試驗(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1節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律課刖預(yù)習(xí)練.1 .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(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在 的后面.把小車停在 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置.2. 下列所給的器材中，“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中所需的器材有，為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，還缺少的實(shí)驗(yàn)器材是： .打點(diǎn)計(jì)時(shí)器天平低壓直流電源 細(xì)繩紙帶小車鉤碼秒表一端帶有滑輪的長木板3. 在三條紙帶中選擇一條最 的，為了便于測量，舍掉 一些 的點(diǎn)跡，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)做 .4. 在繪制速度一時(shí)間（v t）圖象時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出的點(diǎn)并不都分布在一條曲線（包括直線）上，畫曲線

2、（或直線）時(shí)，應(yīng)當(dāng)使不落在曲線（或直線）上的點(diǎn) 地分布在曲線（或直線）的兩側(cè).5. 下表是某同學(xué)實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)，請(qǐng)根據(jù)表中的v、t數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系（如圖1所示）中描點(diǎn)，并觀察思考，找出這些點(diǎn)的分布規(guī)律.結(jié)論：課堂探究練【概念規(guī)律練】知識(shí)點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)的操作1. 在做探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，給你以下器材：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電池組、紙帶、復(fù)寫紙、停表、天平（帶缺碼）、小車、鉤碼、細(xì)繩、一端帶有定滑輪的長木板.其中不需要的器材是、,還需要增添的器材有 、和2. 在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，按照實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的先后順序，將下列步 驟的代號(hào)填在橫線上.A. 把穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶固定在小車的后面B. 把打

3、點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板的沒有滑輪的一端，并連好電路C. 換上新的紙帶，再重復(fù)做兩次D. 把長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面E. 使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源，放開小車，讓小車運(yùn)動(dòng)F. 把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下邊吊著合適的鉤碼G. 斷開電源，取下紙帶知識(shí)點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理3. 圖2是某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)得到的一段紙帶，根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)，計(jì) 算物體在AB段、BC段、CD段和DE段的平均速度大小，判斷物體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì).¥I-* 4 43<:i3Jp*dpL9C cm2r40 cm r_ 2,38 cm r圖24. 在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)

4、律”的實(shí)驗(yàn)中，交流電源頻率為50 Hz.圖3是某次實(shí)驗(yàn)的紙帶，舍去前面比較密集的點(diǎn)，從0點(diǎn)開始計(jì)數(shù)，每隔4個(gè)連續(xù)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，標(biāo)以1、2、3、，那么相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間為 s,各計(jì)數(shù)點(diǎn)與0計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距 離依次為xi= 3.0 cm、X2 = 7.5 cm、X3= 13.5 cm,則物體通過計(jì)數(shù)點(diǎn) 1的速度v=m/s, 通過計(jì)數(shù)點(diǎn)2的速度v2 =m/s，小車運(yùn)動(dòng)的加速度為 m/s2.圖3【方法技巧練】一、實(shí)驗(yàn)的操作技巧5. 關(guān)于“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)操作，下列說法錯(cuò)誤的是（）A. 長木板不能側(cè)向傾斜，也不能一端高一端低B. 在釋放小車前，小車應(yīng)緊靠在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處C. 應(yīng)先

5、接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開始打點(diǎn)后再釋放小車D. 要在小車到達(dá)定滑輪前使小車停止運(yùn)動(dòng)6. 在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，為了減小測量小車運(yùn)動(dòng)加速度時(shí)的誤差，下列措施中哪些是有益的（）A. 使小車運(yùn)動(dòng)的加速度盡量小一些B. 適當(dāng)增加掛在細(xì)繩下的鉤碼的個(gè)數(shù)C. 在同樣條件下打出多條紙帶，選其中一條最理想的進(jìn)行測量和計(jì)算D. 舍去紙帶上比較密集的點(diǎn)，然后選取計(jì)數(shù)點(diǎn)，進(jìn)行計(jì)算二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法7. 如圖4所示，某同學(xué)在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到表示小車運(yùn)動(dòng)過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T= 0.10 s,其中X1 = 7.05cm X2 =

6、7.68 cm、X3= 8.33 cm、X4= 8.95 cm、X5= 9.61 cm, X6= 10.26 cm.，L 9 I ? I 1 563? nt廣而丁島-"為-I ）圖4（1）求計(jì)數(shù)點(diǎn)3處的瞬時(shí)速度的大小.（2）作出小車運(yùn)動(dòng)的速度 一時(shí)間圖象，由圖象求小車運(yùn)動(dòng)的加速度.課后鞏固練1. 在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，下列說法中正確的是 （）A. 長木板一定要水平擺放，不能一端高一端低B. 使用刻度尺測量長度時(shí)，不必估讀C. 使用刻度尺測量長度時(shí)，要估讀到最小刻度的下一位D. 作vt圖象時(shí)，所描曲線必須經(jīng)過每一個(gè)點(diǎn)2. 本實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔的下列說法中

7、正確的是（）A .每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.10 sB. 每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，貝U計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.08 sC. 每隔五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，貝U計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.10 sD. 每隔五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，貝U計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.08 sE. 每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.10 s3. 運(yùn)動(dòng)小車拖動(dòng)的紙帶經(jīng)過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器后，在紙帶上留下的點(diǎn)中有6個(gè)連續(xù)清晰的點(diǎn)，測出這6個(gè)點(diǎn)的第1點(diǎn)到第6點(diǎn)的距離為18 cm，貝U（）A .小車運(yùn)動(dòng)的平均速度為0.03 m/sB. 小車運(yùn)動(dòng)的平均速度為1.5 m/sC. 小車運(yùn)動(dòng)的平均速度為1.8 m/sD.

8、小車運(yùn)動(dòng)的平均速度為180 m/s4. 關(guān)于用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是（）A. 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)固定在長木板上，且靠近滑輪的一端B. 開始實(shí)驗(yàn)時(shí)小車應(yīng)放在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端C. 應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車D. 牽引小車的鉤碼個(gè)數(shù)越多越好5. 在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，得到如圖5所示的紙帶，其中 A、B、C、D、E、F、G為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T,xi、X2、X3、bX5、均分別為AB、BC、CD、DE、EF、FG間的位移，下列可用來計(jì)算打 D點(diǎn)時(shí)小車速度的表達(dá)式是 （）$A BCD£F$ « &

9、#187; * » «*»* "X*1 J： 耳 店 右 辦 /X3 + X4A. TX2 + X3+ X4 + X5C.X3 + X4B. 2TXl+ x64TD. 2T卜列關(guān)于作v t圖象的6. 在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，說法中，正確的是()A .只要確定了 vt圖象中的兩點(diǎn)，就可以得到小車運(yùn)動(dòng)的v t圖象，因此，實(shí)驗(yàn)只需要測出兩組數(shù)據(jù)B. 作v t圖象時(shí)，所取的點(diǎn)越多，圖線就越準(zhǔn)確C. 作出的v t圖線應(yīng)該通過所有的點(diǎn)，圖線曲折也可以D. 對(duì)于偏離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)，說明誤差太大，應(yīng)舍去7. 在“研究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律

10、”的實(shí)驗(yàn)中，算出小車經(jīng)過各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度如 下：計(jì)數(shù)點(diǎn)序號(hào)123456計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻(s)0.100.200.300.400.500.60通過計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度(cmZs)44.062.081.0100.0110.0168.0為了計(jì)算加速度，合理的方法是 ()A .根據(jù)任意兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的加速度公式a= AvZ壓算出加速度B. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出 vt圖象，量出其傾角，由公式 a = tan a求出加速度C. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出 vt圖象，由圖象上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的速度、時(shí)間用公式a =AvZ壓算出加速度D. 依次算出通過連續(xù)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的加速度，算出平均值作為小車的加速度題號(hào)1234567答案二8.一

11、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在傾角為。的斜面上，一小車拖著穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶從斜面上滑下，打出的紙帶的一段如圖 6所示.紙帶上0、1、2、3、4、5、6是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間 的時(shí)間間隔為0.1 s.圖6根據(jù)紙帶上記錄的數(shù)據(jù)判斷小車是做 運(yùn)動(dòng).(2) 若小車做勻加速運(yùn)動(dòng)，則加速度大小a =.(3) 小車在計(jì)數(shù)點(diǎn)3所對(duì)應(yīng)的速度大小為 v =.9. 一小球在桌面上從靜止開始做加速運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)用高速攝影機(jī)在同一底片上多次曝光，記錄 下小球每次曝光的位置，并將小球的位置編號(hào).如圖7所示，1位置恰為小球剛開始運(yùn)動(dòng)的瞬間，作為零時(shí)刻.攝影機(jī)連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔均為0.5 s,小球從1位置到6位置的運(yùn)動(dòng)過程中經(jīng)過各位

12、置的速度分別為v = 0, V2 = 0.06 mZs, v3=mZs, v4= 0.18 mZs,v5=mZs.在如圖8所示坐標(biāo)系中作出小球的速度一時(shí)間圖象(保留描點(diǎn)痕跡).123456R-|' 1 | 1 1| 1 r 1 1 | 1 11 | 1 1 1i J"010203040m*s'')10. 在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，如圖 9所示給出了從0點(diǎn)開始，每5 個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶，其中 0、1、2、3、4、5、6都為計(jì)數(shù)點(diǎn)，測得：x= 1.40 cm, X2 = 1.90 cm , x3= 2.38 cm, x4 = 2.88 cm

13、, x5= 3.39 cm , x6 = 3.87 cm.那么：在計(jì)時(shí)器打出點(diǎn) 1、2、3、4、5時(shí)，小車的速度分別為：vi =cm/s , V2=cm/s , V3 =cm/s, v4 =cm/s, v5 =cm/s.(2)在平面直角坐標(biāo)系中作出速度一時(shí)間圖象.(3) 分析小車運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律.第二章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究第1節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律課前預(yù)習(xí)練1. 時(shí)間打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 紙帶小車靠近2. 低壓交流電源3. 清晰開頭過于密集計(jì)時(shí)起點(diǎn)4. 大致均勻5. 如圖所示2.402.001,601.2011用俱牛網(wǎng)揪相LFI-O orl 0.2 0,3 0 4 0,5 0.

14、6 r/s結(jié)論：在沒有實(shí)驗(yàn)誤差的理想情況下，小車運(yùn)動(dòng)的v t圖象是一條傾斜的直線.課堂探究練1.電池組 停表夭平（帶缺碼）導(dǎo)線 低壓交流電源 刻度尺2. DBFAEGC解析 正確的實(shí)驗(yàn)步驟是： 把長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上. 并使滑輪伸出桌面， 把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固 定在長木板的一端， 并連好電路，把一條細(xì)繩拴在小車上.細(xì)繩跨過定滑輪，另一端吊合適 的鉤碼，把穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶固定在小車后面，使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，再放開小車，讓小車運(yùn)動(dòng)，打完一條紙帶，斷開電源取下紙帶，換上新的紙帶，重復(fù) 做兩次.點(diǎn)評(píng)如果先拖動(dòng)紙帶后接通電源，會(huì)導(dǎo)致打到紙帶上的點(diǎn)跡太少或打不上點(diǎn)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)

15、時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后再拖動(dòng)紙帶.3. 見解析解析 通過數(shù)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的間隔個(gè)數(shù)，找出每段對(duì)應(yīng)的時(shí)間，然后利用平均速度的公式 "V 偵 1.90 cm “/ c” ，v AB = _"：_= 19 cm/s= 0.19 m/sv ABAt15X 0.02 s一22.40 cm 5/ cm/v bc60 cm/s0.60 m/sBC 山 2X 0.02 s«3 1.20 cm e , c e ,v CD =-= 60 cm/s= 0.60 m/sCD At30.02 sVde =冷=2.38頃=59.5 cm/s= 0.595 m/s由以上計(jì)算數(shù)據(jù)可以判斷出：在誤差允許的范

16、DE 地 2X 0.02 s圍內(nèi)，物體先加速運(yùn)動(dòng)，后勻速運(yùn)動(dòng).4. 0.1 0.375 0.525 1.50.0750.2m/s= 0.375 m/s解析 T= 5X 0.02 s= 0.1 sm/s= 0.525 m/sm/s2= 1.5 m/s2.v _ X3-xi_ 0.135-0.03 v2- vi _ 0.525 - 0.3755. A6. BCD 實(shí)驗(yàn)中如果加速度太小，會(huì)導(dǎo)致各段位移差太小，計(jì)算中會(huì)使誤差增大，所以要適當(dāng)增加鉤碼來增大小車的加速度；為了便于測量和減小誤差，應(yīng)該選擇點(diǎn)跡清晰的理想紙帶，舍去紙帶上比較密集的點(diǎn).7. 見解析-2解析計(jì)數(shù)點(diǎn)3的速度V3=XX4 = (8.3

17、3斗嘩胃10m/s，0.86m/s,2 12 X 0.10 一一 2閂工用r十xi + x2 (7.05 + 7.68 衫 10同理可求 vi = 2T-= 2x 0 10 m/s 0.74 m/s,一2x2+ x3 “.68 + 8.33 XX 10V2=23m/s* 0.80n/s，, _ - .一一一 2x4+ x5 (8.95 + 9.61 )X 10V4= 2SmA 0.93m/s'2x5+ x6 (9.61 + 10.26 建 10V5= 2T =2x 0 10m/s 0.99n/s.(2)以縱軸表示速度，以橫軸表示時(shí)間，描點(diǎn)連線如圖所示.由圖象可以看出，小車的速度隨時(shí)間均

18、勻增加，其運(yùn)動(dòng)的加速度即為圖線的斜率，故=0.63 m/s2(0.62 0.64 m/s2 均可).方法總結(jié)利用描點(diǎn)法作圖時(shí)要注意以下兩點(diǎn)：(1) 準(zhǔn)確性.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和坐標(biāo)紙大小先確定合適的標(biāo)度，盡量使圖象分布在坐標(biāo)紙中央, 且盡量占滿坐標(biāo).(2) 要用直線將這些點(diǎn)連接，讓盡可能多的點(diǎn)分布在線上，不在線上的點(diǎn)均勻分布在兩側(cè)， 離線較遠(yuǎn)的點(diǎn)舍去.課后鞏固練a= k1. CT = 土 s= 0.02 s, 500.10 s, A對(duì)，B錯(cuò)；每隔5個(gè)點(diǎn)取0.02 X 6 s= 0.12 s, C、D錯(cuò)；每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)2. AE 本實(shí)驗(yàn)用的電源為 50 Hz的交流電，則相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為所以每隔

19、4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)則有6個(gè)時(shí)間間隔，總間隔為數(shù)點(diǎn)，則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有五個(gè)間隔，時(shí)間為0.02X 5 s= 0.10 s, E 正確.，一、，一2 一，一一x 18x 10 m 5X 0.02 s= 0.1 s,則平均速度 v =-= 一t 0.1 s3. C 從第1個(gè)點(diǎn)到第6個(gè)點(diǎn)間的時(shí)間為=1.8 m/s, C 正確.4. BC 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與滑輪間的距離盡可能要大，小車盡可能靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，都是為了使小車運(yùn)動(dòng)的距離較大，盡可能打出較多的點(diǎn)，選項(xiàng) 電源，只能在紙帶的后面部分打點(diǎn)，選項(xiàng)C正確；密；鉤碼個(gè)數(shù)多打的點(diǎn)少，都會(huì)帶來實(shí)驗(yàn)誤差，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；若先釋放小車再

20、接通 鉤碼個(gè)數(shù)應(yīng)適當(dāng)，鉤碼個(gè)數(shù)少打的點(diǎn)很D錯(cuò)誤.X3 + X4孑 X2+ X3+ X4+ X5 X3 + X4 , 商和 4T 一，但匕5. BC 可用來計(jì)算打D點(diǎn)時(shí)小車速度的表達(dá)式有x2 + x3 + x4+ x5h、/在帚 葉 1更傕確一些.4T6. BD 作vt圖象時(shí)，選取的點(diǎn)越多，作出的圖線越準(zhǔn)確，但由于實(shí)驗(yàn)存在誤差，同一次實(shí)驗(yàn)得到的各點(diǎn)不可能全部在同一直線上，因此，應(yīng)使落不到直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，以減小實(shí)驗(yàn)造成的誤差.7. C 方法A偶然誤差大，方法 D實(shí)際上也僅由始、末兩個(gè)速度決定，偶然誤差也較大，4T只有利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出對(duì)應(yīng)的vt圖象，才可充分利用各次測量數(shù)據(jù)，減小偶然誤差.由于在物理圖象中，兩坐標(biāo)軸的分度往往是不相等的，根據(jù)同一組數(shù)據(jù)，可以畫出傾角不同的許多圖線，方法