資源簡介

(共19張PPT)
第二章 勻變速直線運動的研究
第1節 實驗：探究小車速度隨時間變化的規律
物體的運動通常是比較復雜的，物體的運動規律各不相同。
怎樣探索速度隨時間變化的規律呢
高山滑雪、鴿子飛翔、獵豹捕食等這些運動中都有速度的變化。
要想知道速度隨時間變化的規律，必須知道物體在一系列不同時刻的速度。
這一節我們研究小車在重物牽引下的運動，看看小車的速度是怎樣隨時間變化的。
1.進一步練習使用打點計時器。
2.能從紙帶上獲取實驗數據計算各點的瞬時速度。
3.學會用圖像法處理實驗數據,并能根據v-t圖像描述小車運動速度隨時間的變化規律。
01 實驗思路
思路：利用打點計時器打出的紙帶，計算物體各個時刻的瞬時速度，做出物體運動的v-t圖像，根據圖像可判斷物體運動的性質，并求出物體運動的加速度。
1.瞬時速度的求法
計算打各計數點時小車的速度,應在計數點附近取一段很短的時間Δt,用Δt內的平均速度作為打該計數點時小車的瞬時速度。
用描點法畫出小車的v-t圖像,圖線的斜率大小表示加速度的大小,如果v-t圖像是一條傾斜的直線,說明物體的速度是均勻變化的。
2.小車速度隨時間變化的探究方法
02 實驗原理
一端附有定滑輪的長木板
打點計時器
紙帶
小車
細繩
鉤碼
03 實驗裝置
把附有定滑輪的長木板放在桌面上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在木板上遠離滑輪的一端，紙帶穿過打點計時器，并連接在小車后面。
把細繩栓在小車上，使細繩跨過定滑輪，并在下面掛上合適的鉤碼。
把小車停在靠近打點計時器的位置，先接通電源，再放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打完一條后立即關閉電源。
增減所掛鉤碼數，再做兩次實驗。
04 實驗步驟
05 數據處理
選一條點跡最清晰的紙帶，舍掉開頭一些過于密集的點，找一個適當的點作為計時起點。
為了便于測量，每5個計時點取1個計數點進行測量，則兩計數點間的時間間隔。
一次性測出各個計數點到計時起點的距離、、 …
位置 0 1 2 3 4 5
時間t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
v1/m·s-1
v2/m·s-1
④用平均速度代替各點的瞬時速度：，， …。將各計數點對應的時刻和瞬時速度記錄表格中。
06 作v-t圖像
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.10
0
0.20
0.30
0.70
0.80
0.40
0.50
①以為縱軸，時間t為橫軸建立平面直角坐標系，根據表中數據在坐標系中描點。
②觀察點的分布，大致落在一條直線上，因此用一條平滑的曲線（包括直線）“擬合”這些點，讓盡可能多的點處在直線上，不在直線上的點對稱的分布在直線兩側。
.
.
.
.
.
.
①小車在重物牽引下運動的v-t圖像為一條傾斜的直線，其速度隨時間均勻增加
②圖像的斜率表示小車的加速度，取圖像上相距交遠的兩點對應的坐標，可計算加速度。
07 實驗結論
實驗前，應讓小車停在靠近打點計時器的位置，這樣可以最大限度地利用紙帶的有限長度。
實驗操作時，必須先接通電源，再釋放小車，可以最大限度利用紙帶長度。
打完一條紙帶后要立即關閉電源，避免計時器線圈過熱而損壞。
要避免小車和滑輪相碰損壞，在小車與滑輪相碰前要及時用手按住小車。
電磁打點計時器適用的是低壓交流電源，電火花計時器適用的是220V的交流電源。
08 注意事項
1.在“探究小車速度隨時間變化的規律”實驗中,若所接電源頻率為50 Hz,則關于計數點間時間間隔,下列說法正確的是 ( )
A.每隔4個點取一個計數點,則計數點間的時間間隔為0.10 s
B.每隔4個點取一個計數點,則計數點間的時間間隔為0.08 s
C.每隔5個點取一個計數點,則計數點間的時間間隔為0.10 s
D.每隔5個點取一個計數點,則計數點間的時間間隔為0.08 s
A
2.在研究勻變速直線運動的實驗中，算出小車經過各計數點瞬時速度如下
計數點序號 1 2 3 4 5 6
計數點對應的時刻（s） 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
通過計數點的速度（cm／s） 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0
為了計算加速度，合理的方法是（ ）
A．根據任意兩計數點的速度用公式算出加速度
B．根據實驗數據畫出v－t圖，量出其傾角，由公式a = tanθ求出加速度
C．根據實驗數據畫出v－t圖，由圖線上相距較遠的兩點所對應的速度、時間，用公式算出加速度
D．依次算出通過連續兩計數點間的加速度，算出平均值作為小車的加速度
C
3.在探究小車速度隨時間變化的規律的實驗中,利用打點計時器打出了如圖所示的一條紙帶,其中1、2、3、4、5、6、7均為計數點,且相鄰的兩個計數點之間都還有4個點沒有畫出來,已知電源的頻率為50 Hz(打點周期T=0.02 s)。現測得x1=1.40 cm,x2=1.90 cm,x3=2.40 cm,x4=2.90 cm,x5=3.40 cm,x6=3.90 cm。
(1)在打點計時器打出點2、3、4、5時,小車的速度分別為v2=　 　 cm/s,v3=　　　　 cm/s,v4=　　　　 cm/s,v5=　　　　 cm/s。
16.50
21.50
26.50
31.50
(2)在如圖所示的坐標紙上作出速度—時間圖像。
(3)根據作出的速度—時間圖像,求出小車的加速度為　　　 　 m/s2(結果保留小數點后兩位數字)。
0.50(0.47~0.53)
探究小車速度隨時間變化的規律
實驗原理
瞬時速度的求法
小車速度隨時間變化的探究方法
實驗裝置
實驗步驟
安裝器材，多次進行實驗并記錄數據
數據分析
實驗注意事項
數據處理、繪制圖像、得出結論

展開更多......

收起↑