高考物理二輪復習導學案：測量做直線運動物體的瞬時速度

測量做直線運動物體的瞬時速度一、實驗目的1.鞏固對打點計時器的使用及利用紙帶求瞬時速度。2.學會用實驗探究小車速度隨時間變化的規(guī)律，學會用v-t圖像處理實驗數(shù)據(jù)。3.探究小車在重物牽引下運動的速度隨時間變化的規(guī)律。二、實驗原理1.利用紙帶計算瞬時速度：以紙帶上某點為中間時刻取一小段位移，用這段位移的平均速度表示該點的瞬時速度。2.用v-t圖像表示小車的運動情況：以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標系，用描點法畫出小車的v-t圖像。三、實驗器材打點計時器、交流電源、紙帶、一端帶有滑輪的長木板、小車、細繩、槽碼、刻度尺、坐標紙。四、實驗步驟1.如圖所示，把一端帶有滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，打點計時器固定在長木板沒有滑輪的一端，連接好電路。2.把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪，下面掛上適當?shù)牟鄞a，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的位置，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行小點，隨后，立即關(guān)閉電源。4.增減所掛的槽碼(或在小車上放置重物)，更換紙帶，再做兩次實驗。五、數(shù)據(jù)處理1.測量并記錄數(shù)據(jù)(1)舍掉開頭一些過于密集的點跡，找一個適當?shù)狞c當作計時起點(0點)，每5個點(相隔0.1s)取一個計數(shù)點進行測量，如圖所示(相鄰兩點間還有四個點未畫出)。標明0，1，2，3，…測量各計數(shù)點到0點的距離X1，X?,X?,…并記錄填入表中。(2)分別計算出相鄰的兩計數(shù)點之間的距離x?，x?，x?，…(3)利用一段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度計算各點的速度，即v2.作出v-t圖像分析運動規(guī)律(1)在坐標紙上建立直角坐標系，橫軸表示時間，縱軸表示速度，并根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標系中描點。(2)畫一條直線，讓這條直線通過盡可能多的點，不在直線上的點均勻分布在直線的兩側(cè)，偏差比較大的點忽略不計，如圖所示。(3)根據(jù)v-t圖像求出小車運動的加速度a=六、注意事項1.開始釋放小車時，應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.打點完畢，立即關(guān)閉電源。4.作圖時應使所作的直線通過盡可能多的點，不在直線上的點也要盡可能地對稱分布在直線的兩側(cè)，但若遇到個別偏離較遠的點可舍去。八、出題點1.打點計時器：低壓交流電源選電磁打點計時器，220V交流選電火花打點計時器，必須用交流電，選擇優(yōu)先選電火花；打點頻率=交流電頻率，通常頻率為50Hz，即每兩點時間間隔為0.02s（T=2.器材：電源一定要選交流電，刻度尺必須選，不需要計時工具，比如秒表。3.順序：必須先啟動打點計時器、再放開小車（目的：節(jié)約紙帶，多打點）4.時間間隔：看題目中相鄰兩點之間還有幾個點未畫出，如出現(xiàn)關(guān)鍵詞“相鄰兩點間有4個點未畫出”，時間間隔要取0.1s。5.紙帶連小車問題：如下圖連小車的一頭先打點，密集的一頭先打點，點密集的一頭連小車6.根據(jù)紙帶算某點瞬時速度v如上圖7.根據(jù)紙帶算加速度位移差公式：Δ??=??(????)??a=先把紙帶等時間劈兩半，整體列位移差公式，紙帶奇數(shù)段時，舍去第一段即可注意給的是每段長度還是到第一個點的長度如上圖a=8.保留數(shù)字：保留幾位小數(shù)：從小數(shù)點后面取幾位保留幾位有效數(shù)字：從第一個非0數(shù)字往后數(shù)9.實際頻率偏大偏小T=1/f,vn=相鄰點距離如實際頻率偏大，代入公式的T偏大，算出來的a,v均偏小例題：利用如圖甲所示的實驗裝置“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”.(1)甲圖中打點計時器的工作電源是(填標號).A.220V直流電源B.220V交流電源C.8V直流電源D.8V交流電源(2)使用電火花計時器時的基本步驟如下：A.當紙帶完全通過電火花計時器后，及時關(guān)閉電火花計時器B.將電火花計時器插頭插入相應的電源插座C.把計時器固定在長木板上，將紙帶從墨粉紙盤下面穿過打點計時器D.接通開關(guān)，聽到放電聲，立即拖動紙帶上述步驟正確的順序是(填寫步驟前的字母).(3)某實驗小組所得紙帶上打出的部分計數(shù)點如圖乙所示(每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點，圖中未畫出).x?=2.50cm,x?=3.40cm,x?=4.31cm,x?=5.21cm,x?=6.11cm,x?=7.01cm.打點計時器在打E點時小車的速度大小為vE=_________m/s(4)實驗小組計算出紙帶上各計數(shù)點對應的速度后，在坐標系中描出的點如圖丙所示，請根據(jù)這些點在丙圖中作出v-t圖像