2.1實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律☆學(xué)習(xí)目標:1、鞏固打點計時器的使用、紙帶數(shù)據(jù)的處理和測量瞬時速度的方法。（重點）2、會從實驗探究中獲得數(shù)據(jù)，并能夠運用圖像處理實驗數(shù)據(jù)。（重、難點）3、知道小車在重物牽引下運動速度隨時間的變化規(guī)律。（重點）☆學(xué)點詳列知識點1：實驗過程【實驗?zāi)康摹浚红柟檀螯c計時器的使用。學(xué)會用平均速度計算瞬時速度。會利用v-t圖像處理實驗數(shù)據(jù)，并以此判斷物體運動的性質(zhì)。會根據(jù)實驗數(shù)據(jù)求加速度?！緦嶒炘怼坷么螯c計時器打出的紙帶上記錄的信息，通過公式可計算各時刻的瞬時速度。利用描點法作出小車的v-t圖像，根據(jù)圖像判斷小車的運動性質(zhì)。利用v-t圖像判斷小車的加速度。紙帶、米尺【實驗器材】小車、細繩、鉤碼、一端附有定滑輪的長木板、電磁打點計時器、低壓交流電源、導(dǎo)線兩根【實驗步驟】紙帶、米尺1?把一端附有定滑輪的長木板放在桌面上，并使定滑輪的一端，連接好電路，如圖所示L處計訶嘉1i>L小車2?把一條細線栓在小車上，使細線跨過定滑輪，并在下面掛上合適的鉤碼，接通電源，待打點計時器打點穩(wěn)定后再放開小車，讓小車拉著紙帶運動，打完一條紙帶后立即關(guān)閉電源。小車3.換上新紙帶重復(fù)操作兩次。4?在三條紙帶中選擇一條最清晰的，舍掉開頭一些過于密集的點，找一個適當?shù)狞c作為計時起點。選擇相隔0.1s的若干計數(shù)點進行測量，把數(shù)據(jù)填入表格中。計算出各計數(shù)點的瞬時速度，填入表格中。增減所掛鉤碼數(shù)，再做兩次實驗。［引申拓展］注意事項：開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近打點計時器。先接通電源，待打點計時器工作穩(wěn)定后，再放開小車，當小車停止運動時及時斷開電源。安裝打點計時器時，要盡量使紙帶、小車、細繩和定滑輪上邊緣在一條直線上。牽引小車的重物（或鉤碼）的質(zhì)量要適宜，如果質(zhì)量過大，紙帶上打出的計時點太少；如果質(zhì)量過小，點過于密集，不便于測量距離。例1：在測定勻變速直線運動加速度的實驗中，某同學(xué)的操作中有以下實驗步驟：拉住紙帶，將小車移至靠近打點計時器處，先放開紙帶，再接通電源；將打點計時器固定在平板上，并接好電路；把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下面叼著適當重的鉤碼；取下紙帶；將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔。（1）期中錯誤或遺漏的步驟有（遺漏步驟可編上序號F,G,H,……） （2）將以上步驟完善并按合理順序?qū)懺跈M線上： 知識點2：實驗數(shù)據(jù)的處理及誤差分析

表格法（1）紙帶的選取從三條紙帶中選取一條比較理想的紙帶，舍掉開頭一些過于密集的點，在后面便于測量的地方找一個開始點來確定計數(shù)點。為了計算方便，通常選相隔0.1s的若干計算點進行測量。（2）采集數(shù)據(jù)的方法如圖所示，在紙帶上測出計數(shù)點到計數(shù)零點的距離x,x,x,x,x,x,然后再計算出相鄰兩個計數(shù)點的距離。123456Ax二x,Ax二x—x,Ax二x—x,Ax二x—x,Ax二x—x,Ax二x—x。（圖中的d可以用x代替）11221332443554665（3）速度的計算方法各計數(shù)點對應(yīng)的瞬時速度用平均速度來代替，即 「:°； ；__1 ＜丄Ax+Ax Ax+Ax 一vi二一12T2，v2二一^2T一3……（T為兩點計數(shù)點間的時間間隔）將各計數(shù)點對應(yīng)的時刻及瞬時速度填入下面表格中，并分析速度隨時間的變化規(guī)律。計數(shù)點序號12345相鄰兩計數(shù)點間的距離Ax對應(yīng)的計數(shù)點是速度v2.圖像法1）在坐標紙上建立直角坐標系，橫軸表示時間，縱軸表示速度，并根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標系上描述如圖所示。t/s（2） 如圖所示，畫一條直線，讓這條直線通過盡可能多的點，不在直線上的點均勻分布在直線的兩側(cè)，偏離直線較遠的點舍去。t/s（3） 觀察所得的直線，分析物體的速度隨時間的變化規(guī)律。3.誤差分析（1）木板各處的粗糙程度不同，小車所受摩擦力不均勻，會造成誤差。2）用紙帶測量兩計數(shù)點間的間隔時會產(chǎn)生誤差。3）作圖像時不精確會造成誤差。:在本節(jié)“實驗：探究小車速E度隨時間變彳化的規(guī)律”中，算出各計數(shù)點的瞬時速度如下表：計數(shù)點序號123456計數(shù)點對應(yīng)的時刻t/s0.10.20.30.40.50.6小車的瞬時速度v/（n?sT44.062.081.0100.0110.0168.0為了算出小車的加速度，最好的方法是（）AvA、 根據(jù)任意兩個計數(shù)點的速度，用公式a二算出加速度AtB、 依次算出連續(xù)兩個計數(shù)點間的加速度，算出平均值作為小車的加速度C、 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v—t圖像，量出其傾角a,由公式a=tana算出加速度AvD、 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v—t圖像，由圖像上任意兩點所對應(yīng)的速度，用公式a二算出加速度AtAv解題思路：根據(jù)任意兩個計數(shù)點的速度，用公式a二 算出加速度，偶然誤差較大。依次算出連續(xù)兩個計數(shù)點間的At加速度，算出平均作為小車的加速度，實際上只用到了首尾兩個計數(shù)點的速度數(shù)據(jù)，中間各點的速度數(shù)據(jù)在計算中因相互抵消而丟失了，偶然誤差也較大。用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)是減小偶然誤差的最好方法，但不能量角度算正切求加速度，因為縱軸與橫軸的標度不統(tǒng)一。故正確的答案為D解:D練習(xí)2：如圖所示是小車在鞋面上運動時，通過打點計時器所得的一條紙帶O,A,B,C,D,E,F每相鄰的兩點間都有四

個點未畫出），測得各段長度為0A=6.05cm,0B=13.18cm,0C=21.40cm,0D=30.70cm,0E=41.10cm,0F=52.58cm,根據(jù)這些數(shù)據(jù)，求出B.C,D,E等各點的速度，畫出速度一時間圖像（取A點未計時開始點），并求出小車的加速度。（打點計時器電源的頻率為50Hz）寸f實戰(zhàn)演練""1.在探究小車速度隨時間變化規(guī)律的實驗中，如圖2—個點未畫出），測得各段長度為0A=6.05cm,0B=13.18cm,0C=21.40cm,0D=30.70cm,0E=41.10cm,0F=52.58cm,根據(jù)這些數(shù)據(jù)，求出B.C,D,E等各點的速度，畫出速度一時間圖像（取A點未計時開始點），并求出小車的加速度。（打點計時器電源的頻率為50Hz）寸f實戰(zhàn)演練""1.在探究小車速度隨時間變化規(guī)律的實驗中，如圖2—1—1,關(guān)于使用操作，下列說法中錯誤的是（ ）木板不能側(cè)向傾斜，也不能一端高一端低在釋放小車前，小車應(yīng)緊靠在打點計時器上應(yīng)先接通電源，待打點計時器開始打點后再釋放小車要在小車到達定滑輪前使小車停止運動接通電源與釋放紙帶（或物體），這兩個操作時刻的關(guān)系應(yīng)當是（ ）A.先接通電源，后釋放紙帶 B.先釋放紙帶，后接通電源釋放紙帶的同時接通電源 D.先接通電源或先釋放紙帶都可以根據(jù)打點計時器打出的紙帶，我們可以不利用公式就能直接得到的物理量是（ ）A.時間間隔 B.位移 C.加速度D.平均速度A.打點計時器錯接在直流電源上 B.電源電壓不穩(wěn)定C.打點計時器使用的電壓過高 D.振針到復(fù)寫紙片的距離太小5?使用電磁打點計時器時，應(yīng)接 V 電源。紙帶應(yīng)穿過 ，復(fù)寫紙片應(yīng)套在 上，并要放在紙帶的 面。6?如下圖所示是實驗時打點計時器打出的一段紙帶,A、B、C、D、E、F是從所打點中選取的幾個連續(xù)的點，所用交流電源的頻率為50Hz,則根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可得B點的速度為 m/s,C點的速度為 m/s,D點的速度為 m/s,E點的速度為 m/s。你能否根據(jù)以上數(shù)據(jù)，求得A點或F點的速度?ABCDE E?*????|iiii[iiii|iiii|Hii[iiii|iiii|iiii|iiii|iiii|iiii|in7?在探究小車速度隨時間變化規(guī)律的實驗中，得到一條如圖2—1—3所示的紙帶，按時間順序取O、1、2、3、4、5、6都為共7個記數(shù)點。0到6每相鄰兩記數(shù)點間各有四個打印點未畫出，測得相鄰計數(shù)點的距離依次為S]=1.40cm,S2=1.90cm,S3=2.38cm,S.=2.88cm，S5=3.39cm,S6=3.87cm。23456（1）在計時器打出點1、2、3、4、5時，小車的速度分別為：V]= m/s,V2= m/s,V3= m/s,V4= m/s,V5= m/s.⑵在圖2—1—4中作出速度-時間圖像，并由圖像求出小車的加速度a=_0 0.10.20.30.40.5 m/s2.

0 0.10.20.30.40.5圖2—1—3 圖2—1—48?圖2—1—5為接在50Hz低壓交流電源上的打點計時器在紙帶做勻加速直線運動時打出的一列點，圖中所標的是每隔5個點所取的記數(shù)點，但第3個記數(shù)點M沒有畫出，則該物體運動的加速度為 m/s2,BM間的距離約為m。圖2—1—59.利用打點計時器研究一個約1.4m高的商店卷簾窗的運動。將紙帶粘在卷簾底部，紙帶通過打點計時器隨卷簾在豎直面內(nèi)向上運動，打印后的紙帶如圖2—1—6所示，數(shù)據(jù)如表格所示。紙帶中每相鄰兩點之間的時間間隔為0.10s,根據(jù)個間距的長度，可計算出卷簾在各間距內(nèi)的平均速度V平均，可以將V平均近視地作為該間距中間時刻的瞬時速平均 平均度V。（1） 請根據(jù)所提供的紙帶和數(shù)據(jù)，繪出卷簾窗運動的V—t圖線。（2）AK段的平均速度為 m/so圖2—1—62.1實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律例1：(1)①A中應(yīng)先通電，在放紙帶；②D中下紙帶應(yīng)先斷開電源；③補充步驟F：換上新紙帶，重復(fù)操作兩次。(2)BECADF練習(xí)2:解答；解；利用勻變速直線運動的推論2T0.2^=03070-0.B1S=OS7WjcIT2T0.2^=03070-0.B1S=OS7WjcIT0.2為=第=他綽迎f鄧皿0.2E骨氓斗皿棍據(jù)描點法作出圖象，如圖