吉林省長白山一高中物理必修一實驗探究小車速隨時間變化規(guī)律

1、1會計學(xué)吉林省長白山一高中物理必修一實驗探吉林省長白山一高中物理必修一實驗探究小車速隨時間變化規(guī)律究小車速隨時間變化規(guī)律學(xué)點1 進行實驗 (1)實驗器材 打點計時器，一端附有定滑輪的長木板，小車，紙帶，細繩，鉤碼，刻度尺，電源。 (2)實驗步驟 把一端附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上遠離滑輪的一端，連接好電路。 把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行，然后把紙帶穿過打點計時器，并把紙帶的另一端固定在小車的后面。 把小車停在靠近打點計時器處，先接通電源，后釋放小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時

2、器就在紙帶上打下一系列小點，換上新紙帶，重復(fù)該實驗三次。 從三條紙帶上選擇一條比較理想的，舍掉開頭一些比較密集的點，在便于測量的地方找一個開始點來確定計數(shù)點。為了計算方便和減小誤差，通常用連續(xù)打五個點的時間作為時間單位，即T0.1 s。正確使用毫米刻度尺測量相鄰兩計數(shù)點間的距離，并填入表中。第1頁/共17頁 打點計時器是一種計時儀器，所用電源為6 V以下的交流電源，因此不選，但缺少低壓交流電源。該實驗中不用測出質(zhì)量，因此不選?！纠?】從下列所給器材中，選出實驗“探究小車速度隨時間 變化的規(guī)律”中所需的器材有_； 為達到實驗?zāi)康?，還缺少_。 打點計時器；天平；低壓直流電源；細繩； 紙帶；小車；鉤

3、碼；秒表；一端有滑輪的長木 板。低壓交流電源 實驗器材的選取要熟記，在記憶過程中要結(jié)合實驗?zāi)康暮蛯嶒炦^程。第2頁/共17頁1.在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，按照實驗進行的先 后順序，將下述步驟的代號填在橫線上_。 A.把穿過打點計時器的紙帶固定在小車后面 B.把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，并連好電路 C.換上新的紙帶，再重復(fù)做兩次 D.把長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面 E.使小車停在靠近打點計時器處，接通電源，放開小車，讓小車運 動 F.把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下邊吊著合適的鉤碼 G.斷開電源，取出紙帶DBFAEGC第3頁/共17頁學(xué)點2 處理數(shù)

4、據(jù) (1)由于小車做變速運動，因此要選取較短時間求平均速度，此時的平均速度與瞬時速度幾乎相同，方法是：以待求點為中間時刻，測出相鄰的前后計數(shù)點之間的位移x1和x2，則v= =(x1+x2)/(2T)(T=0.1 s)。 (2)紙帶的選取與測量點的選?。簭娜龡l紙帶中選取較理想的紙帶，舍去點跡密集的部分；在后邊便于測量的地方找一個開始點作為起點，再往后選取“測量點”。測量點的選取一般用連續(xù)打5個點的時間作為時間單位，即T=0.1 s。 (3)測量與數(shù)據(jù)收集：用毫米刻度尺測量每相鄰兩測量點間的距離，填表并計算瞬時速度。v第4頁/共17頁【例2】在“探究小車速度隨時間變化的 規(guī)律”的實驗中，打點計時器

5、使用的 交流電的頻率為50 Hz，記錄小車運 動的紙帶如圖2-1-1所示，在紙帶上 選擇0、1、2、3、4、5 共6個計數(shù) 點，相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點 未畫出，紙帶旁并排放著帶有最小 分度為毫米的刻度尺，零刻度線跟“0”計數(shù)點對齊，由圖可以讀出三 個計數(shù)點1、3、5跟0 點的距離填入下列表格中 距離距離d1d2d3測量值測量值/cm圖2-1-1(2)計算小車通過計數(shù)點“2”的瞬時速度公式為v2=_(以d1、 d2及相鄰計數(shù)點 間時間T來表示)代入得v2=_m/s。(結(jié)果保留 兩位有效數(shù)字)(1)填表：第5頁/共17頁 (1)用毫米刻度尺測量各計數(shù)點到計數(shù)點0的距離時，要注意讀數(shù)的有效數(shù)字位

6、數(shù)，當以毫米為單位時，讀數(shù)保留到小數(shù)點后第一位，本題以厘米為單位，讀數(shù)要保留到小數(shù)點后第2位。 (2)密切注意相鄰計數(shù)點間的時間間隔T，在本題中，相鄰兩計數(shù)點間“還有四個點”，故T=50.02 s=0.1 s。 (1)用毫米刻度尺測量紙帶上各計數(shù)點的距離時，盡量一次性測量完畢，注意到最小精確度為毫米，讀數(shù)時要估讀到毫米后一位，即d1=1.20 cm，d2=5.40 cm，d3=12.00 cm。 (2)計數(shù)點“2”的瞬時速度v2可用計數(shù)點“1”和“3”間的平均速度來代替。即v2=(d2-d1)/(2T)，代入數(shù)據(jù)得v2=0.21 m/s。(1)1.20 5.40 12.00 (2)(d2-d1

7、)/(2T) 0.21第6頁/共17頁2.如圖2-1-2甲、乙所示，為同一打點計時器打出的兩條紙 帶，由紙帶可知( ) A.在打下計數(shù)點“0”至“5”的過程中，紙帶甲的平均速度 比乙的大 B.在打下計數(shù)點“0”至“5”的過程中，紙帶甲的平均速度 比乙的小 C.紙帶甲的加速度比乙的大 D.紙帶甲的加速度比乙的小BD圖2-1-2第7頁/共17頁學(xué)點3 作出v-t圖象 作出速度時間圖象：以速度v為縱軸，時間t為橫軸，建立直角坐標系，根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點，將這些點連成一條直線，連線時應(yīng)使盡量多的點落在直線上，不在直線上的點要盡量對稱分布在直線兩側(cè)。誤差較大的點可舍去。由v-t圖象的特點，分析小車的運動情況

8、，如果圖象是一條傾斜的直線，則表示小車做勻變速直線運動。第8頁/共17頁圖2-1-3圖2-1-4計數(shù)點序號計數(shù)點序號BCDE計數(shù)點對應(yīng)的時刻計數(shù)點對應(yīng)的時刻t/s00.10.20.3通過計數(shù)點時小車的速通過計數(shù)點時小車的速度度v/(ms-1)0.250.45(1)由紙帶提供的數(shù)據(jù)求出打下C、E點時小車的速度，填入下表：【例3】在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實 驗中，打點計時器使用的交流電源的頻率為 50 Hz，記錄了小車運動的一段紙帶如圖2-1 -3所示，在紙帶上選擇A、B、C、D、E、F 六個計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點之間還有四個 點未畫出。(2)根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)，在圖2-1-4中作出小車

9、運動的v-t圖線；(3)根據(jù)作出的v-t圖線可得小車運動的加速度 為_m/s2。第9頁/共17頁 (1)用一段時間的平均速度替代中間時刻的瞬時速度，則vC=BD/(2T)=(AD-AB)/(2T)=0.35 m/s；vE=(AF-AD)/(2T)=0.55 m/s。 (2)畫出的v-t圖象應(yīng)為一條傾斜直線，如圖2-1-5所示。 (3)由圖象的斜率可求得加速度a=x/t=1 m/s2。(1)0.35 0.55(2)見解析圖 (1)1圖2-1-5第10頁/共17頁3.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 錄被小車拖動的紙帶的運動情況， 在紙帶上確定出A、B、C、D、E

10、、F、G共7個計數(shù)點，其相鄰點間的 距離如圖2-1-6所示，每兩個相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為0.1 s。 (1)試根據(jù)紙帶上各個計數(shù)點間的距離，計算出打下B、 C、D、E、F五個點時小車的瞬時速度，并將各個 速度值填入下式(要求保留三位有效數(shù)字)： vB=_m/s；vC=_m/s， vD=_m/s，vE=_m/s， vF=_m/s。 (2)將B、C、D、E、F各個時刻的瞬時速度標在圖2-1-7所 示的坐標紙上，并畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關(guān)系圖線。 (3)根據(jù)第(2)問中畫出的v-t圖線，求出小車運動的加速度為_m/s2。 (保留兩位有效數(shù)字)圖2-1-6圖2-1-70.4000.479

11、0.5600.6400.7210.80第11頁/共17頁1.小球做直線運動時頻閃照片如圖2-1-8所示，已知頻閃周期 T=0.1 s，小球相鄰位置間距(由照片中的刻度尺量得) 分別 為OA=6.51 cm，AB=5.59 cm，BC=4.70 cm，CD=3.80 cm，DE=2.89 cm，EF=2.00 cm。則小球在位置A時的速 度大小vA=_ m/s，小球運動的加速度的大小 a=_ m/s2。0.9圖2-1-80.605第12頁/共17頁2.在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，如圖2-1-9給出從0點 開始，每5個點取一個計數(shù)點的紙帶，其中0、1、2、3、4、5、6都為 計數(shù)點

12、。測得x1=1.40 cm， x2=1.90 cm，x3=2.38 cm， x4=2.88 cm， x5=3.39 cm， x6=3.87 cm。那么 (1)在計時器打出點1、2、3、4、5時，小車的速度分別為： v1=_cm/s，v2=_cm/s，v3=_cm/s,v4=_cm/s,v5=_cm/s。 (2)在平面直角坐標系中作出v-t圖象。 (3)分析小車運動速度隨時間變化的規(guī)律。(1)16.50 21.40 26.30 31.35 36.30(2)見解析中圖(3)v-t圖線是一條傾斜的直線，說明速度 隨時間均勻增加，它們成線性關(guān)系。圖2-1-9第13頁/共17頁學(xué)點1 進行實驗 (1)實

13、驗器材 打點計時器，一端附有定滑輪的長木板，小車，紙帶，細繩，鉤碼，刻度尺，電源。 (2)實驗步驟 把一端附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上遠離滑輪的一端，連接好電路。 把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行，然后把紙帶穿過打點計時器，并把紙帶的另一端固定在小車的后面。 把小車停在靠近打點計時器處，先接通電源，后釋放小車，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，換上新紙帶，重復(fù)該實驗三次。 從三條紙帶上選擇一條比較理想的，舍掉開頭一些比較密集的點，在便于測量的地方找一個開始點來

14、確定計數(shù)點。為了計算方便和減小誤差，通常用連續(xù)打五個點的時間作為時間單位，即T0.1 s。正確使用毫米刻度尺測量相鄰兩計數(shù)點間的距離，并填入表中。第14頁/共17頁 (1)用毫米刻度尺測量各計數(shù)點到計數(shù)點0的距離時，要注意讀數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)，當以毫米為單位時，讀數(shù)保留到小數(shù)點后第一位，本題以厘米為單位，讀數(shù)要保留到小數(shù)點后第2位。 (2)密切注意相鄰計數(shù)點間的時間間隔T，在本題中，相鄰兩計數(shù)點間“還有四個點”，故T=50.02 s=0.1 s。 (1)用毫米刻度尺測量紙帶上各計數(shù)點的距離時，盡量一次性測量完畢，注意到最小精確度為毫米，讀數(shù)時要估讀到毫米后一位，即d1=1.20 cm，d2=5.40 cm，d3=12.00 cm。 (2)計數(shù)點“2”的瞬時速度v2可用計數(shù)點“1”和“3”間的平均速度來代替。即v2=(d2-d1)/(2T)，代入數(shù)據(jù)得v