小車(chē)速度與時(shí)間關(guān)系分析

1、第二章運(yùn)動(dòng)的描述§2.1 實(shí)驗(yàn)：探究小車(chē)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律（學(xué)案）班級(jí)學(xué)號(hào)姓名一、考點(diǎn)自學(xué)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠么螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車(chē)在重物牽引下的運(yùn)動(dòng)，探究小車(chē)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律二、實(shí)驗(yàn)原理1 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶能記錄運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位置2求紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度一般用一小段時(shí)間內(nèi)的平均速度代替3用描點(diǎn)法畫(huà)出小車(chē)的vt 圖象，圖線(xiàn)的傾斜程度表示加速度的大小，如果vt 圖象是一條傾斜的直線(xiàn)，說(shuō)明物體的速度是均勻變化的三、實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，一端附有滑輪的長(zhǎng)木板，小車(chē)、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線(xiàn)、交流電源四、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)

2、計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒(méi)有滑輪的一端，連接好電路2把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上，使細(xì)繩跨過(guò)滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，放手后，看小車(chē)能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行，然后把紙帶穿過(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， 后釋放小車(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系列小點(diǎn)4更換紙帶，重復(fù)操作兩次5增減鉤碼個(gè)數(shù)，再做兩次實(shí)驗(yàn)五、數(shù)據(jù)處理1表格法(1)從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開(kāi)始一些比較密集的點(diǎn)， 在后面便于測(cè)量的地方找一個(gè)開(kāi)始點(diǎn)，作為計(jì)數(shù)始點(diǎn)， 以后依次每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，并標(biāo)明 0、1、2、3、4 ，測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到 0 點(diǎn)的1

3、距離 x，并記錄填入表中 .位置編號(hào)012345時(shí)間 t/sx/mv/(m ·s1)(2)分別計(jì)算出與所求點(diǎn)相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離 x、x、x 123 .(3)利用一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求得各計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5 的瞬時(shí)速度，填入表格中六、誤差分析產(chǎn)生原因減小方法偶根據(jù)紙帶測(cè)量的位移有測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始點(diǎn)然誤差，從而使根據(jù)位移的距離而不是直接測(cè)量誤計(jì)算的瞬時(shí)速度有誤差相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離差系統(tǒng)木板的粗糙程度不完全盡量選用各處粗糙程度誤相同均勻的木板差七、注意事項(xiàng)1開(kāi)始釋放小車(chē)時(shí)，應(yīng)使小車(chē)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器2先接通電源，等打點(diǎn)穩(wěn)定后，再釋放小車(chē)3取下紙帶前，先

4、斷開(kāi)電源4要防止鉤碼落地和小車(chē)跟滑輪相撞，當(dāng)小車(chē)到達(dá)滑輪前及時(shí)用手按住它25牽引小車(chē)的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng)，以免加速度過(guò)大而使紙帶上的點(diǎn)太少， 或者加速度太小， 而使各段位移無(wú)多大差別，從而使測(cè)量誤差增大， 加速度的大小以能在 50 cm 長(zhǎng)的紙帶上清楚地取得六、七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜6要區(qū)別打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，一般在紙帶上每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)， 即時(shí)間間隔為 T0.02×5 s0.1 s要舍掉開(kāi)頭過(guò)于密集的點(diǎn)，這樣誤差小7在坐標(biāo)紙上畫(huà) vt 圖象時(shí)，注意坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度的選取要適當(dāng)，應(yīng)使圖線(xiàn)盡量分布在較大的坐標(biāo)平面內(nèi)二、典例分析：題型一、 實(shí)驗(yàn)操作例題 1、 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)于減

5、小實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)說(shuō)，下列說(shuō)法中有益的是 ()A選取計(jì)數(shù)點(diǎn)，把每打 5 個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔作為一個(gè)時(shí)間單位B使小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度盡量小些C舍去紙帶上密集的點(diǎn)，只利用點(diǎn)跡清晰、點(diǎn)間間隔適當(dāng)?shù)囊徊糠诌M(jìn)行測(cè)量、計(jì)算D選用各處平整程度、光滑程度相同的長(zhǎng)木板做實(shí)驗(yàn)變式 1、關(guān)于“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)操作，下列說(shuō)法中不正確的是()A長(zhǎng)木板不能側(cè)向傾斜，但可一端高一端低B在釋放小車(chē)前，小車(chē)應(yīng)緊靠在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器上3C應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)始打點(diǎn)后再釋放小車(chē)D要在小車(chē)到達(dá)定滑輪前使小車(chē)停止運(yùn)動(dòng)題型二、 數(shù)據(jù)處理例題 2、在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，如圖 212 給出了從 0 點(diǎn)開(kāi)始，每

6、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(cè)得 x11.40 cm，x21.90 cm，x32.38 cm，x42.88 cm，x53.39 cm，x63.87 cm.那么(1)在計(jì)時(shí)器打出點(diǎn) 1、2、3、4、5 時(shí)，小車(chē)的速度分別為：v1_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vt 圖象(3)分析小車(chē)運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律三、課堂練習(xí)：1關(guān)于用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做小車(chē)速度隨時(shí)間變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是()A通過(guò)調(diào)節(jié)，應(yīng)使小車(chē)、紙帶、拉線(xiàn)和定滑輪上邊緣在一條直線(xiàn)上B開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)小車(chē)應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一

7、端C應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車(chē)D牽引小車(chē)的鉤碼個(gè)數(shù)越多越好2“研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，使用電磁式打4點(diǎn)計(jì)時(shí)器 (所用交流電的頻率為 50 Hz)，得到如圖所示的紙帶圖中的點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)， 相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出來(lái)，下列表述正確的是()A實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先放開(kāi)紙帶再接通電源B(s6s1)等于 (s2s1)的 6 倍C從紙帶可求出計(jì)數(shù)點(diǎn)B 對(duì)應(yīng)的速率D相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02 s3如圖是小車(chē)在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所得的一條紙帶各段長(zhǎng)度為 OA6.05 cm，OB13.18 cm，OC21.40 cm，OD30.70 cm，OE41.10 cm，OF 52.58 cm

8、，根據(jù)這些數(shù)據(jù)求出 B、C、D、E 各點(diǎn)的速度，(取 A 點(diǎn)為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔 0.02 s打一次點(diǎn)，BC、CD、DE、EF 間均有四個(gè)點(diǎn)未打出 )，并求出小車(chē)的加速度四、課后練習(xí)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，對(duì)于減小實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)說(shuō)，下列方法中有益的是()A 選取計(jì)數(shù)點(diǎn)，把每打一個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔作為一個(gè)時(shí)間單位B 使小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度盡量小些C利用公式xaT2，多取計(jì)數(shù)點(diǎn)求出a1、a2、a3 各加速度，再求出它們的平均值aD 先求出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度v1、v2vn，作出 vt 圖象，求圖線(xiàn)的斜率得出加速度2在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，下列關(guān)于作vt

9、 圖象的說(shuō)法中，正確的是()5A 只要確定了vt 圖象中的兩點(diǎn)，就可以得到小車(chē)運(yùn)動(dòng)的出兩組數(shù)據(jù)B 作 vt 圖象時(shí)，所取的點(diǎn)越多，圖線(xiàn)就越準(zhǔn)確C作出的vt 圖線(xiàn)應(yīng)該通過(guò)所有的點(diǎn)，圖線(xiàn)曲折也可以D 對(duì)于偏離直線(xiàn)較遠(yuǎn)的點(diǎn)，說(shuō)明誤差太大，應(yīng)舍去vt圖象，因此，實(shí)驗(yàn)只需要測(cè)3在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，算出小車(chē)經(jīng)過(guò)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(guò)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度44.062.081.0100.0110.0168.0(cm/s)()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)的速度用公式av/ t算

10、出加速度B 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出vt 圖象，量出其傾角，由公式a tan求出加速度C根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)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av/ t算出加速度D 依次算出通過(guò)連續(xù)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的加速度，算出平均值作為小車(chē)的加速度4如圖 (a)所示，小車(chē)放在斜面上，車(chē)前端拴有不可伸長(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)，跨過(guò)固定在斜面邊緣的小滑輪與重物相連， 小車(chē)后面與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連起初小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置，重物到地面的距離小于小車(chē)到滑輪的距離啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放重物， 小車(chē)在重物牽引下，由靜止開(kāi)始沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，重物落地后， 小車(chē)會(huì)繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)一段距離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50 Hz. 圖(

11、b) 中 a、b、 c 是小車(chē)運(yùn)動(dòng)紙帶上的三段，紙帶運(yùn)動(dòng)方向如箭頭所示(a)(b)_m/s2.( 結(jié)果保(1) 根據(jù)所提供紙帶上的數(shù)據(jù)，計(jì)算打c 段紙帶時(shí)小車(chē)的加速度大小為留兩位有效數(shù)字)(2) 打 a 段紙帶時(shí)， 小車(chē)的加速度是 2.5 m/s 2.請(qǐng)根據(jù)加速度的情況， 判斷小車(chē)運(yùn)動(dòng)的最大速度可能出現(xiàn)在 b 段紙帶中的 _5一小球在桌面上從靜止開(kāi)始做加速運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)用高速攝影機(jī)在同一底片多次曝光，記錄下小球每次曝光的位置，并將小球的位置編號(hào)如圖所示，1 位置恰為小球剛開(kāi)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(guò)程中經(jīng)過(guò)各位置的速度分別為v1 0，v20.06 m/s，v3_ m/s ，v4 0.18 m/s，v5 _m/s.在坐標(biāo)圖中作出小球的速度 時(shí)間圖象 (保留描點(diǎn)痕跡 ) （ a）（ b）答案二、典型例題例題 1、ACD變式 1、