第二章 1 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律

第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究1實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律

一、實(shí)驗(yàn)探究

1．實(shí)驗(yàn)器材 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、電源．2．實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)間打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶

(1)把附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，將細(xì)繩繞過滑輪，下面掛上適當(dāng)?shù)你^碼．為了研究小車的速度隨_____變化的規(guī)律，需要把___________固定在長(zhǎng)木板上，把_____穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在______的后面；小車

(2)把小車停在_____打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置，啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，然后放開小車，讓它拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一行小點(diǎn)，然后關(guān)閉電源，取下紙帶；靠近清晰

(3)換上新紙帶，重復(fù)操作兩次； (4)在三條紙帶中選擇一條最_____的，為了便于測(cè)量，舍掉開頭一些過于密集的點(diǎn)跡，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)做計(jì)時(shí)起點(diǎn)； (5)選擇相隔0.1s的若干計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，把數(shù)據(jù)填入設(shè)計(jì)好的表格； (6)增減所掛鉤碼數(shù)，再做兩次實(shí)驗(yàn)．

二、作出v－t圖象

1．作法：以速度v為縱軸，時(shí)間t為橫軸，建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點(diǎn)，將這些點(diǎn)連成一條直線． 2．注意：(1)連線時(shí)應(yīng)使盡量多的點(diǎn)落在直線上，不在直線上的點(diǎn)要盡量對(duì)稱分布在直線兩側(cè)．誤差較大的點(diǎn)可舍去． (2)小車的運(yùn)動(dòng)情況：如果圖象是一條傾斜的直線，則表示物體做_________直線運(yùn)動(dòng)．勻加速要點(diǎn)紙帶的分析與計(jì)算

1．求瞬時(shí)速度

2．用“逐差法”求加速度 (1)若實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)夠用，一般選取7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量并計(jì)算出6個(gè)間距(如圖2－1－1所示)． 圖2－1－13．實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)(1)選取點(diǎn)跡最清晰的紙帶，舍去開頭一些過于密集的點(diǎn)，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)做計(jì)時(shí)起點(diǎn)．

(2)處理數(shù)據(jù)時(shí)要區(qū)分打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打的點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，也要區(qū)分打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期與人為選取的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為0.02s(電源頻率為50Hz)，從P點(diǎn)開始每隔4個(gè)點(diǎn)再取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與計(jì)算

【例1】某課外興趣小組在探究小車的速度隨時(shí)間變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，得到如圖2－1－2所示的實(shí)驗(yàn)紙帶，實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器交流電的頻率為50Hz，紙帶前面的幾個(gè)點(diǎn)較模糊，因此從A點(diǎn)開始每打五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，其中B、C、D、E點(diǎn)的對(duì)應(yīng)速度vB＝____m/s,vC＝____m/s,vD＝____m/s,vE＝____m/s，由此推得F點(diǎn)的速度vF＝____m/s.小車從B運(yùn)動(dòng)到C的加速度a1＝________m/s2，從C運(yùn)動(dòng)到D的加速度a2＝________m/s2，從D運(yùn)動(dòng)到E的加速度a3＝________m/s2.圖2－1－2

[解析]當(dāng)時(shí)間間隔較短時(shí)，這段時(shí)間內(nèi)某時(shí)刻的瞬時(shí)速度可以認(rèn)為是這段時(shí)間內(nèi)的平均速度，即B點(diǎn)的瞬時(shí)速度為A、C兩點(diǎn)間的平均速度，其余類推．由題意可知，每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T＝0.02×5s＝0.1s.B點(diǎn)的速度為A、C兩點(diǎn)間的平均速度：[答案]見解析1．(2011年湛江二中期末)在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)”中：交流2200.023

(1)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種利用____電源的計(jì)時(shí)儀器，它的工作電壓為_____V.當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí)，它每隔____s打一次點(diǎn)．

圖2－1－30.210.33作小車運(yùn)動(dòng)的v－t

圖象

[解析]因?yàn)槊?/p>

5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所以相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝0.10s.

(2)從0點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，圖象如圖2－1－5所示，取A、B兩點(diǎn)計(jì)算加速度．

圖2－1－5[答案]見解析

2．在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，如圖2－1－6所示為一次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰記數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝0.1s.圖2－1－6圖2－1－7(1)根據(jù)________________________計(jì)算各點(diǎn)瞬時(shí)速度，且vD＝_______m/s，vC＝_______m/s，vB＝_______m/s. (2)在如圖2－1－7所示坐標(biāo)中做出小車的v－t圖線，并根據(jù)圖線求出a＝________.(設(shè)A為0時(shí)刻)(3)將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交，交點(diǎn)的速度是________，此速度的物理意義