2.1實(shí)驗(yàn)探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律課件高一上學(xué)期物理人教版32

第二章

勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的研究第1節(jié)

實(shí)驗(yàn)：探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律高中物理必修第一冊(cè)實(shí)驗(yàn)思路1、創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境研究小車(chē)在重物牽引下的運(yùn)動(dòng)，觀察小車(chē)的速度是怎樣隨時(shí)間變化的2、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如何設(shè)計(jì)此實(shí)驗(yàn)？需要測(cè)量哪些物理量？選用什么器材？實(shí)驗(yàn)器材刻度尺紙帶電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定夾小車(chē)槽碼一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板細(xì)繩實(shí)驗(yàn)步驟1、如圖所示，把附有滑輪的長(zhǎng)木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒(méi)有滑輪的一端，連接好電源；2、把一細(xì)繩拴在小車(chē)上，使細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，下邊掛上槽碼，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的一端固定在小車(chē)的后面；3、把小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置，先接通電源，再釋放小車(chē)，讓小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一行小點(diǎn)；5、增減所掛的槽碼（或在小車(chē)上放置重物），更換紙帶，再做兩次實(shí)驗(yàn)。4、關(guān)閉電源，取下紙帶。換上新的紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次；數(shù)據(jù)記錄1、紙帶的選取從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開(kāi)頭一些過(guò)于密集的點(diǎn)，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)；若紙帶上的點(diǎn)間距較小，可選擇相隔0.1s的若干點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)，并在紙帶上標(biāo)明0、1、2、3、4……如圖所示2、數(shù)據(jù)的測(cè)量用刻度尺測(cè)出相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離x1、x2、x3、x4……3、速度的計(jì)算計(jì)算各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，并記錄在表格中同理，計(jì)算增減槽碼后兩次實(shí)驗(yàn)的速度，分別填入表中標(biāo)有v2和v3的兩行小車(chē)幾個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度位置編號(hào)0123456……時(shí)間t/s00.10.20.30.40.50.6v1/(m·s-1)v2/(m·s-1)v3/(m·s-1)……數(shù)據(jù)分析你能從表格中的數(shù)據(jù)看出小車(chē)速度隨時(shí)間變化的定量關(guān)系嗎？如果不能，怎么辦？?jī)H僅由表格中的數(shù)據(jù)去觀察小車(chē)速度隨時(shí)間變化的定量關(guān)系不是容易的事，也不夠直觀。

我們可以在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系，并根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)作出v-t圖像，從而更加直觀方便地得出小車(chē)速度隨時(shí)間變化的定量關(guān)系如果有些點(diǎn)難以落在直線(xiàn)/曲線(xiàn)上，應(yīng)該使它們大致均勻地分布在直線(xiàn)/曲線(xiàn)兩側(cè)。這樣直線(xiàn)/曲線(xiàn)就更符合實(shí)際的規(guī)律。先觀察這些點(diǎn)是否在一條直線(xiàn)上，如果是，則用一條直線(xiàn)將盡可能多的點(diǎn)連接起來(lái)；如果不是，則用平滑的曲線(xiàn)將這些點(diǎn)連接起來(lái)。注意事項(xiàng)1、兩先兩后：實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)；實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開(kāi)電源后取紙帶。2、防止碰撞：在到達(dá)長(zhǎng)木板末端前應(yīng)讓小車(chē)停止運(yùn)動(dòng)，要防止鉤碼落地和小車(chē)與滑輪相撞。3、選取一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，適當(dāng)舍棄點(diǎn)跡密集的部分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)，弄清楚所選的時(shí)間間隔T是多少。4、在坐標(biāo)紙上畫(huà)v-t圖像時(shí)，注意坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度的選取，應(yīng)使圖像盡量分布在坐標(biāo)平面中央。例1：在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中：（1）除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、小車(chē)、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、細(xì)繩、槽碼外，在下面儀器和器材中，必須使用的有

（填選項(xiàng)代號(hào)）A．電壓合適的50Hz交流電源B．電壓可調(diào)的直流電源C．刻度尺D．秒表E．天平AC（2）某同學(xué)操作過(guò)程中有以下實(shí)驗(yàn)步驟：A.拉住小車(chē)，將小車(chē)移到靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端后，放開(kāi)小車(chē)，再接通電源B.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端，并接好電路C.把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，下面掛上適當(dāng)?shù)你^碼D.斷開(kāi)電源，再取下紙帶E.將紙帶固定在小車(chē)尾部，并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔F.從所打的紙帶中選取理想的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析G．換上新紙帶，重復(fù)操作兩次。（1）其中有錯(cuò)誤的步驟是

（填步驟前字母）；應(yīng)改正為

。（2）將改正后的步驟按合理的順序補(bǔ)充完整為

。A應(yīng)先接通電源，再放開(kāi)小車(chē)BECADGF例2：某同學(xué)在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車(chē)拖動(dòng)的紙帶的運(yùn)動(dòng)情況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，其相鄰點(diǎn)間的距離如圖所示，每?jī)蓚€(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，交變電源頻率為50Hz。①根據(jù)紙帶上各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，計(jì)算出打下B、F兩個(gè)點(diǎn)的瞬時(shí)速度值，并填入下表。（結(jié)果均保留3位小數(shù)）速度vBvCvDvEvF數(shù)值(m·s-1)0.4790.5600.6400.4000.721②以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，將B、C、D、E、F各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度標(biāo)在直角坐標(biāo)系中，并畫(huà)出小車(chē)的瞬時(shí)速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像。③由v-t圖像求出小車(chē)加速度為

m/s2（結(jié)果保留2位小數(shù)）

v-t圖像的斜率即為小車(chē)的加速度可求