第1節(jié)探究小車的速度隨時間的變化規(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刻的變化規(guī)律○名師大課堂1.知識梳理1.實驗目的：〔1〕通過小車在鉤碼牽引下運動的實驗探究，把握利用打點計時器研究物體運動的方法?！?〕能夠從實驗得到的幾條紙帶中，選擇較為理想的紙帶，并能在紙帶上標出恰當?shù)挠嫈?shù)點。〔3〕依照書中提供的表格填入實驗數(shù)據(jù)和并能在坐標紙上畫出V-t圖象。有條件的同學應依照書中的提示用運算機繪出V-t圖象?！?〕明白得什么樣的運動是勻變速直線運動。2．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、學生電源．3．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)將一條細繩拴在小車內(nèi)，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)將小車停在打點計時器處，先接通電源，后開釋小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列點，換上新紙帶，重復實驗三次.(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，在后邊便于測量的地點找一個開始點來確定計數(shù)點．為了運算方便和減小誤差，通常用連續(xù)打五個點的時刻作為時刻單位，即t=0．1s．正確使用毫米刻度尺測量每相鄰的兩計數(shù)點間的距離，并填入自己設計的表格中。(提供下面表格以供參考)計數(shù)點位置編號nOl23456時刻t／s00.1O．20.3O．4O．50.6相鄰兩計數(shù)點間的距離s／m對應計數(shù)點的速度v(m·s-1)(5)利用某一段時刻的平均速度等于這段時刻中間時刻的瞬時速度求得各計數(shù)點1、2、3、4、5的瞬時速度，填入上表格中。(6)增減所掛的鉤碼數(shù)，再做兩次實驗。(7)以速度v為縱軸，時刻t為橫軸建立直角坐標系，依照表中的v、t數(shù)據(jù)，在坐標系中描點。(8)通過觀看、摸索，找出這些點的分布規(guī)律。2.思路點撥4．本卷須知(1)開始開釋小車時，應使小車靠近打點計時器。(2)先接通電源，計時器工作后，再放開小車，當小車停止運動時及時斷開電源。(3)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。(4)牽引小車的鈞碼個數(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?。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、七個計數(shù)點為宜。(5)要區(qū)不計時器打出的點與人為選取的計數(shù)點，一樣在紙帶上以每打5個點取一個計數(shù)點，即時刻間隔為T=0．02×5s=0．1s．(6)描點時最好用坐標紙，在縱、橫軸上選取合適的單位，用細鉛筆認真描點。3.創(chuàng)新拓展5．如何由實驗數(shù)據(jù)得出v一t圖象正確地打出紙帶，用毫米刻度尺準確測量出各計數(shù)的位置，運算出各計數(shù)點對應的瞬時速度，填入設計好的表格中，同時做三次實驗，依照表格中的v、t數(shù)據(jù)，在直角坐標系中認真描點．能夠看到，關(guān)于每次實驗，描出的幾個點都大致落在一條直線上，據(jù)此，能夠判定：在專門大程度上，假如是沒有實驗誤差的理想情形，所描出的各點應全部落在某條直線上．如此，我們做一條直線，使同一次實驗得到的各點盡量落到這條直線上，落不到直線上的各點，應分布在直線的兩側(cè)，個不誤差大的點應舍棄，如此得到的直線確實是本次實驗的v-t圖象，它是一條傾斜的直線。6．如何由實驗得出的v-t圖象進一步得出小車運動的速度隨時刻變化的規(guī)律，我們能夠從兩條途徑進行：一是通過直截了當分析圖象的特點得到，小車運動的v-t圖象是一條傾斜的直線，那么當時刻增加相同的值△t，速度也會增加相同的值△v．也確實是得出結(jié)論：小車的速度隨時刻平均增加。二是通過圖象寫出函數(shù)關(guān)系式進一步得到，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〞，小車的速度隨時刻平均增加。7．另一種處理紙帶的方法選擇一條打點清晰的紙帶，標上記數(shù)點，然后將紙帶從相鄰記數(shù)點處剪下，連續(xù)剪下4～5段，分不按如下圖貼在坐標紙上，排列時要求底邊對齊，紙帶的排列即成〝階梯"狀．如此處理能反映物體的運動規(guī)律：因為每段紙帶長度都對應物體在相等時刻內(nèi)的位移，因此紙帶長度正比于運動速度，從紙帶長度平均增加也可判定物體的運動速度平均增加.8．勻變速直線運動(1)提出咨詢題：在探究實驗中，我們描畫小車在重物牽引下運動的v-t圖象是一條傾斜直線，它表示小車做什么樣的運動?小車速度隨時刻如何樣變化?如下圖，假如一個運動物體的v-t圖象是直線，那么不管△t取何值，對應的速度變化量△v與時刻△t的比值差不多上相同的，由加速度的定義可知，該物體實際是做加速度恒定的運動．這種運動叫勻變速直線運動．。(2)定義：沿著一條直線，且加速度不變的運動(3)v-t圖象講明凡是傾斜直線的運動一定是勻變速直線運動，反之也成立，即勻變速直線運動的v-t圖象一定是一條傾斜的直線．(4)勻變速直線運動包括兩種情形：a與v同向，勻加速直線運動，速度增加；a與v反向，勻減速直線運動，速度減?。鸾?jīng)典例題庫例1.在探究小車速度隨時刻變化的規(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內(nèi)，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[解析]正確的實驗步驟是：把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木板的沒有滑輪的一端，并連好電路，把一條細繩拴在小車內(nèi)，細繩跨過定滑輪，另一端吊合適的鉤碼，把穿過打點計時器的紙帶固定在小車后面，使小車停在靠近打點計時器處，先接通電源，再放開小車，讓小車運動，打完一條紙帶，斷開電源，取下紙帶，換上新紙帶，再重做兩次，即順序為：DBFAEGC．[答案]DBFAEGC例2.某同學在〝測勻變速直線運動的加速度〞的實驗中，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情形，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下圖，每兩個相鄰的計數(shù)點之間的時刻間隔為0.10s.(1)試依照紙帶上各個計數(shù)點間的距離，運算出打下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如下圖的坐標紙上，并畫出小車的瞬時速度隨時刻變化的關(guān)系圖線.(3)依照第(2)咨詢中畫出的v-t圖線，求出小車運動的加速度為m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)答(1)依照一段時刻內(nèi)的平均速度，等于該段時刻中間時刻的瞬時速度，可求得打下B、C、D、E、F五個計時點時小車的速度為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動的火車和汽車，從開始計時及每隔1s的速度v1和v2的變化情形：時刻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，它們分不做的是什么性質(zhì)的運動？〔2〕請由表格中數(shù)據(jù)畫出變速運動的火車和汽車的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動，汽車速度每秒鐘減小2m/s，因此汽車做的勻減速直線運動〔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的勻加速直線運動，(b)做初速為30m/s,加速度為-12m/s2的勻減速直線運動。例5.如下圖的速度—時刻圖像中?！?〕質(zhì)點A，B，C分不做什么運動？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。〔2〕和同學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時的速度最大，在t=4s時的速度最大，在t=s時，A、C的速度一樣大．答〔1〕A做初速為零的勻加速直線運動，加速度為0.5m/s2,B做初速為3m/s,加速度為-0.25m/s2的勻減速直線運動，C做初速為2m/s,加速度為0.25m/s2的勻加速直線運動.〔2〕0.5m/s2-0.25m/s20.25m/s2A○同步訓練班1.在研究勻變速直線運動的實驗中，算出小車通過各計數(shù)點的瞬時速度如下：計數(shù)點序號l23456計數(shù)點對應的時刻(s)O．10O．20O．30O．40O．50O．60通過計數(shù)點的速度(cm／s)44．O62.081．O1OO．O1l9．O138．O為了運算加速度，合理的方法是()．A．依照任意兩計數(shù)點的速度用公式算出加速度B．依照實驗數(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．依照實驗數(shù)據(jù)畫出V-t圖象，由圖線上相距較遠的兩點所對應的速度、時刻用公式算出加速度D．依次算出通過連續(xù)兩計數(shù)點間的加速度，算出平均值作為小車的加速度2．物體做直線運動，s-t如下圖。前2秒是運動，最后2秒運動。中間的2秒是。3.如下圖，物體做直線運動的v-t圖像。由圖可知，前2秒是運動；中間的兩秒是；最后兩秒是運動。假設以向東為正方向這三段運動速度方向分不是，，。4．如下圖，v-t圖中描述的是五個運動情形差不多上直線運動。其中速度不變的是，加速運動的是，勻