第1節(jié)探究小車的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律doc高中物理

第1節(jié)探究小車的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律doc高中物理第1節(jié)探究小車的速度隨時(shí)刻的變化規(guī)律○名師大課堂1.知識梳理1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模骸?〕通過小車在鉤碼牽引下運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)探究，把握利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究物體運(yùn)動的方法?！?〕能夠從實(shí)驗(yàn)得到的幾條紙帶中，選擇較為理想的紙帶，并能在紙帶上標(biāo)出恰當(dāng)?shù)挠?jì)數(shù)點(diǎn)?！?〕依照書中提供的表格填入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和并能在坐標(biāo)紙上畫出V-t圖象。有條件的同學(xué)應(yīng)依照書中的提示用運(yùn)算機(jī)繪出V-t圖象?！?〕明白得什么樣的運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動。2．實(shí)驗(yàn)器材:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，一端附有定滑輪的長木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、學(xué)生電源．3．實(shí)驗(yàn)步驟(1)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)器固定在長木板上遠(yuǎn)離滑輪的一端，連接好電路．(2)將一條細(xì)繩拴在小車內(nèi)，使細(xì)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(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的另一端固定在小車的后面。(3)將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，后開釋小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列點(diǎn)，換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次.(4)從三條紙帶中選擇一條比較理想的，舍掉開頭一些比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測量的地點(diǎn)找一個(gè)開始點(diǎn)來確定計(jì)數(shù)點(diǎn)．為了運(yùn)算方便和減小誤差，通常用連續(xù)打五個(gè)點(diǎn)的時(shí)刻作為時(shí)刻單位，即t=0．1s．正確使用毫米刻度尺測量每相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，并填入自己設(shè)計(jì)的表格中。(提供下面表格以供參考)計(jì)數(shù)點(diǎn)位置編號nOl23456時(shí)刻t／s00.1O．20.3O．4O．50.6相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離s／m對應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度v(m·s-1)(5)利用某一段時(shí)刻的平均速度等于這段時(shí)刻中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求得各計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5的瞬時(shí)速度，填入上表格中。(6)增減所掛的鉤碼數(shù)，再做兩次實(shí)驗(yàn)。(7)以速度v為縱軸，時(shí)刻t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，依照表中的v、t數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中描點(diǎn)。(8)通過觀看、摸索，找出這些點(diǎn)的分布規(guī)律。2.思路點(diǎn)撥4．本卷須知(1)開始開釋小車時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。(2)先接通電源，計(jì)時(shí)器工作后，再放開小車，當(dāng)小車停止運(yùn)動時(shí)及時(shí)斷開電源。(3)要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，當(dāng)小車到達(dá)滑輪前及時(shí)用手按住它。(4)牽引小車的鈞碼個(gè)數(shù)要適當(dāng)，以免加速度過大而使紙帶上的點(diǎn)太少，或者加速度太?。垢鞫挝灰铺咏瑥亩拐`差增大，加速度的大小以能在50cm長的紙帶上清晰地取得六、七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。(5)要區(qū)不計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，一樣在紙帶上以每打5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，即時(shí)刻間隔為T=0．02×5s=0．1s．(6)描點(diǎn)時(shí)最好用坐標(biāo)紙，在縱、橫軸上選取合適的單位，用細(xì)鉛筆認(rèn)真描點(diǎn)。3.創(chuàng)新拓展5．如何由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出v一t圖象正確地打出紙帶，用毫米刻度尺準(zhǔn)確測量出各計(jì)數(shù)的位置，運(yùn)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的瞬時(shí)速度，填入設(shè)計(jì)好的表格中，同時(shí)做三次實(shí)驗(yàn)，依照表格中的v、t數(shù)據(jù)，在直角坐標(biāo)系中認(rèn)真描點(diǎn)．能夠看到，關(guān)于每次實(shí)驗(yàn)，描出的幾個(gè)點(diǎn)都大致落在一條直線上，據(jù)此，能夠判定：在專門大程度上，假如是沒有實(shí)驗(yàn)誤差的理想情形，所描出的各點(diǎn)應(yīng)全部落在某條直線上．如此，我們做一條直線，使同一次實(shí)驗(yàn)得到的各點(diǎn)盡量落到這條直線上，落不到直線上的各點(diǎn)，應(yīng)分布在直線的兩側(cè)，個(gè)不誤差大的點(diǎn)應(yīng)舍棄，如此得到的直線確實(shí)是本次實(shí)驗(yàn)的v-t圖象，它是一條傾斜的直線。6．如何由實(shí)驗(yàn)得出的v-t圖象進(jìn)一步得出小車運(yùn)動的速度隨時(shí)刻變化的規(guī)律，我們能夠從兩條途徑進(jìn)行：一是通過直截了當(dāng)分析圖象的特點(diǎn)得到，小車運(yùn)動的v-t圖象是一條傾斜的直線，那么當(dāng)時(shí)刻增加相同的值△t，速度也會增加相同的值△v．也確實(shí)是得出結(jié)論：小車的速度隨時(shí)刻平均增加。二是通過圖象寫出函數(shù)關(guān)系式進(jìn)一步得到，既然小車的v-t圖象是一條傾斜的直線，那么v隨t變化的函數(shù)關(guān)系式為v=kt+b,明顯v與t成〝線性關(guān)系〞，小車的速度隨時(shí)刻平均增加。7．另一種處理紙帶的方法選擇一條打點(diǎn)清晰的紙帶，標(biāo)上記數(shù)點(diǎn)，然后將紙帶從相鄰記數(shù)點(diǎn)處剪下，連續(xù)剪下4～5段，分不按如下圖貼在坐標(biāo)紙上，排列時(shí)要求底邊對齊，紙帶的排列即成〝階梯"狀．如此處理能反映物體的運(yùn)動規(guī)律：因?yàn)槊慷渭垘чL度都對應(yīng)物體在相等時(shí)刻內(nèi)的位移，因此紙帶長度正比于運(yùn)動速度，從紙帶長度平均增加也可判定物體的運(yùn)動速度平均增加.8．勻變速直線運(yùn)動(1)提出咨詢題：在探究實(shí)驗(yàn)中，我們描畫小車在重物牽引下運(yùn)動的v-t圖象是一條傾斜直線，它表示小車做什么樣的運(yùn)動?小車速度隨時(shí)刻如何樣變化?如下圖，假如一個(gè)運(yùn)動物體的v-t圖象是直線，那么不管△t取何值，對應(yīng)的速度變化量△v與時(shí)刻△t的比值差不多上相同的，由加速度的定義可知，該物體實(shí)際是做加速度恒定的運(yùn)動．這種運(yùn)動叫勻變速直線運(yùn)動．。(2)定義：沿著一條直線，且加速度不變的運(yùn)動(3)v-t圖象講明凡是傾斜直線的運(yùn)動一定是勻變速直線運(yùn)動，反之也成立，即勻變速直線運(yùn)動的v-t圖象一定是一條傾斜的直線．(4)勻變速直線運(yùn)動包括兩種情形：a與v同向，勻加速直線運(yùn)動，速度增加；a與v反向，勻減速直線運(yùn)動，速度減小．○經(jīng)典例題庫例1.在探究小車速度隨時(shí)刻變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，按照實(shí)驗(yàn)進(jìn)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(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶固定在小車后面B．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板的沒有滑輪的一端，并連好電路C．換上新的紙帶，再重做兩次D．把長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面E．使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源，放開小車，讓小車運(yùn)動F．把一條細(xì)繩拴在小車內(nèi)，細(xì)繩跨過定滑輪，下邊吊著合適的鉤碼G．?dāng)嚅_電源，取出紙帶[解析]正確的實(shí)驗(yàn)步驟是：把長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板的沒有滑輪的一端，并連好電路，把一條細(xì)繩拴在小車內(nèi)，細(xì)繩跨過定滑輪，另一端吊合適的鉤碼，把穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶固定在小車后面，使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，再放開小車，讓小車運(yùn)動，打完一條紙帶，斷開電源，取下紙帶，換上新紙帶，再重做兩次，即順序?yàn)椋篋BFAEGC．[答案]DBFAEGC例2.某同學(xué)在〝測勻變速直線運(yùn)動的加速度〞的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車拖動的紙帶的運(yùn)動情形，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，其相鄰點(diǎn)間的距離如下圖，每兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)刻間隔為0.10s.(1)試依照紙帶上各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，運(yùn)算出打下B、C、D、E、F五個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度，并將各個(gè)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(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度標(biāo)在如下圖的坐標(biāo)紙上，并畫出小車的瞬時(shí)速度隨時(shí)刻變化的關(guān)系圖線.(3)依照第(2)咨詢中畫出的v-t圖線，求出小車運(yùn)動的加速度為m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)答(1)依照一段時(shí)刻內(nèi)的平均速度，等于該段時(shí)刻中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，可求得打下B、C、D、E、F五個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)時(shí)小車的速度為0.400ｍ/s，0.479ｍ/s，0.560ｍ/s，0.640ｍ/s，0.721ｍ/s.(2)圖略.(3)0.80(答案在0.79～0.81之間均可)例3.下面給出沿直線做變速運(yùn)動的火車和汽車，從開始計(jì)時(shí)及每隔1s的速度v1和v2的變化情形：時(shí)刻t／s01234…火車v1／m·s-15.05.35.65.96.2…汽車v2／m·s-12018161412…

咨詢：〔1〕表中火車(汽車)的速度變化有什么特點(diǎn)，它們分不做的是什么性質(zhì)的運(yùn)動？〔2〕請由表格中數(shù)據(jù)畫出變速運(yùn)動的火車和汽車的V-t圖象。答〔1〕火車速度每秒鐘增加0.3m/s，因此火車做的是勻加速直線運(yùn)動，汽車速度每秒鐘減小2m/s，因此汽車做的勻減速直線運(yùn)動〔2〕為傾斜的直線，圖略例4.如下圖，圖線〔a〕(b)表示物體各做什么運(yùn)動？初速為多少？加速度為多少？.答〔a〕做初速為0.5m/s,加速度為0.5m/s2的勻加速直線運(yùn)動，(b)做初速為30m/s,加速度為-12m/s2的勻減速直線運(yùn)動。例5.如下圖的速度—時(shí)刻圖像中。〔1〕質(zhì)點(diǎn)A，B，C分不做什么運(yùn)動？初速度是否為零？是加速依舊減速，講講你是如何明白的。通過圖象還能明白那些物理量，和同伴交流一下，看看誰明白得多?！?〕和同學(xué)交流后你能回答如下咨詢題嗎？A、B、C加速度分不為aA=m/s2,aB=m/s2,aC=m/s2，其中加速度最大．在t=0s時(shí)的速度最大，在t=4s時(shí)的速度最大，在t=s時(shí)，A、C的速度一樣大．答〔1〕A做初速為零的勻加速直線運(yùn)動，加速度為0.5m/s2,B做初速為3m/s,加速度為-0.25m/s2的勻減速直線運(yùn)動，C做初速為2m/s,加速度為0.25m/s2的勻加速直線運(yùn)動.〔2〕0.5m/s2-0.25m/s20.25m/s2A○同步訓(xùn)練班1.在研究勻變速直線運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)中，算出小車通過各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度如下：計(jì)數(shù)點(diǎn)序號l23456計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的時(shí)刻(s)O．10O．20O．30O．40O．50O．60通過計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度(cm／s)44．O62.081．O1OO．O1l9．O138．O為了運(yùn)算加速度，合理的方法是()．A．依照任意兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度用公式算出加速度B．依照實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出V-t圖象，量出其傾角，由公式a=tan求出加速度C．依照實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出V-t圖象，由圖線上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)所對應(yīng)的速度、時(shí)刻用公式算出加速度D．依次算出通過連續(xù)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的加速度，算出平均值作為小車的加速度2．物體做直線運(yùn)動，s-t如下圖。前2秒是運(yùn)動，最后2秒運(yùn)動。中間的2秒是。3.如下圖，物體做直線運(yùn)動的v-t圖像。由圖可知，前2秒是運(yùn)動；中間的兩秒是；最后兩秒是運(yùn)動。假設(shè)以向東為正方向這三段運(yùn)動速度方向分不是，，。4．如下圖，v-t圖中描述的是五個(gè)運(yùn)動情形差不多上直線運(yùn)動。其中速度不變的是，加速運(yùn)動的是，勻