
尋求一種運動的特點和規(guī)律,一般要從某個具體事例開始。那么如果我們要研究小車在重物牽引下的運動,看看小車的速度是怎樣隨時間變化的,我們應(yīng)該怎樣做呢?
我們上一章第三節(jié)已經(jīng)學習了如何測量紙帶的平均速度和瞬時速度,你是否可以簡要的說明一下以下問題:(1)打點計時器在使用的時候應(yīng)該注意哪些問題?(2)如何選擇紙帶上的點?(3)如何測量紙帶上計數(shù)點的瞬時速度?(4)如何做出v-t圖像,v-t圖像都告訴了我們哪些信息?
你認為如何設(shè)計一個實驗來研究小車在重物牽引下速度隨時間的變化規(guī)律?
2.利用打點計時器和紙帶計算瞬時速度:用某段位移的平均速度表示中間點的瞬時速度。
3.用v-t圖像表示小車的運動情況:以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標系,用描點法畫出小車的v-t圖像,進而探究速度與時間的關(guān)系。
1.如圖所示,把附有滑輪的長木板放在實驗桌上,并使滑輪伸出桌面,把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端,連接好電路。
2.把一條細繩拴在小車上,使細繩跨過滑輪,下邊掛上合適的槽碼,放手后,看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行,然后把紙帶穿過打點計時器,并把紙帶的另一端固定在小車后面。
3.把小車停在靠近打點計時器處,先接通電源,后釋放小車,讓小車拖著紙帶運動,打點計時器就在紙帶上打下一系列小點。
4.換上新紙帶,重復(fù)實驗兩次。
5.增減所掛槽碼,按以上步驟再做兩次實驗。
1.怎樣選取合適的便于測量的紙帶?
2.如何選擇紙帶上合適的計數(shù)點?
3.如何計算所選計數(shù)點的瞬時速度?
(1)為了便于測量,一般舍掉開頭一些過于密集的點跡,找一個適當?shù)狞c作計時起點。
(2)每5個點(相隔0.1 s)取1個計數(shù)點進行測量(如圖所示,相鄰兩點中間還有4個點未畫出)。
(3)數(shù)據(jù)采集:量出各個計數(shù)點到計時零點的距離d1、d2、d3…
2.不同計數(shù)點的瞬時速度計算
(1)計算方法:利用第一章第3節(jié)所學方法得出各個計數(shù)點的瞬時速度,即:
(1)根據(jù)你的實驗表格中的數(shù)據(jù),說一說小車速度隨時間變化有什么規(guī)律?
(2)根據(jù)你的實驗表格中的數(shù)據(jù),你能不能求一下某段時間內(nèi)的加速度?
(3)你求得的不同時間段的加速度是多大呢?這個結(jié)果說明速度的變化是怎樣的?
(4)如果不計算加速度,用什么方法可以形象地看出小車速度隨時間變化的規(guī)律呢?
1.直觀的方法:畫出小車的v-t圖像
(1)根據(jù)所得數(shù)據(jù),選擇合適的標度建系(圖象盡量分布在坐標系平面的大部分面積)(2)根據(jù)所得數(shù)據(jù)確定點的位置,觀察和思考點的分布規(guī)律。(3)“擬合”圖象:從點的分布可以有很大把握地說這些點應(yīng)該在一條直線上,畫出一條直線,讓盡可能多的點處在這條直線上,其余均勻分布,去掉偏差太大的點
2.用計算機繪制v-t圖像
(1)t=0時刻的速度等于零嗎?為什么?
(2)為什么畫出的是一條直線?直線的斜率可以表示什么物理量?
(3)若某個點明顯偏離直線,可能是什么原因及怎樣處理?
(4)從圖上可以看出小車的速度隨時間怎樣變化?
1.固定打點計時器時應(yīng)讓限位孔處在長木板的中央位置。2.滑輪不能過高,細繩應(yīng)與木板平行.3.小車應(yīng)由緊靠打點計時器處開始釋放,在撞擊長木板末端前應(yīng)讓小車停止運動,防止小車從板上掉下來。4.先接通電源,后讓紙帶運動。5.打點結(jié)束后立即關(guān)閉電源。
安裝器材,先開打點計時器后放小車,規(guī)范操作測量
規(guī)范數(shù)據(jù)記錄,正確處理數(shù)據(jù),圖像分析結(jié)果。
利用打點計時器和紙帶計算瞬時速度
通過繪制v-t圖像,研究小車的運動
1.在探究小車速度隨時間變化規(guī)律的實驗中,下列說法中正確的是(?。〢.必須選擇點跡清晰的紙帶,而且應(yīng)以打點計時器打的第一個點做為第一計數(shù)點B.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v-t圖像,量出其傾角,由公式a=tanα求出加速度C.應(yīng)先接通電源,待打點計時器開始打點后再釋放小車D.作v-t圖時,所描曲線必須經(jīng)過每一個點
2.如圖所示為在“研究勻變速直線運動”實驗中獲得的一條紙帶,相鄰計數(shù)點間的距離分別為x1、x2和x3,時間間隔均為T,則打點計時器打下點2時物體速度大小的表達式為( ?。〢.B.C.D.
3.如圖(甲)、(乙)兩個圖象為甲、乙兩位同學從實驗中得到數(shù)據(jù)后畫出的小車運動的v-t圖象。同學們看了兩人的實驗報告后,有四個看法:①甲的實驗誤差比乙的實驗誤差?、诩椎膶嶒炚`差比乙的實驗誤差大③甲在實驗中處理紙帶時沒有舍掉開頭一些密集的點跡④乙在實驗中處理紙帶時沒有舍掉開頭一些密集的點跡上述說法中,正確的說法是( ?。〢.①③B.②④C.②③D.①④
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