21《實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律》

1、第二章勻變速直線運動的研究第二章勻變速直線運動的研究第一節(jié)第一節(jié) 實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律律 物理定律不能單靠物理定律不能單靠“思維思維”來獲得，來獲得，還應(yīng)致力于觀察和實驗。還應(yīng)致力于觀察和實驗。普朗克普朗克1 1、如何研究一個物體運動規(guī)律？、如何研究一個物體運動規(guī)律？（知道物體在不同時刻的速度）（知道物體在不同時刻的速度）2 2、如何知道物體在不同時刻的速度？用什么、如何知道物體在不同時刻的速度？用什么儀器可以測得？儀器可以測得？ （打點計時器）（打點計時器）思考：思考：（1 1）作用：）作用：（2 2）工作條件）工作條件電磁打點計時器：電磁打點計

2、時器：6V6V（4V6V4V6V）以下交流電源）以下交流電源電火花式打點計時器：電火花式打點計時器：220V220V交流電源交流電源（3 3）紙帶上點的意義：）紙帶上點的意義： 表示和紙帶相連的物體在不同表示和紙帶相連的物體在不同時刻時刻的的位置位置。回顧：打點計時器回顧：打點計時器計時儀器，每隔計時儀器，每隔0.02s0.02s打一次點。打一次點。 通過研究紙帶上各點之間的間隔通過研究紙帶上各點之間的間隔, ,可以判斷物體的可以判斷物體的運動情況。運動情況。一一實實驗驗?zāi)磕康牡?、探究小車速度隨時間的變化規(guī)律，、探究小車速度隨時間的變化規(guī)律，2、學(xué)習(xí)運用實驗研究物體運動規(guī)律的方法、學(xué)習(xí)運用實

3、驗研究物體運動規(guī)律的方法二二實實驗驗原原理理 通過觀察打點計時器在紙帶上打出的點跡，這些點跡不但通過觀察打點計時器在紙帶上打出的點跡，這些點跡不但記錄了物體的運動時間，而且相應(yīng)地表示運動物體在不同時刻記錄了物體的運動時間，而且相應(yīng)地表示運動物體在不同時刻的位置。研究這些點的情況，就可以了解物體的運動情況。的位置。研究這些點的情況，就可以了解物體的運動情況。 理論依據(jù)：理論依據(jù)：用平均速度近似代替瞬時速度用平均速度近似代替瞬時速度TxvACB2 OABCDACxBDx2BDCxvT三三實實驗驗器器材材學(xué)生電源，刻度尺學(xué)生電源，刻度尺鉤碼鉤碼小車小車細繩細繩紙帶紙帶打點計時器打點計時器一端附有定滑

4、輪一端附有定滑輪的長木板的長木板四四實實驗驗步步驟驟 把附有滑輪的長木板放在實驗桌上；將細繩繞過滑輪并把附有滑輪的長木板放在實驗桌上；將細繩繞過滑輪并使滑輪伸出桌面；把打點計時器固定，連接好電路。使滑輪伸出桌面；把打點計時器固定，連接好電路。 將紙帶穿過打點計時器，連在小車后面。在小車的另一將紙帶穿過打點計時器，連在小車后面。在小車的另一端通過細繩掛上鉤碼。端通過細繩掛上鉤碼。 先接通電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打先接通電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打完一條紙帶后立即關(guān)閉電源。完一條紙帶后立即關(guān)閉電源。 更換紙帶，重復(fù)做兩三次。更換紙帶，重復(fù)做兩三次。注注意意事事項項1.

5、1.開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近打點計時器；（開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近打點計時器；（why）2.2.先接通電源，待打點計時器打點穩(wěn)定后，再釋放小車，當(dāng)小先接通電源，待打點計時器打點穩(wěn)定后，再釋放小車，當(dāng)小 車停止運動時及時斷開電源；車停止運動時及時斷開電源；3.3.要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，當(dāng)小車到達滑輪前及時要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，當(dāng)小車到達滑輪前及時 用手按住它；用手按住它；4.4.小車另一端所掛的鉤碼個數(shù)要適當(dāng)；小車另一端所掛的鉤碼個數(shù)要適當(dāng)；5.5.固定打點計時器時，應(yīng)注意使兩限位孔和小車運動軌跡在同固定打點計時器時，應(yīng)注意使兩限位孔和小車運動軌跡在同 一直線上（一直

6、線上（why）五五進進行行實實驗驗 把附有滑輪的長木板放在實驗桌上；將細繩繞過滑輪并把附有滑輪的長木板放在實驗桌上；將細繩繞過滑輪并使滑輪伸出桌面；把打點計時器固定，連接好電路。使滑輪伸出桌面；把打點計時器固定，連接好電路。 將紙帶穿過打點計時器，連在小車后面。在小車的另一將紙帶穿過打點計時器，連在小車后面。在小車的另一端通過細繩掛上鉤碼。端通過細繩掛上鉤碼。 先接通電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打先接通電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打完一條紙帶后立即關(guān)閉電源。完一條紙帶后立即關(guān)閉電源。 更換紙帶，重復(fù)做兩三次。更換紙帶，重復(fù)做兩三次。六六處處理理的的紙紙帶帶舍掉開頭過于密

7、集的點，從清楚的點開始舍掉開頭過于密集的點，從清楚的點開始, ,每五個計時點每五個計時點取取一個計數(shù)點一個計數(shù)點 ；取六個點，依次標(biāo)號為取六個點，依次標(biāo)號為 0，1，2，3，4，50.10s0.10s過于密集過于密集/ /不清晰的點不清晰的點六六處處理理的的紙紙帶帶例：求例：求“3 3”這個計數(shù)點的速度：這個計數(shù)點的速度：t t為多少為多少? ?x1x2x3x4x5 x x4 4 x x2 2v v3 3 = = v v2424 = = = = 2 2t tx24 2 2t t六、數(shù)據(jù)處理：列表法六、數(shù)據(jù)處理：列表法小車的瞬時速度隨時間增大而增大，小車的瞬時速度隨時間增大而增大，即小車的瞬時速

8、度與時間成線性變化即小車的瞬時速度與時間成線性變化思考思考: :小車的具體運動規(guī)律是什么小車的具體運動規(guī)律是什么? ?- - 0.201 0.280 0.432 0.355 0.512 同理，可求出另外兩條紙帶的運動情況同理，可求出另外兩條紙帶的運動情況 根據(jù)所得數(shù)據(jù)，選擇合適的標(biāo)度建立直角坐標(biāo)系（圖象盡根據(jù)所得數(shù)據(jù)，選擇合適的標(biāo)度建立直角坐標(biāo)系（圖象盡量分布在坐標(biāo)系平面的大部分面積）量分布在坐標(biāo)系平面的大部分面積） 根據(jù)所得數(shù)據(jù)描出各點的位置（描點法）根據(jù)所得數(shù)據(jù)描出各點的位置（描點法）, ,觀察和思考各點觀察和思考各點的分布規(guī)律的分布規(guī)律六、數(shù)據(jù)處理：描繪小車的六、數(shù)據(jù)處理：描繪小車的v-

9、t圖圖t/s00.10.20.30.40.5v1/ms-116.5021.4026.3031.3536.3041.25作圖步驟（作圖步驟（1 1）建系）建系注意：注意：1.1.作圖時應(yīng)把盡量多的點連在一條直線上；作圖時應(yīng)把盡量多的點連在一條直線上； 2.2.不在線上的點應(yīng)均勻的分布在線的兩側(cè)。不在線上的點應(yīng)均勻的分布在線的兩側(cè)。（3 3）作圖）作圖（2 2）描點）描點六、數(shù)據(jù)處理：如何利用六、數(shù)據(jù)處理：如何利用v-t圖求加速度圖求加速度思考：思考：1.1.圖線的特點？圖線的特點？2.2.小車的運動規(guī)律？小車的運動規(guī)律？3.3.如何求加速度？如何求加速度？ O t/sv/(m.s-1)舍去舍去v

10、t哪一種方哪一種方法更好？法更好？取任意兩組實驗測量數(shù)據(jù)求出取任意兩組實驗測量數(shù)據(jù)求出v 和和t ， 然后代入然后代入 求解。求解。在在v-t 圖象上取一段時間圖象上取一段時間t（盡量取大一些），（盡量取大一些），找出找出t 對應(yīng)的對應(yīng)的v ，代入，代入 求解。求解。v va a = = t tv va a = = t t圖像法：如何利用圖像法：如何利用v-t圖求加速度圖求加速度 v-t 圖像的解讀圖像的解讀 O t/sv/(m.s-1)甲甲乙乙丙丙1 1、運動性質(zhì)、運動性質(zhì)2 2、斜率、斜率3 3、交點、交點4 4、拐點、拐點例例1在在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律探究小車速度隨時間變化的規(guī)

11、律”的實驗中，如圖所的實驗中，如圖所示為一次記錄小車運動情況的紙帶，圖中示為一次記錄小車運動情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相為相鄰的計數(shù)點，鄰的計數(shù)點，(A點為第一個點點為第一個點)相鄰計數(shù)點間的時間間隔相鄰計數(shù)點間的時間間隔T0.1 s。(1)根據(jù)根據(jù)_計算各點瞬時速度，且計算各點瞬時速度，且vD_ m/s，vC_ m/s，vB_ m/s。(2)在坐標(biāo)系中畫出小車的在坐標(biāo)系中畫出小車的vt圖線，并根據(jù)圖線求出圖線，并根據(jù)圖線求出a_。 (3)將圖線延長與縱軸相交，交點的物理意義是？將圖線延長與縱軸相交，交點的物理意義是？(3)(3)將圖線延長后，與縱軸的交點的速度表示將圖線延長后，與縱軸的交點的速度表示零時刻小車經(jīng)零時刻小車經(jīng)過過A A點的速度大小。點的速度大小。思考：思考：有些位移圖象和速度圖象看起來十分相似，但表示的有些位移圖象和速度圖象看起來十分相似，但表示的意義截然不同差別就在于它們的縱軸表示的物理意義不同，意義截然不同差別就在于它們的縱軸表示的物理意義不同，你能簡單地說一下兩圖分別代表什么運動嗎？你能簡單地說一下兩圖分別代表什么運動嗎？圖74八八自自主主探探究究 粘貼紙帶看能否反映物體的運動規(guī)律：選擇一條打點清粘貼紙帶看能否反映物體的運動規(guī)律：選擇一條打點清晰的紙帶，標(biāo)上計數(shù)點，然后將紙帶每隔相同時間間隔從計晰的紙帶，標(biāo)上計數(shù)點，然后將紙帶每隔相同時間間隔從計