2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律

§2.1、实验：探究小车速度随时间变化的规律如何测出E点的瞬时速度？DF在两边取最靠近E的两点D、F，使E点成为DF过程的中间时刻，DF间平均速度即E点的瞬时速度。DFDFEtxvvFD复习：利用打点计时器测瞬时速度如何测出E点的瞬时速度？DF每隔四个点取一个计数点，可以使计算简单ABABEtxvvBA复习：利用打点计时器测瞬时速度AB一、实验设计请同学们思索一下：怎样利用下面的实验装置，探究小车速度随时间的变化规律．描述一下实验过程。⑴木板放在桌面上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定没有滑轮的一端，连接好电路⑵将纸带固定在小车的后面，穿过打点计时器的限位孔并压在复写纸的下面；⑶将细绳一端拴在小车上，跨过定滑轮另一端吊着合适的挂钩码。⑷先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后立即关闭电源。(5)换上新纸带，重复操作两次。二、实验步骤实验注意点1．固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。2．滑轮不能过高，细绳应与木板平行.3．小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击长木板末端前应让小车停止运动,防止小车从板上掉下来。4．先接通电源，后让纸带运动。5．打点结束后立即关闭电源。怎样分析和选取纸带上的点开头过于密集的点舍掉，从清楚的点开始,每隔四个点取一个计数点.取七个点，标号0，1，2，3，4，5，6如何计算所取点的速度？平均速度→瞬时速度（如何测△x）如何设计表格记录数据？三、纸带分析0123三、纸带分析x1x2x3Txxvv213312Txvv2022010123四、数据处理位置012345时间/s0v/ms-11、列表法1、列表法。2、图象法（v-t图象）：①根据所得数据，选择合适的标度建系（图象尽量分布在整个坐标系内）②根据所得数据确定点的位置，观察和思考点的分布规律。③“拟合”图象实例：四、数据处理位置012345t/s00.10.20.30.40.5v/m·s-10.300.450.600.740.891.03t/s00.10.20.30.40.50.21.00.80.60.4v/(m·s-1)从点的分布看：这些点应该在一条直线上。画出一条直线，让尽可能多的点处在这条直线上，其余均匀分布，去掉偏差太大的点。t/s00.10.20.30.40.50.21.00.80.60.4v/(m·s-1)五、实验结论△v△tABABABttvvtvatan结论：小车v-t图线是一条斜直线位置012345时间t/s00.10.20.30.40.5v1/ms-1v2/ms-1重复实验：增减所挂钩码，再做两次实验填入下表。一、实验设计二、实验步骤⑴木板平放，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定，连接好电路。⑵穿好纸带；挂好钩码。⑶小车停在靠近打点计时器的位置，先接通电源然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完后立即关闭电源。⑷换纸带，加钩码，再做两次.三、数据处理方法：1、列表法2、图象法（v-t图象）结论:若不考虑实验误差,小车运动的v-t图象是一条倾斜的直线。小结【例1】在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5共6个计数点相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺，零刻度线跟“0”计数点对齐，由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离填入下列表格中（1）填表：（2）计算小车通过计数点“2”的瞬时速度公式为v2=___________(以d1、d2及相邻计数点间时间T来表示)代入得v2=_______m/s。（结果保留两位有效数字）距离d1d2d3测量值/cm(d2-d1)/2T0.211.205.4012.001、在研究匀变速直线运动的实验中,某同学操作以下的主要实验步骤，其正确的排列顺序是:__________，其中错误的有（）A、拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处放开纸带,再接通电源.B、将打点计时器固定在平板上,并接好电路C、把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当的钩码,D、取下纸带，再断开电源BCADAD2、在探究小车速度随时间变化规律的实验中，下列哪些器材是本实验必须的？达到实验目的还需哪些器材？①打点计时器②天平③低压直流电源④细绳⑤纸带⑥小车⑦钩码⑧秒表⑨一端有滑轮的长木板答案：①④⑤⑥⑦⑨低压交流电源刻度尺3、在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图所示，给出了从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点，测得：x1＝1.40cm，x2＝1.90cm，x3＝2.38cm，x4＝2.88cm，x5＝3.39cm，x6＝3.87cm。那么：(1)在打点计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：v1＝________cm/s，v2＝________cm/s，v3＝________cm/s，v4＝________cm/s，v5＝________cm/s.(2)在平面直角坐标系中作出v－t图象。(3)分析小车运动速度随时间变化的规律。x1＝1.40cm，x2＝1.90cm，x3＝2.38cm，x4＝2.88cm，x5＝3.39cm，x6＝3.87cm.16.5021.4026.3031.3536.30解析：(1)显然，两相邻的计数点之间的时间间隔为T＝0.02s×5＝0.1s.对应各点的速度分别为：v1＝x1＋x22T＝1.40＋1.902×0.1cm/s＝16.50cm/sv2＝x2＋x32T＝1.90＋2.382×0.1cm/s＝21.40cm/sv3＝x3＋x42T＝2.38＋2.882×0.1cm/s＝26.30cm/sv4＝x4＋x52T＝2.88＋3.392×0.1cm/s＝31.35cm/sv5＝x5＋x62T＝3.39＋3.872×0.1cm/s＝36.30cm/s(2)利用描点法做出v－t图象，如图所示．(3)小车运动的v－t图象是一条倾斜的直线，说明速度随时间均匀增加，它们成“线性关系”．答案：(1)16.5021.4026.3031.3536.30(2)如图所示(3)速度随时间均匀增加