第1部分第二章第1節(jié)實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律

1、理解教材新知理解教材新知把握熱點考向把握熱點考向應(yīng)用創(chuàng)新演練應(yīng)用創(chuàng)新演練第第1 1節(jié)節(jié) 實驗：實驗：探究探究 小車小車 速度速度隨時隨時間變間變化的化的規(guī)律規(guī)律考向一考向一考向二考向二第第二二章章勻勻變變速速直直線線運運動動的的研研究究考向三考向三返回返回返回返回 一、實驗?zāi)康囊?、實驗?zāi)康?(1)進(jìn)一步練習(xí)使用打點計時器及利用紙帶求速度。進(jìn)一步練習(xí)使用打點計時器及利用紙帶求速度。 (2)學(xué)會用實驗探究小車速度隨時間變化的規(guī)律的方法，學(xué)學(xué)會用實驗探究小車速度隨時間變化的規(guī)律的方法，學(xué)會用會用vt圖像處理實驗數(shù)據(jù)。圖像處理實驗數(shù)據(jù)。 二、實驗原理二、實驗原理 利用打點計時器打出的紙帶上記錄的數(shù)據(jù)，

2、計算出各時刻利用打點計時器打出的紙帶上記錄的數(shù)據(jù)，計算出各時刻的速度，再作出速度的速度，再作出速度時間的關(guān)系圖像。時間的關(guān)系圖像。 (1)某點的瞬時速度一般用一小段時間內(nèi)的平均速度代替。某點的瞬時速度一般用一小段時間內(nèi)的平均速度代替。 (2)若若vt圖像為一傾斜直線，則物體做勻變速直線運動，圖像為一傾斜直線，則物體做勻變速直線運動，圖線的斜率表示加速度。圖線的斜率表示加速度。返回 三、實驗器材三、實驗器材 打點計時器、學(xué)生電源、復(fù)寫紙、紙帶、導(dǎo)線、一端帶打點計時器、學(xué)生電源、復(fù)寫紙、紙帶、導(dǎo)線、一端帶有滑輪的長木板、小車、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、坐標(biāo)紙。有滑輪的長木板、小車、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、坐

3、標(biāo)紙。 返回四、實驗步驟四、實驗步驟 (1)如圖如圖211所示，把附有滑輪的長木板放在實驗所示，把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路。上沒有滑輪的一端，連接好電路。圖圖211返回 (2)把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下邊把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上鉤碼，把紙帶穿過打點計時器，并把紙帶的一端固定掛上鉤碼，把紙帶穿過打點計時器，并把紙帶的一端固定在小車的后面。在小車的后面。 (3)把小車停在靠近打點計時器處，接通電源后，釋把小車停在靠近打點計時器處，接通電源后

4、，釋放小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打放小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列小點。關(guān)閉電流。下一系列小點。關(guān)閉電流。 (4)換上新的紙帶，重復(fù)實驗兩次。換上新的紙帶，重復(fù)實驗兩次。 (5)增減所掛鉤碼，按以上步驟再做兩次實驗。增減所掛鉤碼，按以上步驟再做兩次實驗。返回 五、數(shù)據(jù)處理五、數(shù)據(jù)處理 1表格法表格法 (1)從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開始一從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開始一些比較密集的點，在后面便于測量的地方找一個開始點，作些比較密集的點，在后面便于測量的地方找一個開始點，作為計數(shù)始點，以后依次每五個點取一個計數(shù)點，并標(biāo)明為

5、計數(shù)始點，以后依次每五個點取一個計數(shù)點，并標(biāo)明0、1、2、3，測量各計數(shù)點到，測量各計數(shù)點到0點的距離點的距離x，并記錄填入表中。，并記錄填入表中。位置編號位置編號012345時間時間t/sx/mv/(ms1)返回 (2)分別計算出與所求點相鄰的兩計數(shù)點之間的距離分別計算出與所求點相鄰的兩計數(shù)點之間的距離x1、x2、x3。 (3)計算平均速度，用平均速度代替相關(guān)計數(shù)點的瞬計算平均速度，用平均速度代替相關(guān)計數(shù)點的瞬時速度，填入上面的表格中。時速度，填入上面的表格中。 (4)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，分析速度隨時間怎么變化。根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，分析速度隨時間怎么變化。返回 2圖像法圖像法 (1)在坐標(biāo)紙上建

6、立直角坐標(biāo)系，橫軸在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系，橫軸表示時間，縱軸表示速度，并根據(jù)表格中表示時間，縱軸表示速度，并根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點。的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點。 (2)畫一條直線，讓這條直線通過盡可能多的點，不在線上畫一條直線，讓這條直線通過盡可能多的點，不在線上的點均勻分布在直線的兩側(cè)，偏差比較大的點忽略不計，如圖的點均勻分布在直線的兩側(cè)，偏差比較大的點忽略不計，如圖212所示。所示。 (3)觀察所得到的直線，分析物體的速度隨時間的變化規(guī)律。觀察所得到的直線，分析物體的速度隨時間的變化規(guī)律。圖圖212返回 六、注意事項六、注意事項 (1)開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近打點計時器。開始釋放小

7、車時，應(yīng)使小車靠近打點計時器。 (2)先接通電源，等打點穩(wěn)定后，再釋放小車。先接通電源，等打點穩(wěn)定后，再釋放小車。 (3)打點完畢，立即斷開電源。打點完畢，立即斷開電源。 (4)選取一條點跡清晰的紙帶，適當(dāng)舍棄點密集部分，適選取一條點跡清晰的紙帶，適當(dāng)舍棄點密集部分，適當(dāng)選取計數(shù)點當(dāng)選取計數(shù)點(注意計數(shù)點與計時點的區(qū)別注意計數(shù)點與計時點的區(qū)別)，弄清楚所選的，弄清楚所選的時間間隔時間間隔T等于多少秒。等于多少秒。返回 (5)牽引小車的鉤碼質(zhì)量要適宜。如果質(zhì)量過大，紙帶牽引小車的鉤碼質(zhì)量要適宜。如果質(zhì)量過大，紙帶上打出的計時點太少；如果質(zhì)量過小，打出的點過于密集，上打出的計時點太少；如果質(zhì)量過小

8、，打出的點過于密集，不便于測量距離。不便于測量距離。 (6)要防止鉤碼落地，避免小車跟滑輪相碰，當(dāng)小車到要防止鉤碼落地，避免小車跟滑輪相碰，當(dāng)小車到達(dá)滑輪前及時用手按住。達(dá)滑輪前及時用手按住。 (7)在坐標(biāo)紙上畫在坐標(biāo)紙上畫vt圖像時，注意坐標(biāo)軸單位長度的圖像時，注意坐標(biāo)軸單位長度的選取，應(yīng)使圖像盡量分布在較大的坐標(biāo)平面內(nèi)。選取，應(yīng)使圖像盡量分布在較大的坐標(biāo)平面內(nèi)。返回 七、誤差分析七、誤差分析 (1)木板的粗糙程度不同，摩擦不均勻。木板的粗糙程度不同，摩擦不均勻。 (2)根據(jù)紙帶測量的位移有誤差，從而計算出的瞬時根據(jù)紙帶測量的位移有誤差，從而計算出的瞬時速度有誤差。速度有誤差。 (3)作作v

9、t圖像時單位選擇不合適或人為作圖不準(zhǔn)確圖像時單位選擇不合適或人為作圖不準(zhǔn)確帶來誤差。帶來誤差。返回返回 例例1在在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，的實驗中，利用打點計時器在紙帶上打的點記錄小車的運動情況。某同利用打點計時器在紙帶上打的點記錄小車的運動情況。某同學(xué)做此實驗時步驟如下：學(xué)做此實驗時步驟如下： A拉住紙帶，將小車移至靠近打點計時器處，放開紙拉住紙帶，將小車移至靠近打點計時器處，放開紙帶，再接通電源。帶，再接通電源。 B將打點計時器固定在長木板上，并接好電路。將打點計時器固定在長木板上，并接好電路。 C把一條繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下面掛上把

10、一條繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下面掛上適當(dāng)?shù)你^碼。適當(dāng)?shù)你^碼。返回 D小車停止運動后，直接取下紙帶。小車停止運動后，直接取下紙帶。 E將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔。位孔。 F換上新紙帶，重復(fù)操作三次，然后從所有紙帶中選換上新紙帶，重復(fù)操作三次，然后從所有紙帶中選取一條點跡清晰的進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。取一條點跡清晰的進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。其中錯誤或遺漏的步驟有：其中錯誤或遺漏的步驟有： (1)_； (2)_。 將以上步驟完善后按合理的順序填寫在下面橫線上。將以上步驟完善后按合理的順序填寫在下面橫線上。 _。 返回 解析解析實驗過程中應(yīng)先接通電源，再

11、放開紙帶，實驗過程中應(yīng)先接通電源，再放開紙帶，取紙帶前應(yīng)先斷開電源，所以錯誤操作是步驟取紙帶前應(yīng)先斷開電源，所以錯誤操作是步驟A、D。錯誤操作：錯誤操作：(1)A選項中應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶；選項中應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶； (2)D選項中取紙帶前應(yīng)先斷開電源。選項中取紙帶前應(yīng)先斷開電源。合理順序：合理順序：BECADF。 答案答案見解析見解析返回 例例2在在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗的實驗中，如圖中，如圖213所示為一次記錄小車運動情況的紙帶，所示為一次記錄小車運動情況的紙帶，圖中圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數(shù)點，為相鄰的計數(shù)點，(A點為第一個點

12、點為第一個點)相鄰計數(shù)點間的時間間隔相鄰計數(shù)點間的時間間隔T0.1 s。圖圖213返回 (1)根據(jù)根據(jù)_計算各點瞬時速度，且計算各點瞬時速度，且vD_ m/s，vC_ m/s，vB_ m/s。 (2)在如圖在如圖214所示坐標(biāo)系中畫出小車的所示坐標(biāo)系中畫出小車的vt圖線，圖線，并根據(jù)圖線求出并根據(jù)圖線求出a_。圖圖214 (3)將圖線延長與縱軸相交，交點的物理意義是將圖線延長與縱軸相交，交點的物理意義是_。返回返回返回 (3)將圖線延長后，與縱軸的交點的速度表示零時刻將圖線延長后，與縱軸的交點的速度表示零時刻小車經(jīng)過小車經(jīng)過A點的速度大小。點的速度大小。 答案答案(1)某段時間內(nèi)的平均速度等于

13、中間時刻的瞬某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度時速度3.902.641.38(2)圖像見解析圖像見解析12.6 m/s2(3)表示零時刻小車經(jīng)過表示零時刻小車經(jīng)過A點的速度大小點的速度大小返回 例例3在用打點計時器在用打點計時器“研究物體的速度隨時間的變研究物體的速度隨時間的變化規(guī)律化規(guī)律”的實驗中，某同學(xué)將打點計時器打出的三條紙帶，的實驗中，某同學(xué)將打點計時器打出的三條紙帶，分別以間隔相同點跡的方式依次剪成短紙條，按先后順序分別以間隔相同點跡的方式依次剪成短紙條，按先后順序一端對齊粘貼在一起。然后用平滑線段將各段紙帶頂端的一端對齊粘貼在一起。然后用平滑線段將各段紙帶頂端的中點連起來，形成如圖中點連起來，形成如圖215所示的圖像，則根據(jù)紙帶所示的圖像，則根據(jù)紙帶的特點即可研