第二章 1 实验：探究小车速度随时间变化的规律

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

一、实验探究

1．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、导线、电源．2．实验步骤时间打点计时器纸带

(1)把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳绕过滑轮，下面挂上适当的钩码．为了研究小车的速度随_____变化的规律，需要把___________固定在长木板上，把_____穿过打点计时器，连在______的后面；小车

(2)把小车停在_____打点计时器的位置，启动打点计时器，然后放开小车，让它拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一行小点，然后关闭电源，取下纸带；靠近清晰

(3)换上新纸带，重复操作两次； (4)在三条纸带中选择一条最_____的，为了便于测量，舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点当做计时起点； (5)选择相隔0.1s的若干计数点进行测量，把数据填入设计好的表格； (6)增减所挂钩码数，再做两次实验．

二、作出v－t图象

1．作法：以速度v为纵轴，时间t为横轴，建立直角坐标系，根据表中数据描点，将这些点连成一条直线． 2．注意：(1)连线时应使尽量多的点落在直线上，不在直线上的点要尽量对称分布在直线两侧．误差较大的点可舍去． (2)小车的运动情况：如果图象是一条倾斜的直线，则表示物体做_________直线运动．匀加速要点纸带的分析与计算

1．求瞬时速度

2．用“逐差法”求加速度 (1)若实验数据够用，一般选取7个计数点，测量并计算出6个间距(如图2－1－1所示)． 图2－1－13．实验的注意事项(1)选取点迹最清晰的纸带，舍去开头一些过于密集的点，找一个适当的点做计时起点．

(2)处理数据时要区分打点计时器打的点与人为选取的计数点，也要区分打点计时器打点的周期与人为选取的两个计数点间的时间间隔．打点计时器打点周期为0.02s(电源频率为50Hz)，从P点开始每隔4个点再取一个计数点，则相邻两个计数点间的时间间隔为0.1s.实验数据分析与计算

【例1】某课外兴趣小组在探究小车的速度随时间变化规律的实验中，得到如图2－1－2所示的实验纸带，实验中打点计时器交流电的频率为50Hz，纸带前面的几个点较模糊，因此从A点开始每打五个点取一个计数点，其中B、C、D、E点的对应速度vB＝____m/s,vC＝____m/s,vD＝____m/s,vE＝____m/s，由此推得F点的速度vF＝____m/s.小车从B运动到C的加速度a1＝________m/s2，从C运动到D的加速度a2＝________m/s2，从D运动到E的加速度a3＝________m/s2.图2－1－2

[解析]当时间间隔较短时，这段时间内某时刻的瞬时速度可以认为是这段时间内的平均速度，即B点的瞬时速度为A、C两点间的平均速度，其余类推．由题意可知，每两个计数点之间的时间间隔为T＝0.02×5s＝0.1s.B点的速度为A、C两点间的平均速度：[答案]见解析1．(2011年湛江二中期末)在“探究小车速度随时间变化的规律的实验”中：交流2200.023

(1)电火花打点计时器是一种利用____电源的计时仪器，它的工作电压为_____V.当电源频率为50Hz时，它每隔____s打一次点．

图2－1－30.210.33作小车运动的v－t

图象

[解析]因为每

5个点取一个计数点，所以相邻计数点间的时间间隔T＝0.10s.

(2)从0点开始计时，图象如图2－1－5所示，取A、B两点计算加速度．

图2－1－5[答案]见解析

2．在研究匀变速直线运动的实验中，如图2－1－6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，相邻记数点间的时间间隔T＝0.1s.图2－1－6图2－1－7(1)根据________________________计算各点瞬时速度，且vD＝_______m/s，vC＝_______m/s，vB＝_______m/s. (2)在如图2－1－7所示坐标中做出小车的v－t图线，并根据图线求出a＝________.(设A为0时刻)(3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度是________，此速度的物理意义