一位，本題以厘米為單位，讀數(shù)要保留到小數(shù)點后第2位。

(2)密切注意相鄰計數(shù)點間的時間間隔T，在本題中，相鄰兩計數(shù)點間“還有四個點”，故T=5×0.02s=0.1s。

(1)用毫米刻度尺測量紙帶上各計數(shù)點的距離時，盡量一次性測量完畢，注意到最小精確度為毫米，讀數(shù)時要估讀到毫米后一位，即d1=1.20cm，d2=5.40cm，d3=12.00cm。

(2)計數(shù)點“2”的瞬時速度v2可用計數(shù)點“1”和“3”間的平均速度來代替。即v2=(d2-d1)/(2T)，代入數(shù)據(jù)得v2=0.21m/s。(1)1.205.4012.00(2)(d2-d1)/(2T)0.21第7頁/共15頁2.如圖2-1-2甲、乙所示，為同一打點計時器打出的兩條紙帶，由紙帶可知()A.在打下計數(shù)點“0”至“5”的過程中，紙帶甲的平均速度比乙的大

B.在打下計數(shù)點“0”至“5”的過程中，紙帶甲的平均速度比乙的小

C.紙帶甲的加速度比乙的大

D.紙帶甲的加速度比乙的小BD圖2-1-2第8頁/共15頁學點3作出v-t圖象

作出速度—時間圖象：以速度v為縱軸，時間t為橫軸，建立直角坐標系，根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點，將這些點連成一條直線，連線時應使盡量多的點落在直線上，不在直線上的點要盡量對稱分布在直線兩側(cè)。誤差較大的點可舍去。由v-t圖象的特點，分析小車的運動情況，如果圖象是一條傾斜的直線，則表示小車做勻變速直線運動。第9頁/共15頁圖2-1-3圖2-1-4計數(shù)點序號BCDE計數(shù)點對應的時刻t/s00.10.20.3通過計數(shù)點時小車的速度v/(m·s-1)0.250.45(1)由紙帶提供的數(shù)據(jù)求出打下C、E點時小車的速度，填入下表：【例3】在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，打點計時器使用的交流電源的頻率為

50Hz，記錄了小車運動的一段紙帶如圖2-1-3所示，在紙帶上選擇A、B、C、D、E、F

六個計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出。(2)根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)，在圖2-1-4中作出小車運動的v-t圖線；(3)根據(jù)作出的v-t圖線可得小車運動的加速度為__________m/s2。第10頁/共15頁(1)用一段時間的平均速度替代中間時刻的瞬時速度，則vC=BD/(2T)=(AD-AB)/(2T)=0.35m/s；vE=(AF-AD)/(2T)=0.55m/s。

(2)畫出的v-t圖象應為一條傾斜直線，如圖2-1-5所示。

(3)由圖象的斜率可求得加速度a=Δx/Δt=1m/s2。(1)0.350.55(2)見解析圖(1)1圖2-1-5第11頁/共15頁3.某同學在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，用打點計時器記錄被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)點，其相鄰點間的距離如圖2-1-6所示，每兩個相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s。

(1)試根據(jù)紙帶上各個計數(shù)點間的距離，計算出打下B、

C、D、E、F五個點時小車的瞬時速度，并將各個速度值填入下式(要求保留三位有效數(shù)字)：

vB=________m/s；vC=_________m/s，

vD=________m/s，vE=_________m/s，

vF=________m/s。

(2)將B、C、D、E、F各個時刻的瞬時速度標在圖2-1-7所示的坐標紙上，并畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關系圖線。

(3)根據(jù)第(2)問中畫出的v-t圖線，求出小車運動的加速度為________m/s2。

(保留兩位有效數(shù)字)圖2-1-6圖2-1-70.4000.4790.5600.6400.7210.80第12頁/共15頁1.小球做直線運動時頻閃照片如圖2-1-8所示，已知頻閃周期

T=0.1s，小球相鄰位置間距(由照片中的刻度尺量得)分別為OA=6.51cm，AB=5.59cm，BC=4.70cm，CD=3.80cm，DE=2.89cm，EF=2.00cm。則小球在位置A時的速度大小vA=_______m/s，小球運動的加速度的大小

a=______m/s2。0.9圖2-1-80.605第13頁/共15頁2.在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，如圖2-1-9給出從0點開始，每5個點取一個計數(shù)點的紙帶，其中0、1、2、3、4、5、6都為計數(shù)點。測得x1=1.40cm，

x2=1.90cm，x3=2.38cm，

x4=2.88cm，x5=3.39cm，

x6=3.87cm。那么

(1)在計時器打出點1、2、3、4、5時，小車的速度分別為：

v1=___cm/s，v2=____cm/