第1節(jié)《實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律》上課用

1、. . . 第二章第二章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究第一節(jié)第一節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間 變化的規(guī)律變化的規(guī)律. . . 復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧時(shí)間、位移時(shí)間、位移1. 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以直接測量什么物理量打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以直接測量什么物理量?2. 通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以間接測量什么物理量？通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以間接測量什么物理量？兩點(diǎn)間的平均速度兩點(diǎn)間的平均速度某點(diǎn)的瞬時(shí)速度某點(diǎn)的瞬時(shí)速度加速度加速度. . . 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊弧?shí)驗(yàn)?zāi)康?用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車在重物牽引下的運(yùn)動(dòng)。用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車在重物牽引下的運(yùn)動(dòng)。2探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)

2、律。二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理1求紙帶上某點(diǎn)跡瞬時(shí)速度一般用一小段時(shí)間內(nèi)的平均求紙帶上某點(diǎn)跡瞬時(shí)速度一般用一小段時(shí)間內(nèi)的平均速度代替。速度代替。2 v t 圖象上，圖線的傾斜程度表示加速度的大小，圖象上，圖線的傾斜程度表示加速度的大小，根據(jù)紙帶上求出的各點(diǎn)的瞬時(shí)速度在根據(jù)紙帶上求出的各點(diǎn)的瞬時(shí)速度在 vt 圖象上作出圖圖象上作出圖象，求出加速度，說明物體所做的運(yùn)動(dòng)。象，求出加速度，說明物體所做的運(yùn)動(dòng)。. . . 低壓交流電源，刻度尺低壓交流電源，刻度尺鉤碼鉤碼小車小車細(xì)繩細(xì)繩紙帶紙帶打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端附有定滑一端附有定滑輪的長木板輪的長木板三、實(shí)驗(yàn)器材三、實(shí)驗(yàn)器材復(fù)寫紙片復(fù)寫紙片. . .

3、 四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟1如圖所示，把附有滑輪的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑如圖所示，把附有滑輪的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上沒有滑輪的一輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路。端，連接好電路。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(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的一掛上鉤碼，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的一端固定在小車的后面。端固定在小車的后面。3把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源后，釋把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源后，釋放小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙

4、放小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一列小點(diǎn)，帶上打下一列小點(diǎn)，打完一條紙帶后立即關(guān)閉電源打完一條紙帶后立即關(guān)閉電源4換上新的紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次。換上新的紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次。5增減所掛鉤碼，按以上步驟再做兩次實(shí)驗(yàn)。增減所掛鉤碼，按以上步驟再做兩次實(shí)驗(yàn)。. . . 0.10s0.10s過于密集過于密集/ /不清晰的點(diǎn)不清晰的點(diǎn)問題問題1：怎樣分析和選取紙帶上的點(diǎn)？：怎樣分析和選取紙帶上的點(diǎn)？. . . 例：求例：求3這個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度：這個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度： x 4 -x 2v3 = v24 = = 2tx 24 2tt為多少為多少?x x1 1x x2 2x x3 3x x4 4x

5、x5 5問題問題2：如何計(jì)算出所取點(diǎn)的瞬時(shí)速度？：如何計(jì)算出所取點(diǎn)的瞬時(shí)速度？TxxTxxVnnnnn22111. . . 小車的瞬時(shí)速度隨時(shí)間增大而增大。小車的瞬時(shí)速度隨時(shí)間增大而增大。思考思考:小車的具體運(yùn)動(dòng)規(guī)律是什么小車的具體運(yùn)動(dòng)規(guī)律是什么?- - 0.201 0.280 0.432 0.355 0.512 同理，可求出另外兩條紙帶的情況同理，可求出另外兩條紙帶的情況. . . 2圖象法圖象法(1) 在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系，橫軸表示時(shí)間，縱軸表示在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系，橫軸表示時(shí)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(diǎn)。速度，并根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)。(2) 畫一條

6、直線畫一條直線 ，讓這條直線通過盡可，讓這條直線通過盡可能多的點(diǎn)，不在線上的點(diǎn)均勻分布在直能多的點(diǎn)，不在線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，偏差比較大的點(diǎn)忽略不計(jì)，線的兩側(cè)，偏差比較大的點(diǎn)忽略不計(jì)，如圖所示。如圖所示。(3) 觀察所得到的直線，分析物體的速觀察所得到的直線，分析物體的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。度隨時(shí)間的變化規(guī)律。(4) 據(jù)所畫據(jù)所畫 vt 圖象求出其斜率，就是小車運(yùn)動(dòng)的加速度。圖象求出其斜率，就是小車運(yùn)動(dòng)的加速度。. . . 取任意兩組數(shù)據(jù)求出取任意兩組數(shù)據(jù)求出v 和和t ，然后代，然后代 入入 求解。求解。在在v t 圖象上取一段時(shí)間圖象上取一段時(shí)間t（盡量?。ūM量取 大一些），找出大

7、一些），找出t 對應(yīng)的對應(yīng)的v ，代入，代入 求解。求解。（畫圖時(shí)讓不在直線上的點(diǎn)盡可能等量地（畫圖時(shí)讓不在直線上的點(diǎn)盡可能等量地分布在直線兩側(cè)，就是為了使偏大或偏小分布在直線兩側(cè)，就是為了使偏大或偏小的誤差盡可能地抵消，所以圖象也是減小的誤差盡可能地抵消，所以圖象也是減小誤差的一種手段，也就是說應(yīng)該用圖象上誤差的一種手段，也就是說應(yīng)該用圖象上的點(diǎn)，而不是用實(shí)驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)）的點(diǎn)，而不是用實(shí)驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)）哪一種方哪一種方法更好？法更好？va = tva = t. . . 0.10.20.30.40.50.6t/so0.100.200.300.40v/(m/s)與縱軸的與縱軸的交點(diǎn)是什交點(diǎn)是什

8、么意思？么意思？如何求加如何求加速度？速度？t=0.4st=0.4sV=？2/5 . 04 . 0/2 . 0smssmatV0.2m/s. . . 推論：做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，在任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間推論：做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，在任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間T內(nèi)內(nèi)，位移之差是一個(gè)恒量：，位移之差是一個(gè)恒量：xxnxn-1 1aT2，擴(kuò)展：，擴(kuò)展：xm-xn=(m-n)aT2應(yīng)用：分析紙帶時(shí)常用此方法及規(guī)律應(yīng)用：分析紙帶時(shí)常用此方法及規(guī)律(1)(1)判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)(2)(2)逐差法求加速度逐差法求加速度 如果物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，即如果物體做勻變速直線運(yùn)

9、動(dòng)，即a恒定，則恒定，則x為一為一恒量，這一結(jié)論反過來也成立，即如果所打紙帶在任恒量，這一結(jié)論反過來也成立，即如果所打紙帶在任意兩個(gè)相鄰相等時(shí)間內(nèi)位移差相等，則說明物體做勻意兩個(gè)相鄰相等時(shí)間內(nèi)位移差相等，則說明物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。變速直線運(yùn)動(dòng)。 為了減小偶然誤差為了減小偶然誤差. . . 如果紙帶上測得連續(xù)如果紙帶上測得連續(xù)6個(gè)相同時(shí)間個(gè)相同時(shí)間T內(nèi)的位移內(nèi)的位移x1、x2、x3、x6，如圖所示。如圖所示。則則 x4x1（4-14-1）aT2 23 3aT2 2 x5x2（5-25-2）aT2 23 3aT2 2 x6x3（6-36-3）aT2 23 3aT2 2. . . 小車的速度隨時(shí)間

10、均勻增加所以小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)結(jié)論. . . 1固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)讓限位孔處在長木板的中央與滑輪固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)讓限位孔處在長木板的中央與滑輪共線位置?；啿荒苓^高共線位置?；啿荒苓^高 , 使細(xì)繩與木板平行。使細(xì)繩與木板平行。2先接通電源，等打點(diǎn)穩(wěn)定后先接通電源，等打點(diǎn)穩(wěn)定后 , 再釋放小車。打點(diǎn)完畢再釋放小車。打點(diǎn)完畢 ，立即斷開電源。立即斷開電源。3開始釋放小車時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。要防止鉤開始釋放小車時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。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(shí)用碼落地，避免小車跟滑輪相碰，當(dāng)小車到達(dá)滑輪前及時(shí)用手按住。手按住。4選取一條點(diǎn)跡清晰且連

11、續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差大致相等選取一條點(diǎn)跡清晰且連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差大致相等的紙帶，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)，弄清楚所選的時(shí)間間隔的紙帶，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)，弄清楚所選的時(shí)間間隔 T 等于等于多少秒。多少秒。5在坐標(biāo)紙上畫在坐標(biāo)紙上畫 vt 圖象時(shí)，注意坐標(biāo)軸單位長度的選取圖象時(shí)，注意坐標(biāo)軸單位長度的選取，應(yīng)使圖象盡量分布在較大的坐標(biāo)平面內(nèi)。，應(yīng)使圖象盡量分布在較大的坐標(biāo)平面內(nèi)。五、注意事項(xiàng)五、注意事項(xiàng). . . 題型一：對實(shí)驗(yàn)過程的理解題型一：對實(shí)驗(yàn)過程的理解例例1. 在在 “ 探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律 ” 的實(shí)驗(yàn)中，按照實(shí)的實(shí)驗(yàn)中，按照實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的先后順序，將步驟的代號填在橫線

12、上驗(yàn)進(jìn)行的先后順序，將步驟的代號填在橫線上_。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把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板的沒有滑輪的一端，并連好把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板的沒有滑輪的一端，并連好電路電路C換上新的紙帶，再重復(fù)做兩次換上新的紙帶，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，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)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，另一端吊著合把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，另一端吊著合適的鉤碼適的鉤

13、碼G斷開電源，取出紙帶斷開電源，取出紙帶. . . 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；把穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶固定在小車的后面，連好電路；把穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶固定在小車的后面，把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，另一端吊著合把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，另一端吊著合適的鉤碼；使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，適的鉤碼；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

14、下再放開小車，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；再重復(fù)做兩次紙帶，換上新的紙帶；再重復(fù)做兩次答案：答案：DBAFEGC. . . 1一小球在桌面上從靜止開始做加速直線運(yùn)動(dòng)一小球在桌面上從靜止開始做加速直線運(yùn)動(dòng) ，現(xiàn)用高速，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。如圖所示，并將小球的位置編號。如圖所示，1 位置恰為小球剛開始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)間間隔均相同，小球從均相同，小球從 1 位

15、置到位置到 6 位置的運(yùn)動(dòng)過程中經(jīng)過各位置的位置的運(yùn)動(dòng)過程中經(jīng)過各位置的速度分別為速度分別為 v10，v20.06 m/s，v3_m/s，v40.18 m/s，v5_m/s。在如圖所示的坐標(biāo)紙上作出。在如圖所示的坐標(biāo)紙上作出小球的速度小球的速度時(shí)間圖象時(shí)間圖象(保留描點(diǎn)痕跡保留描點(diǎn)痕跡)。. . . 答案：答案：0.120.24圖見解析圖見解析解析解析: 如題圖所示，如題圖所示，x1x20.06 m，而而 v2 0.06/2T m/s0.06 m/s，故故 T0.5 s，則則 v3(x2x3 )/2T 0.12 m/s，又又x4x50.24 m，則則v5(x4x5)/2T 0.24 m/s。其

16、其vt 圖象如圖所示。圖象如圖所示。. . . 2. 在在 “ 探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律 ” 的實(shí)驗(yàn)中：的實(shí)驗(yàn)中：(1) 電火花計(jì)時(shí)器正常工作時(shí)，其打點(diǎn)的周期取決于電火花計(jì)時(shí)器正常工作時(shí)，其打點(diǎn)的周期取決于 () A交流電壓的高低交流電壓的高低B交流電的頻率交流電的頻率 C墨粉紙盤的大小墨粉紙盤的大小 D紙帶的長度紙帶的長度(2) 下列操作中正確的有下列操作中正確的有_。(填選項(xiàng)代號填選項(xiàng)代號) A在釋放小車前，小車要靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在釋放小車前，小車要靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 B打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)放在長木板的有滑輪一端打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)放在長木板的有滑輪一端 C應(yīng)先接通電源，后釋放小車應(yīng)

17、先接通電源，后釋放小車 D電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)使用低壓交流電源電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)使用低壓交流電源. . . (3) 如圖所示為同一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在四條水平運(yùn)動(dòng)的紙帶上如圖所示為同一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在四條水平運(yùn)動(dòng)的紙帶上打出的點(diǎn)，四條紙帶的打出的點(diǎn)，四條紙帶的 a、b 間的間距相等，則間的間距相等，則 a、b 間的間的平均速度最小的是平均速度最小的是 ()答案：答案：(1)B(2)AC(3)D. . . 3關(guān)于關(guān)于 “ 探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律 ” 的實(shí)驗(yàn)操的實(shí)驗(yàn)操作，下列說法中錯(cuò)誤的是作，下列說法中錯(cuò)誤的是 () A長木板不能側(cè)向傾斜，但可一端高一端低長木板不能側(cè)向傾斜，但可一端高

18、一端低 B在釋放小車前，小車應(yīng)靠近滑輪處在釋放小車前，小車應(yīng)靠近滑輪處 C應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開始打點(diǎn)后再釋放應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開始打點(diǎn)后再釋放小車小車 D要在小車到達(dá)定滑輪前使小車停止運(yùn)動(dòng)要在小車到達(dá)定滑輪前使小車停止運(yùn)動(dòng)B. . . 4在在 “ 探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律 ” 實(shí)驗(yàn)中，下列方實(shí)驗(yàn)中，下列方法中有助于減小實(shí)驗(yàn)誤差的是法中有助于減小實(shí)驗(yàn)誤差的是 ( ) A選取計(jì)數(shù)點(diǎn)，把每打選取計(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)個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔作為一個(gè)時(shí)間單位間單位 B使小車運(yùn)動(dòng)的加速度盡量小些使小車運(yùn)動(dòng)的加速度盡量小些 C舍去紙帶上開始時(shí)密集的點(diǎn)

19、，只利用點(diǎn)跡清晰、點(diǎn)舍去紙帶上開始時(shí)密集的點(diǎn)，只利用點(diǎn)跡清晰、點(diǎn)間間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測量、計(jì)算間間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測量、計(jì)算 D適當(dāng)增加掛在細(xì)繩下鉤碼的個(gè)數(shù)適當(dāng)增加掛在細(xì)繩下鉤碼的個(gè)數(shù)ACD. . . 5在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，算出小車經(jīng)過各計(jì)數(shù)點(diǎn)在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)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：的瞬時(shí)速度如下：計(jì)數(shù)點(diǎn)序號計(jì)數(shù)點(diǎn)序號123456對應(yīng)的時(shí)刻對應(yīng)的時(shí)刻/s0.100.200.300.400.500.60對應(yīng)的速度對應(yīng)的速度/(cms1)44.062.081.0100.0110.0為了計(jì)算加速度，合理的方法是為了計(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，用公式根據(jù)任意兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度，用公式 av/t 算出加速度算出加速度 B. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出 v