第1节《实验探究小车速度随时间变化的规律》上课用

...第二章匀变速直线运动的研究第一节实验：探究小车速度随时间变化的规律...复习回顾时间、位移1.打点计时器可以直接测量什么物理量?2.通过打点计时器可以间接测量什么物理量？两点间的平均速度某点的瞬时速度加速度...一、实验目的1．用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动。2．探究小车速度随时间变化的规律。二、实验原理1．求纸带上某点迹瞬时速度一般用一小段时间内的平均速度代替。2．v－t图象上，图线的倾斜程度表示加速度的大小，根据纸带上求出的各点的瞬时速度在v－t图象上作出图象，求出加速度，说明物体所做的运动。...实验器材低压交流电源，刻度尺钩码小车细绳纸带打点计时器一端附有定滑轮的长木板三、实验器材复写纸片...四、实验步骤1．如图所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。2．把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。3．把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点，打完一条纸带后立即关闭电源4．换上新的纸带，重复实验两次。5．增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验。...处理的纸带舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始,若纸带上点与点之间的距离较小，每五个计时点取一个计数点,依次标号为0，1，2，3，4，5（间隔不再是0.02s）（但要看具体情况灵活选定）；0.10s0.10s过于密集/不清晰的点问题1：怎样分析和选取纸带上的点？...处理的纸带例：求3这个计数点的速度：△x4-△x2v3=v24=———=—————2△t△x242△t△t为多少?△x1△x2△x3△x4△x5问题2：如何计算出所取点的瞬时速度？TxxTxxVnnnnn22111...数据处理:列表法小车的瞬时速度随时间增大而增大。思考:小车的具体运动规律是什么?--0.2010.2800.4320.3550.512同理，可求出另外两条纸带的情况...2．图象法(1)在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点。(2)画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点忽略不计，如图所示。(3)观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律。(4)据所画v－t图象求出其斜率，就是小车运动的加速度。...①取任意两组数据求出Δv和Δt，然后代入求解。②在v—t图象上取一段时间Δt（尽量取大一些），找出Δt对应的Δv，代入求解。（画图时让不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小误差的一种手段，也就是说应该用图象上的点，而不是用实验所得到的数据）哪一种方法更好？如何利用vIt图求加速度△va=——△t△va=——△t...0.10.20.30.40.50.6t/so0.100.200.300.40v/(m/s)×××××与纵轴的交点是什么意思？如何求加速度？△t=0.4s△V=？2/5.04.0/2.0smssmatV0.2m/s...推论：做匀变速直线运动的物体，在任意两个连续相等的时间T内，位移之差是一个恒量：Δx＝xn－xn-1＝aT2，扩展：xm-xn=(m-n)aT2应用：分析纸带时常用此方法及规律(1)判断物体是否做匀变速直线运动(2)逐差法求加速度如果物体做匀变速直线运动，即a恒定，则Δx为一恒量，这一结论反过来也成立，即如果所打纸带在任意两个相邻相等时间内位移差相等，则说明物体做匀变速直线运动。为了减小偶然误差...如果纸带上测得连续6个相同时间T内的位移x1、x2、x3、…、x6，如图所示。则x4－x1＝（4-1）aT2＝3aT2x5－x2＝（5-2）aT2＝3aT2x6－x3＝（6-3）aT2＝3aT2所以a＝x6－x3＋x5－x2＋x4－x19T2就把各段位移都利用上，有效地减小了仅由两次位移测量带来的偶然误差，这种方法被称为逐差法．...小车的速度随时间均匀增加所以小车做匀加速直线运动实验结论...1．固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央与滑轮共线位置。滑轮不能过高,使细绳与木板平行。2．先接通电源，等打点稳定后,再释放小车。打点完毕，立即断开电源。3．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，当小车到达滑轮前及时用手按住。4．选取一条点迹清晰且连续相等时间内的位移差大致相等的纸带，适当选取计数点，弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒。5．在坐标纸上画v－t图象时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图象尽量分布在较大的坐标平面内。五、注意事项...题型一：对实验过程的理解例1.在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，按照实验进行的先后顺序，将步骤的代号填在横线上________。A．把穿过打点计时器的纸带固定在小车的后面B．把打点计时器固定在长木板的没有滑轮的一端，并连好电路C．换上新的纸带，再重复做两次D．把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面E．使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动F．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，另一端吊着合适的钩码G．断开电源，取出纸带...解析：正确的实验步骤是：把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面；把打点计时器固定在长木板的一端，并连好电路；把穿过打点计时器的纸带固定在小车的后面，把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，另一端吊着合适的钩码；使小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，再放开小车，让小车运动；打完一条纸带，断开电源取下纸带，换上新的纸带；再重复做两次．答案：DBAFEGC...1．一小球在桌面上从静止开始做加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置编号。如图所示，1位置恰为小球刚开始运动的瞬间，作为零时刻。摄影机连续两次曝光的时间间隔均相同，小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置的速度分别为v1＝0，v2＝0.06m/s，v3＝__________m/s，v4＝0.18m/s，v5＝__________m/s。在如图所示的坐标纸上作出小球的速度─时间图象(保留描点痕迹)。...答案：0.120.24图见解析解析:如题图所示，x1＋x2＝0.06m，而v2＝0.06/2Tm/s＝0.06m/s，故T＝0.5s，则v3＝(x2＋x3)/2T＝0.12m/s，又x4＋x5＝0.24m，则v5＝(x4＋x5)/2T＝0.24m/s。其v－t图象如图所示。...2.在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中：(1)电火花计时器正常工作时，其打点的周期取决于()A．交流电压的高低B．交流电的频率C．墨粉纸盘的大小D．纸带的长度(2)下列操作中正确的有________。(填选项代号)A．在释放小车前，小车要靠近打点计时器B．打点计时器应放在长木板的有滑轮一端C．应先接通电源，后释放小车D．电火花计时器应使用低压交流电源...(3)如图所示为同一打点计时器在四条水平运动的纸带上打出的点，四条纸带的a、b间的间距相等，则a、b间的平均速度最小的是()答案：(1)B(2)AC(3)D...3．关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法中错误的是()A．长木板不能侧向倾斜，但可一端高一端低B．在释放小车前，小车应靠近滑轮处C．应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车D．要在小车到达定滑轮前使小车停止运动B...4．在“探究小车速度随时间变化规律”实验中，下列方法中有助于减小实验误差的是()A．选取计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位B．使小车运动的加速度尽量小些C．舍去纸带上开始时密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算D．适当增加挂在细绳下钩码的个数ACD...5．在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如下：计数点序号123456对应的时刻/s0.100.200.300.400.500.60对应的速度/(cm·s－1)44.062.081.0100.0110.0为了计算加速度，合理的方法是()A.根据任意两计数点的速度，用公式a＝Δv/Δt算出加速度B.根据实验数据画出v－t图象，量出其倾角α，由公式a＝tanα求出加速度C.根据实验数据画出v－t图象，由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间，用公式a＝Δv/Δt算出加速度D.依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度C...6．某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动物体的加速度，电源频率f＝50Hz，在纸带上打出的点中，选出零点。每隔4个点取1个计数点。因保存不当，纸带被污染，如图所示，A、B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：xA＝16.6mm、xB＝126.5mm、xD＝624.5mm。若无法再做实验，可由以上信息推知：(1)相邻两计数点的时间间隔为________s；(2)打C点时物体的速度大小为________m/s；(3)物体的加速度大小为_____________________(用xA、xB、xD和f表示)。2.490.1(xD─3xB+2xA)f2/75