21《实验：探究小车速度随时间变化的规律》

1、第二章匀变速直线运动的研究第二章匀变速直线运动的研究第一节第一节 实验：探究小车速度随时间变化的规实验：探究小车速度随时间变化的规律律 物理定律不能单靠物理定律不能单靠“思维思维”来获得，来获得，还应致力于观察和实验。还应致力于观察和实验。普朗克普朗克1 1、如何研究一个物体运动规律？、如何研究一个物体运动规律？（知道物体在不同时刻的速度）（知道物体在不同时刻的速度）2 2、如何知道物体在不同时刻的速度？用什么、如何知道物体在不同时刻的速度？用什么仪器可以测得？仪器可以测得？ （打点计时器）（打点计时器）思考：思考：（1 1）作用：）作用：（2 2）工作条件）工作条件电磁打点计时器：电磁打点计

2、时器：6V6V（4V6V4V6V）以下交流电源）以下交流电源电火花式打点计时器：电火花式打点计时器：220V220V交流电源交流电源（3 3）纸带上点的意义：）纸带上点的意义： 表示和纸带相连的物体在不同表示和纸带相连的物体在不同时刻时刻的的位置位置。回顾：打点计时器回顾：打点计时器计时仪器，每隔计时仪器，每隔0.02s0.02s打一次点。打一次点。 通过研究纸带上各点之间的间隔通过研究纸带上各点之间的间隔, ,可以判断物体的可以判断物体的运动情况。运动情况。一一实实验验目目的的1、探究小车速度随时间的变化规律，、探究小车速度随时间的变化规律，2、学习运用实验研究物体运动规律的方法、学习运用实

3、验研究物体运动规律的方法二二实实验验原原理理 通过观察打点计时器在纸带上打出的点迹，这些点迹不但通过观察打点计时器在纸带上打出的点迹，这些点迹不但记录了物体的运动时间，而且相应地表示运动物体在不同时刻记录了物体的运动时间，而且相应地表示运动物体在不同时刻的位置。研究这些点的情况，就可以了解物体的运动情况。的位置。研究这些点的情况，就可以了解物体的运动情况。 理论依据：理论依据：用平均速度近似代替瞬时速度用平均速度近似代替瞬时速度TxvACB2 OABCDACxBDx2BDCxvT三三实实验验器器材材学生电源，刻度尺学生电源，刻度尺钩码钩码小车小车细绳细绳纸带纸带打点计时器打点计时器一端附有定滑

4、轮一端附有定滑轮的长木板的长木板四四实实验验步步骤骤 把附有滑轮的长木板放在实验桌上；将细绳绕过滑轮并把附有滑轮的长木板放在实验桌上；将细绳绕过滑轮并使滑轮伸出桌面；把打点计时器固定，连接好电路。使滑轮伸出桌面；把打点计时器固定，连接好电路。 将纸带穿过打点计时器，连在小车后面。在小车的另一将纸带穿过打点计时器，连在小车后面。在小车的另一端通过细绳挂上钩码。端通过细绳挂上钩码。 先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条纸带后立即关闭电源。完一条纸带后立即关闭电源。 更换纸带，重复做两三次。更换纸带，重复做两三次。注注意意事事项项1.

5、1.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器；（开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器；（why）2.2.先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车，当小先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车，当小 车停止运动时及时断开电源；车停止运动时及时断开电源；3.3.要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时 用手按住它；用手按住它；4.4.小车另一端所挂的钩码个数要适当；小车另一端所挂的钩码个数要适当；5.5.固定打点计时器时，应注意使两限位孔和小车运动轨迹在同固定打点计时器时，应注意使两限位孔和小车运动轨迹在同 一直线上（一直

6、线上（why）五五进进行行实实验验 把附有滑轮的长木板放在实验桌上；将细绳绕过滑轮并把附有滑轮的长木板放在实验桌上；将细绳绕过滑轮并使滑轮伸出桌面；把打点计时器固定，连接好电路。使滑轮伸出桌面；把打点计时器固定，连接好电路。 将纸带穿过打点计时器，连在小车后面。在小车的另一将纸带穿过打点计时器，连在小车后面。在小车的另一端通过细绳挂上钩码。端通过细绳挂上钩码。 先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条纸带后立即关闭电源。完一条纸带后立即关闭电源。 更换纸带，重复做两三次。更换纸带，重复做两三次。六六处处理理的的纸纸带带舍掉开头过于密

7、集的点，从清楚的点开始舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始, ,每五个计时点每五个计时点取取一个计数点一个计数点 ；取六个点，依次标号为取六个点，依次标号为 0，1，2，3，4，50.10s0.10s过于密集过于密集/ /不清晰的点不清晰的点六六处处理理的的纸纸带带例：求例：求“3 3”这个计数点的速度：这个计数点的速度：t t为多少为多少? ?x1x2x3x4x5 x x4 4 x x2 2v v3 3 = = v v2424 = = = = 2 2t tx24 2 2t t六、数据处理：列表法六、数据处理：列表法小车的瞬时速度随时间增大而增大，小车的瞬时速度随时间增大而增大，即小车的瞬时速

8、度与时间成线性变化即小车的瞬时速度与时间成线性变化思考思考: :小车的具体运动规律是什么小车的具体运动规律是什么? ?- - 0.201 0.280 0.432 0.355 0.512 同理，可求出另外两条纸带的运动情况同理，可求出另外两条纸带的运动情况 根据所得数据，选择合适的标度建立直角坐标系（图象尽根据所得数据，选择合适的标度建立直角坐标系（图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）量分布在坐标系平面的大部分面积） 根据所得数据描出各点的位置（描点法）根据所得数据描出各点的位置（描点法）, ,观察和思考各点观察和思考各点的分布规律的分布规律六、数据处理：描绘小车的六、数据处理：描绘小车的v-

9、t图图t/s00.10.20.30.40.5v1/ms-116.5021.4026.3031.3536.3041.25作图步骤（作图步骤（1 1）建系）建系注意：注意：1.1.作图时应把尽量多的点连在一条直线上；作图时应把尽量多的点连在一条直线上； 2.2.不在线上的点应均匀的分布在线的两侧。不在线上的点应均匀的分布在线的两侧。（3 3）作图）作图（2 2）描点）描点六、数据处理：如何利用六、数据处理：如何利用v-t图求加速度图求加速度思考：思考：1.1.图线的特点？图线的特点？2.2.小车的运动规律？小车的运动规律？3.3.如何求加速度？如何求加速度？ O t/sv/(m.s-1)舍去舍去v

10、t哪一种方哪一种方法更好？法更好？取任意两组实验测量数据求出取任意两组实验测量数据求出v 和和t ， 然后代入然后代入 求解。求解。在在v-t 图象上取一段时间图象上取一段时间t（尽量取大一些），（尽量取大一些），找出找出t 对应的对应的v ，代入，代入 求解。求解。v va a = = t tv va a = = t t图像法：如何利用图像法：如何利用v-t图求加速度图求加速度 v-t 图像的解读图像的解读 O t/sv/(m.s-1)甲甲乙乙丙丙1 1、运动性质、运动性质2 2、斜率、斜率3 3、交点、交点4 4、拐点、拐点例例1在在“探究小车速度随时间变化的规律探究小车速度随时间变化的规

11、律”的实验中，如图所的实验中，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相为相邻的计数点，邻的计数点，(A点为第一个点点为第一个点)相邻计数点间的时间间隔相邻计数点间的时间间隔T0.1 s。(1)根据根据_计算各点瞬时速度，且计算各点瞬时速度，且vD_ m/s，vC_ m/s，vB_ m/s。(2)在坐标系中画出小车的在坐标系中画出小车的vt图线，并根据图线求出图线，并根据图线求出a_。 (3)将图线延长与纵轴相交，交点的物理意义是？将图线延长与纵轴相交，交点的物理意义是？(3)(3)将图线延长后，与纵轴的交点的速度表示将图线延长后，与纵轴的交点的速度表示零时刻小车经零时刻小车经过过A A点的速度大小。点的速度大小。思考：思考：有些位移图象和速度图象看起来十分相似，但表示的有些位移图象和速度图象看起来十分相似，但表示的意义截然不同差别就在于它们的纵轴表示的物理意义不同，意义截然不同差别就在于它们的纵轴表示的物理意义不同，你能简单地说一下两图分别代表什么运动吗？你能简单地说一下两图分别代表什么运动吗？图74八八自自主主探探究究 粘贴纸带看能否反映物体的运动规律：选择一条打点清粘贴纸带看能否反映物体的运动规律：选择一条打点清晰的纸带，标上计数点，然后将纸带每隔相同时间间隔从计晰的纸带，标上计数点，然后将纸带每隔相同时间间隔从计