实验探究小车速度随时间变化的规律省赛一等奖

第二章匀变速直线运动的研究第1节：实验：探究小车速度随时间变化的规律复习：1。打点计时器可以直接测量什么物理量？位移时间（打点计时器是测量位移与时间的仪器）位移（用刻度尺测量）；时间（）2。通过打点计时器打出的纸带可以间接求什么物理量？可以求两点间的平均速度→某点的瞬时速度→加速度。例在如图的纸带中求出2—4之间的加速度。

问题思考实验室如何获得较简单的运动？如何设计实验？需要哪些器材？设计试验目的：探究小车速度随时间运动的规律。①一端附有滑轮的长木板；②小车；③带小钩的细线；④25g的钩码3个，也可以用50g的钩码。或用沙子和小桶代替钩码，用弹簧秤或天平称量⑤打点计时器；⑥纸带；⑦刻度尺；⑧低压学生电源、导线。实验器材：一

、

实验目的和器材：二`实验步骤⑴木板平放，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定，连接好电路⑵穿纸带；挂钩码。⑶先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后立即关闭电源。⑷换纸带，加钩码，再做一次三`实验注意点1．固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。2．滑轮不能过高,细绳应与木板平行3．小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击长木板末端前应让小车停止运动,防止小车从板上掉下来。4．先接通电源，后让纸带运动。5．打点结束后立即关闭电源。四`纸带分析怎样分析和选取纸带上的点开头过于密集的点舍掉，从清楚的点开始,每五个间隔取一个计数点，）；比较：每隔5个点取一个计数点的不同。取七个点，标号0，1，2，3，4，5，6如何计算所取点的速度？平均速度→瞬时速度（如何测△）如何设计表格记录数据？（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=01s。四处理数据

（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（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。1、列表法。位置012345时间/s0v1/ms-1v2/ms-1五`数据处理1、列表法。2、图象法（v-t图象）：①根据所得数据，选择合适的标度建系（图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）②根据所得数据确定点的位置,观察和思考点的分布规律。③“拟合”图象：从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上，画出一条直线，让尽可能多的点处在这条直线上，其余均匀分布在直线两边，去掉偏差太大的点。01234567t/10-1sv/m·s-11.00.80.60.40.2思考①为什么画出的是一条直线？②若某个点明显偏离直线，可能是什么原因及怎样处理？③从图上可以看出小车的速度随时间怎样变化？六

试验结论：1。小车的速度随时间的增加而均匀增加2。小车速度随时间逐渐增大；3。相同时间里，速度增量相同；4。若初速为0，速度与时间成正比……。。。。。。【例1】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50H，记录小车运动的纸带如图2-1-2所示，在纸带上选择0、1、2、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（1）填表：

（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）距离d1d2d3测量值/cmv2=(d2-d1)/2T0.211.205.4012.00【解析】（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=120cm，d2=540cm，d3=1200cm。（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=021m/s。【评析】1用mm刻度尺测量各计数点到计数点O的距离时，要注意读数的有效数字位数，当以mm为单位时，读数保留到小数点后第一位，本题以cm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，相邻两计数点间“还有四个打点”，故T=5×002s=01s。小球做直线运动时的频闪照片如图2-1-3所示。已知频闪周期T=0.1s，小球相邻位置的间距（由照片中的刻度尺量得）分别为ＯＡ＝6.51cm，AB=5.59cm，BC=4.70cm，CD=3.80cm，DE=2.89cm，ＥＦ＝2.00cm小球在位置Ａ时的速度大小vA=______m/s；小球运动的加速度大小a=_______m/s2。1图2-1-30.90.605【例2】在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，如图2-1-4所示为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，相邻计数点间的时间间隔Ｔ＝0.1ｓ。

⑴根据__________计算各点瞬时速度，且

vD＝______m/s，vC＝_______m/s，

vB＝________m/s。

⑵在图2-1-5所示坐标系中作出小车的v－ｔ图象，并根据图象求出a＝____________。

⑶将图线延长与纵轴相交，交点的速度是__________，此速度的物理意义是________________。图2-1-5图2-1-4【评析】作v-t图象时，要标明纵轴和横轴对应的字母、单位、坐标原点和标度。在“探究小车速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50H，记录了小车运动的一段纸带如图2-1-７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。（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：2根据上表中的数据，在图2-1-8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。2图2-1-７图2-1-8计数点序号BCDE计数点对应的时刻t/s00.10.20.3通过计数点时小车的速度v/(m·s-1)0.250.45如图0.350.551钩码的个数决定小车所受的牵引力，小车在不同牵引力作用下的运动不同，若钩码