2.1实验-探究小车速度随时间变化的规律讲解

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思考如何研究一个物体运动规律？（知道物体在不同时刻的速度）如何知道物体在不同时刻的速度？用什么仪器可以测得？（打点计时器）2、掌握判断物体是否做匀变速运动的方法。3.测定匀变速直线运动的加速度。实验目的1、用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车速度随时间的变化规律。实验器材电源，刻度尺钩码小车细绳纸带打点计时器一端附有定滑轮的长木板实验步骤⑴把附有滑轮的长木板放在实验桌上；将细绳绕过滑轮并使滑轮伸出桌面；把打点计时器固定，连接好电路。⑵将纸带穿过打点计时器，连在小车后面。在小车的另一端通过细绳挂上钩码。⑶先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条纸带后立即关闭电源。⑷更换纸带，重复做三次。注意事项1.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器2.先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车，当小车停止运动时及时断开电源3.实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们被碰坏或跌坏。所以，当小车到达滑轮前及时用手按住它。4.小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免加速度过大而使纸带上打的点太少，或加速度太小使各段位移无法区别，从而使误差增大处理的纸带舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始,若纸带上点与点之间的距离较小，每五个计时点取一个计数点,依次标号为0，1，2，3，4，5（间隔不再是0.02s）（但要看具体情况灵活选定）；0.10s0.10s过于密集/不清晰的点问题1：怎样分析和选取纸带上的点？处理的纸带例：求3这个计数点的速度：△x4-△x2v3=v24=———=—————2△t△x242△t△t为多少?△x1△x2△x3△x4△x5问题2：如何计算出所取点的瞬时速度？(1)用求平均速度的方法来代替，如何代替？[选择包括该点在内的一段位移（该点最好处在中间时刻位置）Δx，找出对应的时间Δt，用Δx／Δt作为该点的瞬时速度]；(2)对于选取的两个端点的速度暂时不计算（误差较大）(3)测量各个计数点之间的距离应考虑估位、单位。数据处理:列表法小车的瞬时速度随时间增大而增大。思考:小车的具体运动规律是什么?--0.2010.2800.4320.3550.512同理，可求出另外两条纸带的情况t/sv/(m/s)描绘小车的vIt图各点的分布大致都落在一条直线上，因此，我们可以推断：如果没有实验误差的理想情况下，所描出的各点应全部落到这条直线上。画直线时，让尽可能多的点处在这条直线上，其余均匀分布，去掉偏差太大的点.通过图像可以判断小车做匀加速直线运动哪一种方法更好？如何利用vIt图求加速度①取任意两组数据求出Δv和Δt，然后代入求解。②在v—t图象上取一段时间Δt（尽量取大一些），找出Δt对应的Δv，代入求解。（画图时让不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小误差的一种手段，也就是说应该用图象上的点，而不是用实验所得到的数据）△va=——△t△va=——△t0.10.20.30.40.50.6t/so0.100.200.300.40v/(m/s)×××××与纵轴的交点是什么意思？如何求加速度？△t=0.4s△V=？2/5.04.0/2.0smssmatV0.2m/s实验结论：小车的速度随时间的增加而均匀增加所以小车做匀加速直线运动［例2］在研究匀变速直线运动的实验中，某同学操作以下实验步骤，其中错误或遗漏的步骤有（遗漏步骤可编上序号G、H……）A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，再接通电源B．将打点计时器固定在平板上，并接好电路C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码D．取下纸带E．将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀速运动F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序。解析：（1）问A中应先通电，再放纸带。（2）D中取下纸带前应先断开电源。（3）补充步骤G：换上新纸带，重复三次。步骤顺序为：BFCADG实例探究：在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点瞬时速度如下计数点序号123456计数点对应的时刻（s）0.100.200.300.400.500.60通过计数点的速度（m／s）0.440.620.811.001.101.68为了计算加速度，合理的方法是（）A．根据任意两计数点的速度用公式算出加速度B．根据实验数据画出v－t图，量出其倾角，由倾角的正切值求出加速度C．根据实验数据画出v－t图，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间，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问题与练习：1、质量都是m的物体在水平面上运动，则在下图所示的运动图像中表明物体做匀速直线运动的图像的是()ACx问题与练习：2、一枚自制的小火箭由地面竖直向上发射时的V-t图像如图所示，则火箭上升到最高点的位置对应图中的()A．O点B．A点C.B点D．C点D问题与练习：3、甲、乙两车从平直公路上的同一处向同一方向运动，其速度图像如图所示，则()A、开始阶段甲车在乙车的前面，20s后乙车比甲车的速度大B、开始阶段乙车在甲车的前面，20s后乙车比甲车的速度大C、20s末乙车追上甲车D、在某一时刻乙车会追上甲车问题与练习：3、有一物体做直线运动，其速度图线如图所示．那么，物体的加速度和速度方向相同的时间间隔t为()A、只有0t2sB、只有2st4sC0t2s和5st6sD、0t2s和6st8sC问题与练习：4、某物体运动的V-t图像如图所示，下列说法中正确的是()A、物体在1s末和3s末运动方向发生变化B、物体在2s末回到出发点C、物体在2s末和4s末时速度为零D、物体始终向前运动CD问题与练习：5、汽车运动的V-t图像如下图所示，则汽车在50s末的加速度是______m/s2，在20s末的加速度是______m/s2。00.25问题与练习：6、如图给出了汽车从A点出发到B点做直线运动的V-t图像，根据图像填空．(1)在0～40s内汽车做______运动，加速度是______．(2)在40s～120s内汽车做________运动，加速度是______．(3)在120s～200s内汽车做________运动，加速度是______。(4)由图像得到汽车从A点开始到速度大小为10m/s时所需的时间_________。匀加速直线0.5m/s2匀速直线0匀减速直线-0.25m/s220s,160s