实验：探究小车速度随时间变化规律

1、 实验：探究小车速度随时间实验：探究小车速度随时间变化的规律变化的规律回顾复习回顾复习1.打点计时器可以直接获取的物理量？打点计时器可以直接获取的物理量？ 位移位移 时间时间 位移（用刻度尺测量）；位移（用刻度尺测量）；时间（两计时点的时间间隔为时间（两计时点的时间间隔为0.02s）回顾复习回顾复习2. 通过打点计时器打出的纸带可以间接通过打点计时器打出的纸带可以间接求什么物理量？求什么物理量？可以求可以求 两点间的两点间的 平均速度平均速度某点的瞬时速度以及加速度某点的瞬时速度以及加速度要探究一个物体的速度随时间变化的规律，要探究一个物体的速度随时间变化的规律，必须知道物体在不同时刻的速度，

2、但直接测必须知道物体在不同时刻的速度，但直接测量物体的速度是不容易的请同学们思索一量物体的速度是不容易的请同学们思索一下怎样利用下面的实验装置，探究小车速度下怎样利用下面的实验装置，探究小车速度随时间的变化规律随时间的变化规律 2 2、掌握判断物体是否做匀变速运动的方法。、掌握判断物体是否做匀变速运动的方法。 3.3.测定匀变速直线运动的加速度。测定匀变速直线运动的加速度。 1 1、用打点计时器研究小车在重物牵引下的运、用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车速度随时间的变化规律。动，探究小车速度随时间的变化规律。一、实验目的一、实验目的电源，刻度尺电源，刻度尺钩码钩码小车小车细绳细绳

3、纸带纸带打点计时器打点计时器一端附有定滑一端附有定滑轮的长木板轮的长木板二、实验器材二、实验器材三、实验原理：三、实验原理：利用纸带上的数据和第一章的方法求出通过利用纸带上的数据和第一章的方法求出通过各计数点的速度求出打第各计数点的速度求出打第n n个计数点时纸带的个计数点时纸带的瞬时速度瞬时速度) )，再列表并作出，再列表并作出v vt t图象，分析图象，分析v v与与t t的关系的关系1 1、把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，、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，连接好电路木板上远离滑轮

4、的一端，连接好电路注意：注意：开始时开始时应使小应使小车靠近车靠近打点计打点计时器时器四、实验步骤四、实验步骤2、把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，、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，把纸带穿过打点计时下边挂上合适的钩码，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器，并把纸带的另一端固定在小车的后面3 3、把小车停靠在打点计时器处，、把小车停靠在打点计时器处，先接通电源先接通电源后释放小车后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的小点，关闭电时器就在纸带上打下一系列的小点，关闭电源，换上新纸带，重复实验两

5、次源，换上新纸带，重复实验两次(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(2)先接通电源，等打点稳定后，再释放小车先接通电源，等打点稳定后，再释放小车(3)打点完毕，立即断开电源打点完毕，立即断开电源(4)选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点密集部选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点密集部分，适当选取计数点分，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒等于多少秒(5)要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，当小要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，当小车到达滑轮前及时用手按住车到达滑轮前

6、及时用手按住五、注意事项五、注意事项六、纸带数据处理：六、纸带数据处理：1、分析和选取纸带上的点、分析和选取纸带上的点舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始, ,若若纸带上点与点之间的距离较小，纸带上点与点之间的距离较小，每五个每五个计时计时点取一个计数点点取一个计数点 , ,依次标号为依次标号为0 0，1 1，2 2，3 3，4 4（间隔不再是（间隔不再是0.02s0.02s）v1=(x1+x2)/2T v1=(x1+x2)/2T v2=(x2+x3)/2Tv2=(x2+x3)/2T vnvn2 2、计算出所取计数点的瞬时速度、计算出所取计数点的瞬时速度例：

7、求例：求3这个计数点的速度：这个计数点的速度： x x 4 4 - -x x 2 2v v3 3 = = v v24 24 = = = = 2 2t tx x 2424 2 2t tt t为多少为多少? ?x1x2x3x4x53 3、根据计数点的瞬时速度列表、根据计数点的瞬时速度列表计算各点瞬时速度并记录相应数据填入表中计算各点瞬时速度并记录相应数据填入表中. .位置位置0 01 12 23 34 45 56 6时间时间( (s s) )0 00.10.10.20.20.30.30.40.40.50.50.60.6v(v(m m/ /s s) )0.380.38 0.630.63 0.880.

8、88 1.111.11 1.381.38 1.621.62 1.901.90位置编号位置编号0 01 12 23 34 45 5时间时间t/t/s sx/x/m mv/(v/(m ms s1 1) )4、 作小车运动的作小车运动的V-T图像图像在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表时间，纵在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表时间，纵轴表示速度，根据表格中的数据在坐标系中描点轴表示速度，根据表格中的数据在坐标系中描点画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点忽略不计大的点忽略不计

9、观察所得到的直线观察所得到的直线分析物体的速度随时分析物体的速度随时间的变化规律间的变化规律.在实验误差允许范围内，小车运动的在实验误差允许范围内，小车运动的v vt t图象是图象是一条倾斜的直线。一条倾斜的直线。结论：结论：0.10.20.30.40.50.6t/so0.100.200.300.40v/(m/s)与纵轴的与纵轴的交点是什交点是什么意思？么意思？如何求加如何求加速度？速度？t=0.4sV=？2/5 . 04 . 0/2 . 0smssmatV0.2m/s小车的速度随时间的增加而均匀增加小车的速度随时间的增加而均匀增加所以小车做匀加速直线运动所以小车做匀加速直线运动【例1】 在“

10、探究小车速度随时间变化规律”的实验中，图214给出了从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x11.40 cm，x21.90 cm，x32.38 cm，x42.88 cm，x53.39 cm，x63.87 cm.根据纸带判断物体速度随时间变化的规律根据纸带判断物体速度随时间变化的规律图图2-1-4那么：(1)在打点计时器打出点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速度时间图象(3)分析小车运动速度随时间变化的规律解析：(1)显然，两相邻的计数点

11、之间的时间间隔为T0.025 s0.1 s对应各点的速度分别为：(2)按照横坐标每0.1 s为1个分度，纵坐标每10 cm/s为1个分度建立直角坐标系，根据上面计算出来的各计数时刻的速度值，用描点法即可作出小车运动的v-t图象，如下图所示(3)根据小车运动的v-t图象是一条向上倾斜的直线，可判断小车运动的速度是随时间均匀增加的答案：(1)16.5021.4026.3031.3536.30(2)如图所示(3)见解析反思领悟：反思领悟：(1)处理纸带时，一定要分清处理纸带时，一定要分清计时点和计数点间的区别，搞清计数点之间计时点和计数点间的区别，搞清计数点之间的时间间隔的时间间隔T.(2)利用极限

12、思想将平均值过渡到瞬时值利用极限思想将平均值过渡到瞬时值是物理学中常用的方法是物理学中常用的方法(3)标度的选择要结合数据及其分布特点标度的选择要结合数据及其分布特点制定，以使图象在坐标系中合理分布制定，以使图象在坐标系中合理分布(4)小车的运动速度随时间均匀增加，也小车的运动速度随时间均匀增加，也意味着其加速度恒定意味着其加速度恒定 如图215所示是某一做直线运动的小车(后连纸带)通过打点计时器时打出的一段纸带，图图图2-1-5中的中的0,1,2,3,4,5,6为按时间顺序选取的为按时间顺序选取的7个计数点，个计数点，每相邻两个点中间都有每相邻两个点中间都有4个点未画出，用米尺量出个点未画出

13、，用米尺量出1,2,3,4,5,6点到点到0点的距离分别是点的距离分别是8.78 cm，16.08 cm，21.87 cm，26.16 cm,28.84 cm,30.07 cm，请做，请做出其出其v-t图象，并分析小车的运动特点图象，并分析小车的运动特点答案：作出v-t图象如下图所示由图象可以看出小车的速度随时间均匀减小【例2】 如图216甲所示，用打点计时器记录小车的运动情况，开始小车在光滑水平玻璃上运动，后来在薄布面上做匀减速运动，所打出的纸带如图乙所示，纸带上相邻两点对应的时间间隔为0.02 s用作图法(v-t图象)求小车在玻璃板上的运动速度大小利用作利用作v-t图象求速度和加速度图象求

14、速度和加速度图图2-1-6思路点拨：解析：设对应点1、2、3、4、5的瞬时速度分别为v1、v2、v3、v4、v5，则有以速度为纵坐标，以时间为横坐标建立直角坐标系用描点法作出小车在薄布面上做减速运动时的v-t图象将图象延长，使其与纵轴相交，如右图所示由图象可知，小车做减速运动的初速度为0.85 m/s，即为小车在玻璃板上的运动速度答案：0.85 m/s 在用电火花计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，如图217甲所示是一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出图图2-1-7(1)根据运动学有关公式可求得vB1.38 m/s，vC_ m/s，vD3.90 m/s.(2)利用求得的数值作出小车的v-t图线(以打A