21《實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律》

1、第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究第一節(jié)第一節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)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(shí)驗(yàn)。還應(yīng)致力于觀察和實(shí)驗(yàn)。普朗克普朗克1 1、如何研究一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律？、如何研究一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律？（知道物體在不同時(shí)刻的速度）（知道物體在不同時(shí)刻的速度）2 2、如何知道物體在不同時(shí)刻的速度？用什么、如何知道物體在不同時(shí)刻的速度？用什么儀器可以測得？儀器可以測得？ （打點(diǎn)計(jì)時(shí)器）（打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(diǎn)計(jì)時(shí)器：電磁打點(diǎn)計(jì)

2、時(shí)器：6V6V（4V6V4V6V）以下交流電源）以下交流電源電火花式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：電火花式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：220V220V交流電源交流電源（3 3）紙帶上點(diǎn)的意義：）紙帶上點(diǎn)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(shí)刻時(shí)刻的的位置位置?；仡櫍捍螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器回顧：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)儀器，每隔計(jì)時(shí)儀器，每隔0.02s0.02s打一次點(diǎn)。打一次點(diǎn)。 通過研究紙帶上各點(diǎn)之間的間隔通過研究紙帶上各點(diǎn)之間的間隔, ,可以判斷物體的可以判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況。運(yùn)動(dòng)情況。一一實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)?zāi)磕康牡?、探究小車速度隨時(shí)間的變化規(guī)律，、探究小車速度隨時(shí)間的變化規(guī)律，2、學(xué)習(xí)運(yùn)用實(shí)驗(yàn)研究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的方法、學(xué)習(xí)運(yùn)用實(shí)

3、驗(yàn)研究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的方法二二實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)原原理理 通過觀察打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)跡，這些點(diǎn)跡不但通過觀察打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)跡，這些點(diǎn)跡不但記錄了物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，而且相應(yīng)地表示運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻記錄了物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，而且相應(yīng)地表示運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位置。研究這些點(diǎn)的情況，就可以了解物體的運(yùn)動(dòng)情況。的位置。研究這些點(diǎn)的情況，就可以了解物體的運(yùn)動(dòng)情況。 理論依據(jù)：理論依據(jù)：用平均速度近似代替瞬時(shí)速度用平均速度近似代替瞬時(shí)速度TxvACB2 OABCDACxBDx2BDCxvT三三實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(xì)繩細(xì)繩紙帶紙帶打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)步步驟驟 把附有滑輪的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌上；將細(xì)繩繞過滑輪并把附有滑輪的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌上；將細(xì)繩繞過滑輪并使滑輪伸出桌面；把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定，連接好電路。使滑輪伸出桌面；把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定，連接好電路。 將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車后面。在小車的另一將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車后面。在小車的另一端通過細(xì)繩掛上鉤碼。端通過細(xì)繩掛上鉤碼。 先接通電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打先接通電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，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(xiàng)項(xiàng)1.

5、1.開始釋放小車時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；（開始釋放小車時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；（why）2.2.先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后，再釋放小車，當(dāng)小先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后，再釋放小車，當(dāng)小 車停止運(yùn)動(dòng)時(shí)及時(shí)斷開電源；車停止運(yùn)動(dòng)時(shí)及時(shí)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(dá)滑輪前及時(shí)要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，當(dāng)小車到達(dá)滑輪前及時(shí) 用手按住它；用手按住它；4.4.小車另一端所掛的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng)；小車另一端所掛的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng)；5.5.固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)注意使兩限位孔和小車運(yùn)動(dòng)軌跡在同固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)注意使兩限位孔和小車運(yùn)動(dòng)軌跡在同 一直線上（一直

6、線上（why）五五進(jìn)進(jìn)行行實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn) 把附有滑輪的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌上；將細(xì)繩繞過滑輪并把附有滑輪的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌上；將細(xì)繩繞過滑輪并使滑輪伸出桌面；把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定，連接好電路。使滑輪伸出桌面；把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定，連接好電路。 將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車后面。在小車的另一將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車后面。在小車的另一端通過細(xì)繩掛上鉤碼。端通過細(xì)繩掛上鉤碼。 先接通電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打先接通電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，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(diǎn)，從清楚的點(diǎn)開始舍掉開頭過于密集的點(diǎn)，從清楚的點(diǎn)開始, ,每五個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)每五個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) ；取六個(gè)點(diǎn)，依次標(biāo)號(hào)為取六個(gè)點(diǎn)，依次標(biāo)號(hào)為 0，1，2，3，4，50.10s0.10s過于密集過于密集/ /不清晰的點(diǎn)不清晰的點(diǎn)六六處處理理的的紙紙帶帶例：求例：求“3 3”這個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度：這個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)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(shí)速度隨時(shí)間增大而增大，小車的瞬時(shí)速度隨時(shí)間增大而增大，即小車的瞬時(shí)速

8、度與時(shí)間成線性變化即小車的瞬時(shí)速度與時(shí)間成線性變化思考思考: :小車的具體運(yùn)動(dòng)規(guī)律是什么小車的具體運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)情況同理，可求出另外兩條紙帶的運(yùn)動(dòng)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(diǎn)的位置（描點(diǎn)法）根據(jù)所得數(shù)據(jù)描出各點(diǎn)的位置（描點(diǎn)法）, ,觀察和思考各點(diǎn)觀察和思考各點(diǎn)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(shí)應(yīng)把盡量多的點(diǎn)連在一條直線上；作圖時(shí)應(yīng)把盡量多的點(diǎn)連在一條直線上； 2.2.不在線上的點(diǎn)應(yīng)均勻的分布在線的兩側(cè)。不在線上的點(diǎn)應(yīng)均勻的分布在線的兩側(cè)。（3 3）作圖）作圖（2 2）描點(diǎn)）描點(diǎn)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(diǎn)？圖線的特點(diǎn)？2.2.小車的運(yùn)動(dòng)規(guī)律？小車的運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)求出取任意兩組實(shí)驗(yàn)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(shí)間圖象上取一段時(shí)間t（盡量取大一些），（盡量取大一些），找出找出t 對(duì)應(yīng)的對(duì)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(yùn)動(dòng)性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)性質(zhì)2 2、斜率、斜率3 3、交點(diǎn)、交點(diǎn)4 4、拐點(diǎn)、拐點(diǎn)例例1在在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)

11、律”的實(shí)驗(yàn)中，如圖所的實(shí)驗(yàn)中，如圖所示為一次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，圖中示為一次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，(A點(diǎn)為第一個(gè)點(diǎn)點(diǎn)為第一個(gè)點(diǎn))相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T0.1 s。(1)根據(jù)根據(jù)_計(jì)算各點(diǎn)瞬時(shí)速度，且計(jì)算各點(diǎn)瞬時(shí)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(diǎn)的物理意義是？將圖線延長與縱軸相交，交點(diǎn)的物理意義是？(3)(3)將圖線延長后，與縱軸的交點(diǎn)的速度表示將圖線延長后，與縱軸的交點(diǎn)的速度表示零時(shí)刻小車經(jīng)零時(shí)刻小車經(jīng)過過A A點(diǎn)的速度大小。點(diǎn)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(yùn)動(dòng)嗎？你能簡單地說一下兩圖分別代表什么運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)規(guī)律：選擇一條打點(diǎn)清粘貼紙帶看能否反映物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律：選擇一條打點(diǎn)清晰的紙帶，標(biāo)上計(jì)數(shù)點(diǎn)，然后將紙帶每隔相同時(shí)間間隔從計(jì)晰的紙帶，標(biāo)上計(jì)數(shù)點(diǎn)，然后將紙帶每隔相同時(shí)間間隔從計(jì)