探究速度隨時(shí)間變化的規(guī)律

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1、探究速度隨時(shí)間變化的規(guī)律實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，利用打點(diǎn)紙帶探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律2．能畫出小車運(yùn)動(dòng)的v－t圖象，并根據(jù)圖象求加速度．實(shí)驗(yàn)原理1．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(1)作用：計(jì)時(shí)儀器，每隔0.02_s打一次點(diǎn)．(2)工作條件：①電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：4V～6V的交流電源．②電火花計(jì)時(shí)器：220_V的交流電源．(3)紙帶上各點(diǎn)的意義：①表示和紙帶相連的物體在不同時(shí)刻的位置．②通過(guò)研究紙帶上各點(diǎn)之間的間隔，可以判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況．2．利用紙帶判斷物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的方法(1)沿直線運(yùn)動(dòng)的物體，若相等時(shí)間內(nèi)的位移相等，即x1＝x2＝x3＝…，則物體做勻速直線

2、運(yùn)動(dòng)．(2)沿直線運(yùn)動(dòng)的物體在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移分別為x1，x2，x3，x4，…，若Δx＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝…，則說(shuō)明物體在做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，且Δx＝aT2.3．速度、加速度的求解方法(1)“平均速度法”求瞬時(shí)速度，即vn＝，如圖1所示．圖1(2)“逐差法”求加速度，即a1＝，a2＝，a3＝，然后取平均值，即＝，這樣可以使所給數(shù)據(jù)全部得到利用，以提高結(jié)果的準(zhǔn)確性．(3)“圖象法”求加速度，即由“平均速度法”求出多個(gè)點(diǎn)的速度，畫出v－t圖，直線的斜率即加速度．實(shí)驗(yàn)器材電火花計(jì)時(shí)器(或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)，一端附有滑輪的長(zhǎng)木板，小車、紙

3、帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源、復(fù)寫紙片．實(shí)驗(yàn)步驟1．儀器安裝(1)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)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)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過(guò)滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并將它的一端固定在小車的后面．實(shí)驗(yàn)裝置見(jiàn)圖2所示，放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行．圖22．測(cè)量與記錄(1)把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，后放開(kāi)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系列的點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源．換上新紙帶，重復(fù)三次．(2)從三條紙帶中選擇一條

4、比較理想的，舍掉開(kāi)頭一些比較密集的點(diǎn)，從后邊便于測(cè)量的點(diǎn)開(kāi)始確定計(jì)數(shù)點(diǎn)，為了計(jì)算方便和減小誤差，通常用連續(xù)打點(diǎn)五次的時(shí)間作為時(shí)間單位，即T＝0.1s，如圖3所示，正確使用毫米刻度尺測(cè)量每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離．圖3(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．(4)增減所掛鉤碼數(shù)，或在小車上放置重物，再做兩次實(shí)驗(yàn)．?dāng)?shù)據(jù)處理及實(shí)驗(yàn)結(jié)論1．由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出v－t圖象．圖4(1)根據(jù)表格中的v、t數(shù)據(jù)，在平面直角坐標(biāo)系中仔細(xì)描點(diǎn)，如圖4，可以看到，對(duì)于每次實(shí)驗(yàn)，描出的幾個(gè)點(diǎn)大致落在一條直線上．(2)做

5、一條直線，使同一次實(shí)驗(yàn)得到的各點(diǎn)盡量落到這條直線上，落不到直線上的點(diǎn)，應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)，這條直線就是本次實(shí)驗(yàn)的v－t圖象，它是一條傾斜的直線．2．由實(shí)驗(yàn)得出v－t圖象后，進(jìn)一步分析得出小車運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律(1)小車運(yùn)動(dòng)的v－t圖象是一條傾斜的直線如圖5所示，當(dāng)時(shí)間增加相同的值Δt時(shí)，速度也會(huì)增加相同的值Δv，由此得出結(jié)論：小車的速度隨時(shí)間均勻變化．圖53．求出小車的加速度：利用v－t圖象的斜率求加速度a＝或利用逐差法求加速度a＝注意事項(xiàng)1．紙帶和細(xì)繩要和木板平行，小車運(yùn)動(dòng)要平穩(wěn)．2．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后讓小車運(yùn)動(dòng)；實(shí)驗(yàn)后先斷開(kāi)電源

6、后取紙帶．3．要防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞．4．小車的加速度宜適當(dāng)大些，可以減小長(zhǎng)度的測(cè)量誤差，加速度大小以能在約50cm的紙帶上清楚地取出6～7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜．5．選擇一條理想的紙帶，是指紙帶上的點(diǎn)跡清晰，舍棄打點(diǎn)密集的部分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)(注意計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)時(shí)點(diǎn)的區(qū)別)，弄清楚所選的時(shí)間間隔T等于多少．題型一　對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的正確理解【例1】在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了能夠較準(zhǔn)確地測(cè)出加速度，將你認(rèn)為正確的選項(xiàng)前面的字母填在橫線上：______________________A．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B．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)

7、器固定在長(zhǎng)木板上沒(méi)有滑輪的一端，連接好電路C．再把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過(guò)滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，每次必須由靜止釋放小車D．把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把它的一端固定在小車的后面E．把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通直流電源后，放開(kāi)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系列的點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源，換上新紙帶，重復(fù)三次F．從三條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開(kāi)頭比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測(cè)量的地方找一個(gè)開(kāi)始點(diǎn)，并把每打五個(gè)點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間單位．在選好的開(kāi)始點(diǎn)下面記作0，往后第六個(gè)點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)1，依此標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)2、3、4、5、6，并測(cè)算

8、出相鄰兩點(diǎn)間的距離G．根據(jù)公式a1＝(x4－x1)/3T2，a2＝(x5－x2)/3T2，a3＝(x6－x3)/3T2及＝