探究小车的速度随时间变化的规律

1、第1节实验：探究小车速度随时间变化的规律导学天地学习要求1 知道实验目的，说出实验中各器材的作用，正确布列器材进行实验操作.2会选择点迹清晰的纸带，标出合理的测量点（计数点），测量各测量点（计 数点）间的距离.基本要求发展要求说明不要3.会近似计算各测量点的瞬时速度.4能建立标度合适的v-t坐标系，并正确地描点，能用一条曲线（包括直线） 拟合图象中的点.1. 能根据图象说出小车速度随时间变化的规律.2. 能根据小车速度变化的情况预测图彖的棊本特点.求用计算机绘制v-t图象学法指导做变速直线运动的物体，当研究时间At很短时，在这段时间内速度变化量就很小，就 可以认为物体在这段时间内做匀速直线运动

2、，那么在这段时间内的某时刻的瞬时速度就等于 这段时间内的平均速度这是变与不变的关系在物理学中的又一体现.自主学习知识梳理自主探究1. 实验步骤怎样由实验数（1）一端附有的长木板放在实验桌上，打点计时器固定据得在长木板的.（2）纸带穿过打点计时器的,固定于小车的后而，细绳的一端拴在小车的前端，跨过定滑轮，另一端挂上适当的.（3）将小车停在的位置，先后释放纸带.（4）打完一次纸带后立即,换上纸带，重复操作三次.2. 数据处理2如何由实验得（1）在三条纸带中选取一条的纸带为了便于测量，舍掉出的开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作为.r一 t图彖?V t图象进一步得出小车运（2）可以选择相隔妣的点

3、为进行测量，记入自己设计的动速度随时间变化的规律?表格，得岀各计数点的瞬时速度.3作出速度一时间图象（1）在_图彖中进行描点，通过观察思考，找出这些点的分布规律.（2）根据描点作出速度一时间图象.理解升华重点、难点、疑点解析1 对通过实验数据得v-t图象的理解V、我们通过严谨求实的实验打岀纸带，用毫米刻度尺准确测量出相邻两计数点间的间距， 计算岀各计数点对应的瞬时速度填入设计好的表格中，根据表格中的V、t数据，在直角坐 标系中描点，仔细观察这些点的分布情况，我们发现这些点都大致落在一条直线上我们可 以大胆猜测，如果没有实验误差，这些点应该落在一条直线上这样我们做一条直线，且使 尽可能多的点落在

4、这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧，这就画出了 小车运动的速度一时间图彖，是一条倾斜的直线.特别提醒：我们在作图时，应让图彖连接尽可能多的点，不能连接的点对称分布 在图彖两侧，从而使每个有意义的数据点都发挥了作用，取数群的平均位置减少了测量 的偶然误差.对于偏离图线较大的点，作图彖时不要轻易舍去若总是在某处出现偏离较大的点， 这可能孕育重大发现.2. 由v-t图象分析小车运动速度随时间变化的规律如何由实验得出的v-t图象，进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律？我们可以从两条途径进行：一是通过直接分析图象(图2-1-1)的特点得到小车运动的v-t图象是一条倾斜的 直线，那么

5、当时间增加相同的值祖，速度也会增加相同的值 也就得出结论：小车的速度 随时间均匀变化；图2-1-1二是通过得出函数关系式进一步得到，既然小车的v-t图象是一条倾斜直线，那么，V 随t变化的函数式V二kt+b,显然V与t成“线性关系”小车的速度随时间均匀增加.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器.先接通电源，等打点稳定后，再释放小车.取下纸带前，先断开电源.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乎按住它.牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上的点太少，或者加速度3. 实验中的注意事项(1)(2)(3)(4)(5)太小，而使各段位移无多大差别，从而使测量误差增大，加速

6、度的大小以能在50cni长的纸 带上清楚地取得六、七个计数点为宜.(6)要区别计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每五个点取一个计数 点，即时间间隔为T二0.02X5S二Ols例题剖析应用点一：实验器材的选择例在下列给出的器材中，选出“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中所需的器 材填在横线上(填编号).打点计时器天平低压交流电源低压直流电源细绳和纸带钩码 和小车秒表一端有滑轮的长木板刻度尺选岀器材是.解析：打点计时器是一种计时仪器，所用电源是低压交流电源，因此不选该实验 不需要测量质量，因此不选.答案：;为达到实验点评：要掌握实验器材的选取，首先要理解实验的原理，结合实验冃的和实

7、验过程进行 记忆.拓展练习1一1：在下列所给器材中，本实验所需的器材有目的，还应增添.电磁打点计时器天平低压直流电源细绳纸带小车钩码秒表一端有滑轮的长木板应用点二：熟悉实验操作步骤 例2A拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先放开纸带,其中有错误或遗漏的步隸帝纸遗編先断常源为了减小况画帶取下纸带案的实灘申丿I朗瀏删m鵬腐懈醸删,2) D中取下纸带前应先断开电源.第骤顺序为：BFECADGH«) I路ce- H再接通电源在R碘疏带前要兆齟嘴蘸術册R欄i应先接通电源,待打点计时器开始打点后再释放小车3次m3条纸带.m/s； vD=图 2-1-2sf ¥WORD恪式（3）将图线

8、延长与纵轴相交，交点的速度是,此速度的物理含义是2T0.2Xbd0. 528 02T=0. 2XcE0. 7802T"0.2C点的瞬时速度vC二m/s=2. 64m/sm/s=3. 90m/sD点的瞬时速度VD二解析：（1）若时间较短，平均速度可以代替某一点的瞬时速度，所以B点的瞬时速度vB二0. 276 0/=m/ s=l 38m/ s（2）根据以上数据作出小车的V t图象，如图2 1 一4所不.（3）将图线延长与纵轴相交，交点的速度约为v=0. 2m/s.此速度的物理含义是：表示0时刻小车经过A点时的速度.答案：见解析点评：描点法是作图的一种最基本的方法，最重要的有三点： 准确性

9、（标度要合适）. 要用平滑曲线连接，且让尽可能多的点分布在线上，不在线上的点要大致均匀地分布 在两侧，离线较远的点可删去. 要使图彖分布在坐标纸中央.拓展练习3-1：图2-1-5是某一做直线运动的小车（后连纸带）通过打点计时器时 打岀的一段纸带图中的0、1、2、3、4、5、6为按时间顺序选取的7个计数点，每相邻两 个点中间都有4个点未画出用刻度尺量出1、2、3、4、5、6点到0点的距离分别是8. 78cm, 16. 08cm, 21.87cm, 26. 16cm, 28. 84cm, 30. 07cm.请做出其 v- t 图彖，并分析小车的运 动特点.自我反馈自主学习1 滑轮另一端限位孔钩码靠

10、近打点计时器启动计时器关闭电源2. 最清晰计时起点0. Is3. V t例题评析拓展练习1一低压交流电源和刻度尺拓展练习2-1： B拓展练习3-1：略演练广场A. 时间间隔B.位移C.加速度D.平均速度因可齬是（）Ig在“测量匀变速直线运动的加速度”实验中，对于减小实验误差来说，下列方法中有益 的是fflp纸带拉得太快选取记数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位逼使小车运动的加速度尽量小些fe舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算11-'*I4下列关于计数点的说法中，正确的是（）.用计数点进行测量计算，既方便又可减小误差tipJOffi在实验中，

11、下列关于计数点间时间间隔的说法中，正确的是（）隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0. 10s隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0. 08s隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0. 08s 爪点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0. 10s打点:清晰的纸带，在选择计数点时，我们采用的正确方法是（） 蠢掉开头过于密集的点，找-个适当的点当作计时起点簾两个相邻计数点的时间间隔只能取0. 1SS均羁第一量点到第六个点之间的距离为18cm,则（）a小车运动的平均速度为0. 03m/sB.小车运动的平均速度为1. 5m/sffl小车运动的平均速度为1. 8m/sD.小车运动的

12、平均速度为180m/s 1”中，换上纸带，重复操作三次，选择了一条包括直线）”这犖的越应别条直线可以描述小车运斜1画曲线时要让尽量多的点在该曲线上i要照顾所有的点，让它们都在曲线上1离曲线太远的点可以舍去，可以选0.02s、0. 04s.、nXO. 02 个占I ?、I晰的点，测得从1专业资料整理IA. 小车运动的速度是在增加的，而且是均匀增加的B. 小车在上坡，速度越来越小C. 小车运动的初速度不为零D. 小车的速度是在均匀减少的能力提升10用打点计时器研究物体在空中竖直下落的运动，得到如图2-1-7所示的一段纸带, 测得AB二765cni, BC=9. 17cm.已知交流电频率是50Hz,

13、则打B点时物体的瞬时速度为m/s.£ S图 2-1-711在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，某同学改变钩码个数，得到两条点迹 清晰的纸带，描点画岀的v-t图象如图2-1-8所示试根据图象描述小车运动速度随时间 变化的规律.B图2-1-812. 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图2- 1-9给岀了从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：Xi=l. 40cm, x2=l. 90cm, x3=2. 38cm, x4=2. 88cm, x5=3. 39cm； x6=3. 87cm,那么：fo 123455 I2

14、冲竿二;二XT i图2-1-9cm/s,(1) 在计时器打出点1, 2, 3, 4, 5时，小车的速度分别为：VFv2二cm/s, v3二cm/s, v4二cm/s, v5二cm/s.(2) 在平而直角坐标系中作出速度一时间图彖.(3) 分析小车运动速度随时间变化的规律.13. 在用打点计时器测定做匀变速直线运动物体的加速度时，一定要每5个点取一个记 数点吗？14. 在利用打点计时器探究小车速度随时间变化规律时通常是测量两计数点间隔的距 离，用V二AX ,计算各计数点的速度，然后再用描述法求其运动规律.At下而是某同学的另一种做法，你认为有道理吗？并谈一下你的观点.某同学在打岀的纸带上每5点取

15、一个计数点，共取了7个计数点，用以下方法绘制小车的V- t图象先把纸带每隔0. 1S的剪断，得到6个短纸条再把这些纸条并排贴在一张纸上, 使这些纸条下端对齐，作为时间坐标轴，标出时间后将纸条上端中心连接起来，于是得到 V t图象，如图2 110所示.拓展阅读模拟打点计时器如图2-1-11所示，两位同学进行跑步比赛时，为了了解自己的加速情况，他们分别 拿着底部穿孔、滴水比较均匀的饮料瓶一起跑，然后通过地上的水印分析他们的速度变化情 况请你和同学们一起试一试，并说一说其中的道理.演练广场1. AB2. BC3. ACD4. ABD5. A6. AD7. C8. ABD9. AC10.解析：利用较短

16、时间内的平均速度等于某一点的瞬时速度可求岀B点的瞬时速度7165也 17)1q + v=m/s=2. lOm/s.x2T20. 04答案：2. 10n解析：由图象可知，A的速度随时间均匀增加，初速度为零；B的速度随时间也均匀 增加，但初速度为,显然B是在小车运动后才开始打点计时的.答案：见解析12. mjjp （1）两相郛的计数点之间的时间间隔为T二0.02X5S二0.1S,各点的速度分别为: X =VF 12Xv2二 232tX XV3二 34cni/s=16 50cm/s20. 1=_2?X212. 3乂 2.882 +0. 1cm/s=21. 40cm/scm/s二26. 30cm/sX X 2. 8& 3. 39VF 45亠=2flX X 3.3/ 3.87v5二 562Tcm/s=31 35cm/scm/s=36. 30cm/s<2 0. 1（2）利用描点法作出v-t图象，如图所示.Wfcin*s*7（3）小车运动的v-t图象是一条倾斜向上的直线，说明速度随时间均匀增加，它们成 “线性关系”.答案：见解析13解析：不一定在测量时取记数点的根本目的是减少长度测量的相对误差，究竟如何 取记数点，要根据打出的纸带上的点子之间的间隔以及清晰点子的总数来确定，在教材所规 定的实验中，对小车的加速度没有加以限定，可以任意选择