2.1實驗探究小車速度隨時間變化的規(guī)律課件高一上學(xué)期物理人教版32

第二章

勻變速直線運(yùn)動的研究第1節(jié)

實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律高中物理必修第一冊實驗思路1、創(chuàng)設(shè)實驗情境研究小車在重物牽引下的運(yùn)動，觀察小車的速度是怎樣隨時間變化的2、設(shè)計實驗方案如何設(shè)計此實驗？需要測量哪些物理量？選用什么器材？實驗器材刻度尺紙帶電火花打點計時器固定夾小車槽碼一端帶有定滑輪的長木板細(xì)繩實驗步驟1、如圖所示，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上沒有滑輪的一端，連接好電源；2、把一細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過定滑輪，下邊掛上槽碼，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；3、把小車停在靠近打點計時器的位置，先接通電源，再釋放小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動，打點計時器就在紙帶上打下一行小點；5、增減所掛的槽碼（或在小車上放置重物），更換紙帶，再做兩次實驗。4、關(guān)閉電源，取下紙帶。換上新的紙帶，重復(fù)實驗兩次；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，舍掉開頭一些過于密集的點，找一個適當(dāng)?shù)狞c作為計時起點；若紙帶上的點間距較小，可選擇相隔0.1s的若干點作為計數(shù)點，并在紙帶上標(biāo)明0、1、2、3、4……如圖所示2、數(shù)據(jù)的測量用刻度尺測出相鄰兩計數(shù)點間的距離x1、x2、x3、x4……3、速度的計算計算各計數(shù)點的瞬時速度，并記錄在表格中同理，計算增減槽碼后兩次實驗的速度，分別填入表中標(biāo)有v2和v3的兩行小車幾個時刻的瞬時速度位置編號0123456……時間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)看出小車速度隨時間變化的定量關(guān)系嗎？如果不能，怎么辦？僅僅由表格中的數(shù)據(jù)去觀察小車速度隨時間變化的定量關(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)系中描點作出v-t圖像，從而更加直觀方便地得出小車速度隨時間變化的定量關(guān)系如果有些點難以落在直線/曲線上，應(yīng)該使它們大致均勻地分布在直線/曲線兩側(cè)。這樣直線/曲線就更符合實際的規(guī)律。先觀察這些點是否在一條直線上，如果是，則用一條直線將盡可能多的點連接起來；如果不是，則用平滑的曲線將這些點連接起來。注意事項1、兩先兩后：實驗中應(yīng)先接通電源，后讓小車運(yùn)動；實驗完畢應(yīng)先斷開電源后取紙帶。2、防止碰撞：在到達(dá)長木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動，要防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞。3、選取一條點跡清晰的紙帶，適當(dāng)舍棄點跡密集的部分，適當(dāng)選取計數(shù)點，弄清楚所選的時間間隔T是多少。4、在坐標(biāo)紙上畫v-t圖像時，注意坐標(biāo)軸單位長度的選取，應(yīng)使圖像盡量分布在坐標(biāo)平面中央。例1：在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中：（1）除打點計時器、小車、一端附有滑輪的長木板、細(xì)繩、槽碼外，在下面儀器和器材中，必須使用的有

（填選項代號）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)操作過程中有以下實驗步驟：A.拉住小車，將小車移到靠近打點計時器的一端后，放開小車，再接通電源B.將打點計時器固定在長木板無滑輪的一端，并接好電路C.把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下面掛上適當(dāng)?shù)你^碼D.斷開電源，再取下紙帶E.將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔F.從所打的紙帶中選取理想的紙帶進(jìn)行測量分析G．換上新紙帶，重復(fù)操作兩次。（1）其中有錯誤的步驟是

（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，再放開小車BECADGF例2：某同學(xué)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運(yùn)動情況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)點，其相鄰點間的距離如圖所示，每兩個相鄰的計數(shù)點之間還有4個點未畫出，交變電源頻率為50Hz。①根據(jù)紙帶上各個計數(shù)點間的距離，計算出打下B、F兩個點的瞬時速度值，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點為計時起點，將B、C、D、E、F各個時刻的瞬時速度標(biāo)在直角坐標(biāo)系中，并畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關(guān)系圖像。③由v-t圖像求出小車加速度為

m/s2（結(jié)果保留2位小數(shù)）

v-t圖像的斜率即為小車的加速度可求