第1节探究小车的速度随时间的变化规律doc高中物理

第1节探究小车的速度随时间的变化规律doc高中物理第1节探究小车的速度随时刻的变化规律○名师大课堂1.知识梳理1.实验目的：〔1〕通过小车在钩码牵引下运动的实验探究，把握利用打点计时器研究物体运动的方法。〔2〕能够从实验得到的几条纸带中，选择较为理想的纸带，并能在纸带上标出恰当的计数点。〔3〕依照书中提供的表格填入实验数据和并能在坐标纸上画出V-t图象。有条件的同学应依照书中的提示用运算机绘出V-t图象。〔4〕明白得什么样的运动是匀变速直线运动。2．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、学生电源．3．实验步骤(1)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．(2)将一条细绳拴在小车内，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。(3)将小车停在打点计时器处，先接通电源，后开释小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列点，换上新纸带，重复实验三次.(4)从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点，在后边便于测量的地点找一个开始点来确定计数点．为了运算方便和减小误差，通常用连续打五个点的时刻作为时刻单位，即t=0．1s．正确使用毫米刻度尺测量每相邻的两计数点间的距离，并填入自己设计的表格中。(提供下面表格以供参考)计数点位置编号nOl23456时刻t／s00.1O．20.3O．4O．50.6相邻两计数点间的距离s／m对应计数点的速度v(m·s-1)(5)利用某一段时刻的平均速度等于这段时刻中间时刻的瞬时速度求得各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度，填入上表格中。(6)增减所挂的钩码数，再做两次实验。(7)以速度v为纵轴，时刻t为横轴建立直角坐标系，依照表中的v、t数据，在坐标系中描点。(8)通过观看、摸索，找出这些点的分布规律。2.思路点拨4．本卷须知(1)开始开释小车时，应使小车靠近打点计时器。(2)先接通电源，计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源。(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用手按住它。(4)牵引小车的钧码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上的点太少，或者加速度太小．而使各段位移太接近，从而使误差增大，加速度的大小以能在50cm长的纸带上清晰地取得六、七个计数点为宜。(5)要区不计时器打出的点与人为选取的计数点，一样在纸带上以每打5个点取一个计数点，即时刻间隔为T=0．02×5s=0．1s．(6)描点时最好用坐标纸，在纵、横轴上选取合适的单位，用细铅笔认真描点。3.创新拓展5．如何由实验数据得出v一t图象正确地打出纸带，用毫米刻度尺准确测量出各计数的位置，运算出各计数点对应的瞬时速度，填入设计好的表格中，同时做三次实验，依照表格中的v、t数据，在直角坐标系中认真描点．能够看到，关于每次实验，描出的几个点都大致落在一条直线上，据此，能够判定：在专门大程度上，假如是没有实验误差的理想情形，所描出的各点应全部落在某条直线上．如此，我们做一条直线，使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点，应分布在直线的两侧，个不误差大的点应舍弃，如此得到的直线确实是本次实验的v-t图象，它是一条倾斜的直线。6．如何由实验得出的v-t图象进一步得出小车运动的速度随时刻变化的规律，我们能够从两条途径进行：一是通过直截了当分析图象的特点得到，小车运动的v-t图象是一条倾斜的直线，那么当时刻增加相同的值△t，速度也会增加相同的值△v．也确实是得出结论：小车的速度随时刻平均增加。二是通过图象写出函数关系式进一步得到，既然小车的v-t图象是一条倾斜的直线，那么v随t变化的函数关系式为v=kt+b,明显v与t成〝线性关系〞，小车的速度随时刻平均增加。7．另一种处理纸带的方法选择一条打点清晰的纸带，标上记数点，然后将纸带从相邻记数点处剪下，连续剪下4～5段，分不按如下图贴在坐标纸上，排列时要求底边对齐，纸带的排列即成〝阶梯"状．如此处理能反映物体的运动规律：因为每段纸带长度都对应物体在相等时刻内的位移，因此纸带长度正比于运动速度，从纸带长度平均增加也可判定物体的运动速度平均增加.8．匀变速直线运动(1)提出咨询题：在探究实验中，我们描画小车在重物牵引下运动的v-t图象是一条倾斜直线，它表示小车做什么样的运动?小车速度随时刻如何样变化?如下图，假如一个运动物体的v-t图象是直线，那么不管△t取何值，对应的速度变化量△v与时刻△t的比值差不多上相同的，由加速度的定义可知，该物体实际是做加速度恒定的运动．这种运动叫匀变速直线运动．。(2)定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动(3)v-t图象讲明凡是倾斜直线的运动一定是匀变速直线运动，反之也成立，即匀变速直线运动的v-t图象一定是一条倾斜的直线．(4)匀变速直线运动包括两种情形：a与v同向，匀加速直线运动，速度增加；a与v反向，匀减速直线运动，速度减小．○经典例题库例1.在探究小车速度随时刻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木板的没有滑轮的一端，并连好电路C．换上新的纸带，再重做两次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内，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[解析]正确的实验步骤是：把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木板的没有滑轮的一端，并连好电路，把一条细绳拴在小车内，细绳跨过定滑轮，另一端吊合适的钩码，把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面，使小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，再放开小车，让小车运动，打完一条纸带，断开电源，取下纸带，换上新纸带，再重做两次，即顺序为：DBFAEGC．[答案]DBFAEGC例2.某同学在〝测匀变速直线运动的加速度〞的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情形，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下图，每两个相邻的计数点之间的时刻间隔为0.10s.(1)试依照纸带上各个计数点间的距离，运算出打下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、F各个时刻的瞬时速度标在如下图的坐标纸上，并画出小车的瞬时速度随时刻变化的关系图线.(3)依照第(2)咨询中画出的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)答(1)依照一段时刻内的平均速度，等于该段时刻中间时刻的瞬时速度，可求得打下B、C、D、E、F五个计时点时小车的速度为0.400ｍ/s，0.479ｍ/s，0.560ｍ/s，0.640ｍ/s，0.721ｍ/s.(2)图略.(3)0.80(答案在0.79～0.81之间均可)例3.下面给出沿直线做变速运动的火车和汽车，从开始计时及每隔1s的速度v1和v2的变化情形：时刻t／s01234…火车v1／m·s-15.05.35.65.96.2…汽车v2／m·s-12018161412…

咨询：〔1〕表中火车(汽车)的速度变化有什么特点，它们分不做的是什么性质的运动？〔2〕请由表格中数据画出变速运动的火车和汽车的V-t图象。答〔1〕火车速度每秒钟增加0.3m/s，因此火车做的是匀加速直线运动，汽车速度每秒钟减小2m/s，因此汽车做的匀减速直线运动〔2〕为倾斜的直线，图略例4.如下图，图线〔a〕(b)表示物体各做什么运动？初速为多少？加速度为多少？.答〔a〕做初速为0.5m/s,加速度为0.5m/s2的匀加速直线运动，(b)做初速为30m/s,加速度为-12m/s2的匀减速直线运动。例5.如下图的速度—时刻图像中。〔1〕质点A，B，C分不做什么运动？初速度是否为零？是加速依旧减速，讲讲你是如何明白的。通过图象还能明白那些物理量，和同伴交流一下，看看谁明白得多。〔2〕和同学交流后你能回答如下咨询题吗？A、B、C加速度分不为aA=m/s2,aB=m/s2,aC=m/s2，其中加速度最大．在t=0s时的速度最大，在t=4s时的速度最大，在t=s时，A、C的速度一样大．答〔1〕A做初速为零的匀加速直线运动，加速度为0.5m/s2,B做初速为3m/s,加速度为-0.25m/s2的匀减速直线运动，C做初速为2m/s,加速度为0.25m/s2的匀加速直线运动.〔2〕0.5m/s2-0.25m/s20.25m/s2A○同步训练班1.在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车通过各计数点的瞬时速度如下：计数点序号l23456计数点对应的时刻(s)O．10O．20O．30O．40O．50O．60通过计数点的速度(cm／s)44．O62.081．O1OO．O1l9．O138．O为了运算加速度，合理的方法是()．A．依照任意两计数点的速度用公式算出加速度B．依照实验数据画出V-t图象，量出其倾角，由公式a=tan求出加速度C．依照实验数据画出V-t图象，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时刻用公式算出加速度D．依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度2．物体做直线运动，s-t如下图。前2秒是运动，最后2秒运动。中间的2秒是。3.如下图，物体做直线运动的v-t图像。由图可知，前2秒是运动；中间的两秒是；最后两秒是运动。假设以向东为正方向这三段运动速度方向分不是，，。4．如下图，v-t图中描述的是五个运动情形差不多上直线运动。其中速度不变的是，加速运动的是，匀