第二章 1 實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律

第二章勻變速直線運動的研究1實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律

一、實驗探究

1．實驗器材 打點計時器、一端附有定滑輪的長木板、小車、紙帶、細繩、鉤碼、刻度尺、導線、電源．2．實驗步驟時間打點計時器紙帶

(1)把附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，將細繩繞過滑輪，下面掛上適當?shù)你^碼．為了研究小車的速度隨_____變化的規(guī)律，需要把___________固定在長木板上，把_____穿過打點計時器，連在______的后面；小車

(2)把小車停在_____打點計時器的位置，啟動打點計時器，然后放開小車，讓它拖著紙帶運動，打點計時器在紙帶上打下一行小點，然后關閉電源，取下紙帶；靠近清晰

(3)換上新紙帶，重復操作兩次； (4)在三條紙帶中選擇一條最_____的，為了便于測量，舍掉開頭一些過于密集的點跡，找一個適當?shù)狞c當做計時起點； (5)選擇相隔0.1s的若干計數(shù)點進行測量，把數(shù)據(jù)填入設計好的表格； (6)增減所掛鉤碼數(shù)，再做兩次實驗．

二、作出v－t圖象

1．作法：以速度v為縱軸，時間t為橫軸，建立直角坐標系，根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點，將這些點連成一條直線． 2．注意：(1)連線時應使盡量多的點落在直線上，不在直線上的點要盡量對稱分布在直線兩側(cè)．誤差較大的點可舍去． (2)小車的運動情況：如果圖象是一條傾斜的直線，則表示物體做_________直線運動．勻加速要點紙帶的分析與計算

1．求瞬時速度

2．用“逐差法”求加速度 (1)若實驗數(shù)據(jù)夠用，一般選取7個計數(shù)點，測量并計算出6個間距(如圖2－1－1所示)． 圖2－1－13．實驗的注意事項(1)選取點跡最清晰的紙帶，舍去開頭一些過于密集的點，找一個適當?shù)狞c做計時起點．

(2)處理數(shù)據(jù)時要區(qū)分打點計時器打的點與人為選取的計數(shù)點，也要區(qū)分打點計時器打點的周期與人為選取的兩個計數(shù)點間的時間間隔．打點計時器打點周期為0.02s(電源頻率為50Hz)，從P點開始每隔4個點再取一個計數(shù)點，則相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為0.1s.實驗數(shù)據(jù)分析與計算

【例1】某課外興趣小組在探究小車的速度隨時間變化規(guī)律的實驗中，得到如圖2－1－2所示的實驗紙帶，實驗中打點計時器交流電的頻率為50Hz，紙帶前面的幾個點較模糊，因此從A點開始每打五個點取一個計數(shù)點，其中B、C、D、E點的對應速度vB＝____m/s,vC＝____m/s,vD＝____m/s,vE＝____m/s，由此推得F點的速度vF＝____m/s.小車從B運動到C的加速度a1＝________m/s2，從C運動到D的加速度a2＝________m/s2，從D運動到E的加速度a3＝________m/s2.圖2－1－2

[解析]當時間間隔較短時，這段時間內(nèi)某時刻的瞬時速度可以認為是這段時間內(nèi)的平均速度，即B點的瞬時速度為A、C兩點間的平均速度，其余類推．由題意可知，每兩個計數(shù)點之間的時間間隔為T＝0.02×5s＝0.1s.B點的速度為A、C兩點間的平均速度：[答案]見解析1．(2011年湛江二中期末)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律的實驗”中：交流2200.023

(1)電火花打點計時器是一種利用____電源的計時儀器，它的工作電壓為_____V.當電源頻率為50Hz時，它每隔____s打一次點．

圖2－1－30.210.33作小車運動的v－t

圖象

[解析]因為每

5個點取一個計數(shù)點，所以相鄰計數(shù)點間的時間間隔T＝0.10s.

(2)從0點開始計時，圖象如圖2－1－5所示，取A、B兩點計算加速度．

圖2－1－5[答案]見解析

2．在研究勻變速直線運動的實驗中，如圖2－1－6所示為一次記錄小車運動情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數(shù)點，相鄰記數(shù)點間的時間間隔T＝0.1s.圖2－1－6圖2－1－7(1)根據(jù)________________________計算各點瞬時速度，且vD＝_______m/s，vC＝_______m/s，vB＝_______m/s. (2)在如圖2－1－7所示坐標中做出小車的v－t圖線，并根據(jù)圖線求出a＝________.(設A為0時刻)(3)將圖線延長與縱軸相交，交點的速度是________，此速度的物理意義