實(shí)驗(yàn)探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律

1、第四講實(shí)驗(yàn)：探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律1. 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的工作電壓為的交流電源電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源電壓為 V若電源頻率是50Hz，則每隔s打一次點(diǎn)2. 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打紙帶的處理(1) 取點(diǎn)原則：必須從打下的紙帶中選取的紙帶，舍掉開始比較密集的點(diǎn)跡，從便于測量的位置取開始點(diǎn)A，然后每5個(gè)點(diǎn)(即每隔4個(gè)點(diǎn))取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)B、C、D、E、F，如圖所示這樣每兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T0.1s，這樣計(jì)算比較方便(2) 從紙帶讀取長度的方法：讀取長度利用毫米刻度尺，測出各點(diǎn)到A點(diǎn)的距離，算出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離x1、x2、x3、x4、x5、x6，由于毫米尺的最小刻度是1mm，讀數(shù)時(shí)必須

2、估讀到位(3) 利用打下的紙帶計(jì)算各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度和加速度的方法利用打下的紙帶求任一計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度，如vB利用vt圖象求a，求出B、C、D、E、F各點(diǎn)的瞬時(shí)速度，畫出v-t圖線，圖線的斜率就是所要求的加速度直接利用紙帶求加速度，如用x1、x2求加速度a1. 利用打點(diǎn)紙帶判斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)(1) 根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式xvt知，若紙帶上各相鄰的點(diǎn)的間隔相等，則可判定物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)(2) 由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論xaT2知，若所打的紙帶上在任意兩個(gè)相鄰且相等的時(shí)間內(nèi)物體的位移差相等，則說明物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)2. 為了計(jì)算方便，通常每隔T0.1s取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，計(jì)算第n個(gè)點(diǎn)的瞬時(shí)速度時(shí)有v

3、n，取相鄰4段計(jì)算加速度，則有a，這種方法叫“逐差法”，實(shí)際上可以看做取兩個(gè)相鄰的大段以上各段位移都用上了，能有效地減少偶然誤差易錯(cuò)點(diǎn)：計(jì)算過程中沒有注意單位換算，計(jì)算結(jié)果沒有根據(jù)題意保留幾位有效數(shù)字【例1】 (2018屆揚(yáng)州學(xué)業(yè)水平模擬)在“用電火花計(jì)時(shí)器探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是()A. 電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)使用6V以下的交流電源 B. 電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)使用220V的直流電源C. 紙帶上點(diǎn)跡密集的地方表明物體的速度較小 D. 紙帶上點(diǎn)跡密集的地方表明相鄰點(diǎn)間的時(shí)間較短筆記：【例2】 (2018屆無錫學(xué)業(yè)水平模擬) 用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究某下落物體的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，得

4、到如圖所示的紙帶已知交流電頻率是50Hz，AB、BC間各有一個(gè)點(diǎn)，測得AB7.65cm，BC9.15cm.(1) 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出相鄰兩個(gè)點(diǎn)間時(shí)間間隔為s.(2) 物體的加速度為m/s2，打B點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度為m/s.筆記：【例3】 (2017屆淮安中學(xué)模擬)如圖所示是某同學(xué)測量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí)，從若干紙帶中選中的一條紙帶的一部分，他每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，圖上注明了他對(duì)各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離的測量結(jié)果(單位：cm)(1) 為了驗(yàn)證小車的運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)進(jìn)行下列計(jì)算，并填入表內(nèi)(單位：cm)x2x1x3x2x4x3x5x4x6x5x各位移差與平均值最多相差cm，即各位移差與平均值最多相差

5、%.由此可得出結(jié)論：小車在的位移之差在范圍內(nèi)相等，所以小車的運(yùn)動(dòng)是(2) 根據(jù)a，可以求出：a1m/s2，a2m/s2，a3m/s2，所以am/s2.筆記：1. (2017年江蘇省普通高中學(xué)業(yè)水平測試)某打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源頻率為50Hz，則紙帶上連續(xù)打下兩點(diǎn)的時(shí)間間隔是()A. 0.01s B. 0.02s C. 0.03s D. 0.04s2. 小明拉著穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶的一端運(yùn)動(dòng)，紙帶上打出的點(diǎn)如圖所示，由此判斷紙帶的運(yùn)動(dòng)情況是()A. 先勻速后減速 B. 先加速后勻速 C. 先減速后加速 D. 先加速后減速3. (2017年江蘇省普通高中學(xué)業(yè)水平測試)如圖所示，“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”

6、實(shí)驗(yàn)中打出一條紙帶，O為重物開始下落的起始位置，P為下落過程中的某一點(diǎn)測得OP間距離為h、時(shí)間為t，P前后相鄰兩點(diǎn)間的距離為x，時(shí)間間隔為t.則計(jì)算P點(diǎn)瞬時(shí)速度v的表達(dá)式為()A. v B. v C. v D. v4. (2016年江蘇省普通高中學(xué)業(yè)水平測試)在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中：(1) 安裝紙帶時(shí)，應(yīng)將紙帶置于復(fù)寫紙(或墨粉紙盤)的(選填“上方”或“下方”). 把紙帶固定在小車上，應(yīng)在放開小車(選填“之前”或“之后”)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源. (2) 圖為實(shí)驗(yàn)中打出的一段紙帶，計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s.根據(jù)所給的紙帶，利用刻度尺進(jìn)行測量，求得P

7、點(diǎn)的速度為m/s.5. (2011年江蘇省普通高中學(xué)業(yè)水平測試)小明用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車的運(yùn)動(dòng)，在實(shí)驗(yàn)過程中：(1) 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用(選填“直流”或“交流”)電源(2) 他打出一條紙帶，按打點(diǎn)先后順序每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，并計(jì)算出相應(yīng)時(shí)刻的瞬時(shí)速度，如下表所示請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中作出小車運(yùn)動(dòng)的vt圖象計(jì)數(shù)點(diǎn)ABCDEF時(shí)刻t/s00.10.20.30.40.5瞬時(shí)速度v/(m·s1)0.1500.2050.2700.3300.3950.450(3) 由作出的v-t圖象可以判斷，小車做(選填“勻速”“勻加速”或“變加速”)直線運(yùn)動(dòng)1. (2017屆鎮(zhèn)江學(xué)業(yè)水平模擬)下列關(guān)于電

8、火花計(jì)時(shí)器和電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說法中，正確的是()電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器都是使用交流電源兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率與交流電源的頻率一樣電火花計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)是靠振針和復(fù)寫紙電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的是電火花和墨粉A. B. C. D. 2. (2018屆徐州學(xué)業(yè)水平模擬)某同學(xué)在探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，所得紙帶點(diǎn)間距過密，若利用該紙帶分析小車運(yùn)動(dòng)情況，下列做法可行的是()A. 每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.1sB. 每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.08sC. 只研究紙帶后端幾個(gè)間距較大的點(diǎn)所在區(qū)域D. 直接研究紙帶上的點(diǎn)，無需取計(jì)數(shù)點(diǎn)3. (2017屆揚(yáng)州學(xué)

9、業(yè)水平模擬)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)先釋放小車，再接通電源D. 牽引小車的鉤碼個(gè)數(shù)越多越好4. (2018屆揚(yáng)州學(xué)業(yè)水平模擬)在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，用一端裝有定滑輪的長木板、小車、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(頻率為50Hz)、鉤碼、紙帶、細(xì)線組成如圖(a)所示的裝置，鉤碼拉動(dòng)小車，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，得到如圖(b)所示的一條紙帶，紙帶中相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)未畫出(a) (b) (1) 在本實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)操作了以下實(shí)驗(yàn)步驟，其中有明顯錯(cuò)誤的步驟是(填字母)A. 將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板上，并接好電路B. 將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔C. 把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下