《吉林省长白山第一高中物理必修一课件：21实验：探究小车速度随时间变化的规律》由会员分享，可在线阅读，更多相关《吉林省长白山第一高中物理必修一课件：21实验：探究小车速度随时间变化的规律（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、学案1 实验：探究小车速度随时间变化的规律,第二章 匀变速直线运动的研究,学点1 进行实验,(1)实验器材 打点计时器，一端附有定滑轮的长木板，小车，纸带，细绳，钩码，刻度尺，电源。 (2)实验步骤 把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，连接好电路。 把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行，然后把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定在小车的后面。 把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列小点，换上新纸带，重复该
2、实验三次。 从三条纸带上选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点，在便于测量的地方找一个开始点来确定计数点。为了计算方便和减小误差，通常用连续打五个点的时间作为时间单位，即T0.1 s。正确使用毫米刻度尺测量相邻两计数点间的距离，并填入表中。,打点计时器是一种计时仪器，所用电源为6 V以下的交流电源，因此不选，但缺少低压交流电源。该实验中不用测出质量，因此不选。,【例1】从下列所给器材中，选出实验“探究小车速度随时间 变化的规律”中所需的器材有_； 为达到实验目的，还缺少_。 打点计时器；天平；低压直流电源；细绳； 纸带；小车；钩码；秒表；一端有滑轮的长木 板。,低压交流电源,实验器材的选
3、取要熟记，在记忆过程中要结合实验目的和实验过程。,1.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，按照实验进行的先 后顺序，将下述步骤的代号填在横线上_。 A.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面 B.把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，并连好电路 C.换上新的纸带，再重复做两次 D.把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面 E.使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运 动 F.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码 G.断开电源，取出纸带,DBFAEGC,学点2 处理数据,(1)由于小车做变速运动，因此要选取较短时间求平均速度，此时的平均速度与瞬时速度
4、几乎相同，方法是：以待求点为中间时刻，测出相邻的前后计数点之间的位移x1和x2，则v= =(x1+x2)/(2T)(T=0.1 s)。,(2)纸带的选取与测量点的选取：从三条纸带中选取较理想的纸带，舍去点迹密集的部分；在后边便于测量的地方找一个开始点作为起点，再往后选取“测量点”。测量点的选取一般用连续打5个点的时间作为时间单位，即T=0.1 s。 (3)测量与数据收集：用毫米刻度尺测量每相邻两测量点间的距离，填表并计算瞬时速度。,【例2】在“探究小车速度随时间变化的 规律”的实验中，打点计时器使用的 交流电的频率为50 Hz，记录小车运 动的纸带如图2-1-1所示，在纸带上 选择0、1、2、
5、3、4、5 共6个计数 点，相邻两计数点之间还有四个点 未画出，纸带旁并排放着带有最小 分度为毫米的刻度尺，零刻度线跟“0”计数点对齐，由图可以读出三 个计数点1、3、5跟0 点的距离填入下列表格中,图2-1-1,(2)计算小车通过计数点“2”的瞬时速度公式为v2=_(以d1、 d2及相邻计数点 间时间T来表示)代入得v2=_m/s。(结果保留 两位有效数字),(1)填表：,(1)用毫米刻度尺测量各计数点到计数点0的距离时，要注意读数的有效数字位数，当以毫米为单位时，读数保留到小数点后第一位，本题以厘米为单位，读数要保留到小数点后第2位。 (2)密切注意相邻计数点间的时间间隔T，在本题中，相邻
6、两计数点间“还有四个点”，故T=50.02 s=0.1 s。,(1)用毫米刻度尺测量纸带上各计数点的距离时，尽量一次性测量完毕，注意到最小精确度为毫米，读数时要估读到毫米后一位，即d1=1.20 cm，d2=5.40 cm，d3=12.00 cm。 (2)计数点“2”的瞬时速度v2可用计数点“1”和“3”间的平均速度来代替。即v2=(d2-d1)/(2T)，代入数据得v2=0.21 m/s。,(1)1.20 5.40 12.00 (2)(d2-d1)/(2T) 0.21,2.如图2-1-2甲、乙所示，为同一打点计时器打出的两条纸 带，由纸带可知( ) A.在打下计数点“0”至“5”的过程中，纸
7、带甲的平均速度 比乙的大 B.在打下计数点“0”至“5”的过程中，纸带甲的平均速度 比乙的小 C.纸带甲的加速度比乙的大 D.纸带甲的加速度比乙的小,BD,图2-1-2,学点3 作出v-t图象,作出速度时间图象：以速度v为纵轴，时间t为横轴，建立直角坐标系，根据表中数据描点，将这些点连成一条直线，连线时应使尽量多的点落在直线上，不在直线上的点要尽量对称分布在直线两侧。误差较大的点可舍去。由v-t图象的特点，分析小车的运动情况，如果图象是一条倾斜的直线，则表示小车做匀变速直线运动。,图2-1-3,图2-1-4,(1)由纸带提供的数据求出打下C、E点时小车的速度，填入下表：,【例3】在“探究小车速
8、度随时间变化的规律”实 验中，打点计时器使用的交流电源的频率为 50 Hz，记录了小车运动的一段纸带如图2-1 -3所示，在纸带上选择A、B、C、D、E、F 六个计数点，相邻两个计数点之间还有四个 点未画出。,(2)根据上表中的数据，在图2-1-4中作出小车 运动的v-t图线； (3)根据作出的v-t图线可得小车运动的加速度 为_m/s2。,(1)用一段时间的平均速度替代中间时刻的瞬时速度，则vC=BD/(2T)=(AD-AB)/(2T)=0.35 m/s； vE=(AF-AD)/(2T)=0.55 m/s。 (2)画出的v-t图象应为一条倾斜直线，如图2-1-5所示。 (3)由图象的斜率可求
9、得加速度a=x/t=1 m/s2。,(1)0.35 0.55 (2)见解析图 (1)1,图2-1-5,3.某同学在“探究小车速度随时间变化 的规律”的实验中，用打点计时器记 录被小车拖动的纸带的运动情况， 在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的 距离如图2-1-6所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.1 s。 (1)试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、 C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，并将各个 速度值填入下式(要求保留三位有效数字)： vB=_m/s；vC=_m/s， vD=_m/s，vE=_m/s， vF=_m/s。 (2)将B、C、D、E、
10、F各个时刻的瞬时速度标在图2-1-7所 示的坐标纸上，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。 (3)根据第(2)问中画出的v-t图线，求出小车运动的加速度为_m/s2。 (保留两位有效数字),图2-1-6,图2-1-7,0.400,0.479,0.560,0.640,0.721,0.80,1.小球做直线运动时频闪照片如图2-1-8所示，已知频闪周期 T=0.1 s，小球相邻位置间距(由照片中的刻度尺量得) 分别 为OA=6.51 cm，AB=5.59 cm，BC=4.70 cm，CD=3.80 cm，DE=2.89 cm，EF=2.00 cm。则小球在位置A时的速 度大小vA=_ m/s，
11、小球运动的加速度的大小 a=_ m/s2。,0.9,图2-1-8,0.605,2.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图2-1-9给出从0点 开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为 计数点。测得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)在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为： v1=_cm/s，v2=_cm/s，v3=_cm/s,v4=_cm/s,v5=_cm/s。 (2)在平面直角坐标系中作出v-t图象。 (3)分析小车运动速度随时间变化的规律。,(1)16.50 21.40 26.30 31.35 36.30 (2)见解析中图 (3)v-t图线是一条倾斜的直线，说明速度 随时间均匀增加，它们成线性关系。,图2-1-9,
