第二章 匀变速直线运动的研究
1 实验:探究小车速度随时间变化的规律
学习目标
1.会正确使用打点计时器打出的匀变速直线运动的纸带. 2.会用描点法作出vt图象.
3.能从vt图象分析出匀变速直线运动的速度随时间的变化规律. 4.培养学生的探索发现精神.
自主探究
1.打点计时器使用的是 电源,且打点周期取决于电源的 ,当电源频率为50Hz时,打点计时器每隔 s打一个点;现在用打点计时器测定小车的速度,当电源的频率低于50Hz时,若仍按50Hz的时间间隔打一个点计算,则测出的速度值将比小车真实的速度值 .
2.本节实验的实验器材有: .
合作探究
1.实验操作步骤
(1)把一端带有滑轮的长木板平放在实验桌上,并使 ,把打点计时器固定在 ,连接好电路.
(2)把 拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下面挂上合适的 ,放手后看 ,然后把 穿过打点计时器的限位孔,并把 的另一端固定在小车后面.
(3)把小车停靠在 处,先 ,然后 ,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列小点,换上纸带,重复实验3次.
(4)增减所挂的钩码,或在小车上放置重物,再做两次实验,每次实验打3条纸带.
2.实验操作过程中应注意以下几点:
(1)开始释放小车时,应使小车 打点计时器.
(2)先 ,计时器工作后,再 ,当小车停止运动时要及时 . (3)要防止钩码落地时与小车和滑轮相撞,当小车到达滑轮前应及时 .
(4)牵引小车的钩码数量要适当,以免加速度太大而使纸带上的点太少,或者加速度太小,而使各段位移无多大差别,从而增大误差.
3.纸带上各计数点的瞬时速度可以用计数点内的 来代替;通过测得的速度,描绘出小车运动的速度—时间图象,然后求出图象的 ,其即为小车运动的加速度. 4.纸带的选取原则: .
5.如果每5个点取一个计数点,则每相邻两个计数点间的时间间隔是 . 6.作速度—时间图象: (1) .
(2)严格按实验数据描点,根据点的分布分析速度的变化特点. (3)用一条 来 坐标系中描出的点.
课堂检测
1.用打点计时器研究加速度不变的直线运动的实验中,造成各连续相等的时间间隔内位移之差不是一个恒量的主要原因是( ) A.长度测量不准确 B.打点时间间隔不均匀 C.运动中受摩擦力作用
D.木板未调成水平
2.在研究加速度不变的直线运动的实验中,算出小车经过各计数点的速度,如下表所示:
计数点序号 计数点对应时刻/s 1 0.1 2 0.2 3 0.3 4 0.4 5 0.5 6 0.6 通过计数点的速度/(cm·s-1) 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0
为了算出加速度,合理的方法是( )
A.根据任意两计数点的加速度公式a=算出加速度
B.根据实验数据,画出vt图象,量出其倾角α,由公式a=tanα算出加速度
C.根据实验数据,画出vt图象,由图线上任意两点所对应的速度,用公式a=算出加速度 D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,其平均值作为小车的加速度
3.关于用打点计时器探究小车速度随时间变化规律的实验,下列说法中正确的是( ) A.打点计时器应固定在长木板上,且靠近滑轮一端 B.开始实验时小车应靠近打点计时器一端 C.应先接通电源,待打点稳定后再释放小车 D.牵引小车的钩码个数越多越好
4.一打点计时器固定在倾角为θ的斜面上,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,打出的纸带的一段如图所示.纸带上0、1、2、3、4、5、6是计数点,每相邻计数点之间的时间间隔为0.1s.
Δ??Δ??
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(1)根据纸带上记录的数据判断小车是做 运动.
(2)若小车做速度随时间均匀增加的运动,则加速度的大小a= . (3)在打下计数点3时小车对应的速度大小为v= .
5.在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,如图所示的是某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.
(1)根据 可以判定小车做速度随时间均匀增加的直线运动. (2)根据有关公式可求得vB=1.38m/s,vC= m/s,vD=3.90m/s.
(3)利用求得的数值作出小车的vt图线(以打A点时开始计时),并根据图线求出小车运动的加速度a= m/s2.
(4)将图线延长与纵轴相交,若交点的纵坐标是0.12m/s,此交点的物理意义是 . 6.一位同学设计了用打点计时器测量小车沿斜面下滑的加速度的实验,实验装置示意图如图甲所示.已知打点计时器使用的电源的频率为50Hz,图乙是所打出的纸带的一段,用毫米刻度尺
量
得
数
据
如
下:x1=1.69cm,x2=2.28cm,x3=3.04cm,x4=3.82cm,x5=4.58cm,x6=5.36cm,x7=6.14cm.
甲
(1)由图乙可知,相邻两计数点之间的时间间隔Δt= s.
乙
(2)利用所测数据计算小车沿斜面下滑的加速度时,有一数据不可靠,这一数据是 (填数据的字母代号).
(3)去掉这一不可靠数据,利用其余数据可求出小车下滑的加速度大小a= m/s2(取三位有效数字). 参考答案自主探究 1.交流 频率 0.02 大
2.一端带有定滑轮的长木板、小车、带小钩的细绳、钩码、打点计时器、纸带、刻度尺、学生电源和导线 合作探究 1.(1)滑轮伸出桌面 长木板的另一端 (2)细绳 钩码 小车能否在木板上平稳地加速滑行 纸带 纸带 (3)打点计时器 接通电源 释放小车
2.(1)靠近 (2)接通电源 释放小车 关闭电源 (3)用手按住 3.平均速度 斜率
4.点迹清晰、计时点间的距离适当 5.0.1s
6.(1)以速度v为纵轴,时间t为横轴建立直角坐标系,并根据实验所得数据选择合适的标度(图象尽量分布在坐标系的大部分面积) (3)直线 拟合 课堂检测 1.A
2.C 解析:选项A偶然误差较大.选项D实际上也仅由始、末两个速度决定,偶然误差也比较大,只有利用实验数据画出对应的vt图象,才可充分利用各次测量数据,减小偶然误差.由于
实验：探究小车速度随时间变化的规律（导）学案 - 图文
