1、,第二章,勻變速直線運(yùn)動(dòng)的 研究,學(xué)案1實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律,目標(biāo)定位,1.進(jìn)一步練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器. 2.會(huì)利用平均速度求瞬時(shí)速度. 3.會(huì)利用vt圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，據(jù)此判斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)并求加速度,知識(shí)探究,自我檢測(cè),一、實(shí)驗(yàn)器材,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、 、紙帶、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、小車、細(xì)繩、鉤碼、 、坐標(biāo)紙,知識(shí)探究,交流電源,刻度尺,二、實(shí)驗(yàn)原理 1.紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度一般用一小段時(shí)間內(nèi)的 代替 2.用描點(diǎn)法畫出小車的vt圖象，圖線的 表示加速度，如果vt圖象是一條傾斜的直線，說明小車的速度是均勻變化的,平均速度,斜率,三、實(shí)驗(yàn)步驟 1.如圖1所示，把一端附有滑輪的長(zhǎng)木板平放

2、在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板沒有滑輪的一端，連接好電路.,圖1,2.把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下面掛上適當(dāng)?shù)你^碼，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的另一端固定在小車的后面. 3.把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置，先 ，后 ，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一串小點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源.換上新紙帶，重復(fù)操作兩次.,接通電源,釋放小車,四、數(shù)據(jù)處理 1.挑選紙帶并測(cè)量 在三條紙帶中選擇一條點(diǎn)跡最清晰的.為了便于測(cè)量，舍掉開頭一些過于密集的點(diǎn)跡，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)(0點(diǎn))，每5個(gè)點(diǎn)(相隔0.1 s)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，如圖2所示.(相鄰兩點(diǎn)間還有4

3、個(gè)點(diǎn)未畫出),圖2,(2)設(shè)計(jì)表格并記錄相關(guān)數(shù)據(jù),3.作出小車運(yùn)動(dòng)的vt圖象 (1)定標(biāo)度：坐標(biāo)軸的標(biāo)度選取要合理，應(yīng)使圖象大致布滿坐標(biāo)紙. (2)描點(diǎn)：在坐標(biāo)紙上描出各個(gè)點(diǎn)的位置. (3)連線：用一條平滑的曲線或直線“擬合”這些點(diǎn). 4.分析圖象得規(guī)律 如果畫出的vt圖象是一條傾斜的直線，說明小車做速度均勻變化的直線運(yùn)動(dòng).根據(jù)a 求出上車的加速度.,五、注意事項(xiàng) 1.開始釋放小車時(shí)，應(yīng)使小車靠近 . 2.先 ，等打點(diǎn)穩(wěn)定后，再 . 3.打點(diǎn)完畢，立即斷開電源. 4.選取一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，舍棄開頭點(diǎn)跡密集部分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)(注意計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)時(shí)點(diǎn)的區(qū)別)，弄清楚所選的時(shí)間間隔T等于多少.一般在

4、紙帶上每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，即時(shí)間間隔為T0.025 s s.,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,接通電源,釋放小車,0.1,5.在坐標(biāo)紙上畫vt圖象時(shí)，注意坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度的選取，應(yīng)使圖象盡量布滿坐標(biāo)紙. 6.利用描出的點(diǎn)作vt圖象時(shí)，不要將相鄰的點(diǎn)依次相連成折線，而應(yīng)使 在直線(或曲線)上，不在線上的點(diǎn) ，個(gè)別離線較遠(yuǎn)的點(diǎn) .,大多數(shù)點(diǎn),均勻分布在直線(或曲線)兩側(cè),舍去,典例精析,例1在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作步驟如下，試找出其中的錯(cuò)誤和遺漏的步驟(遺漏步驟可編上序號(hào)G). A.拉住紙帶，將小車移到靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端后，放開紙帶，再接通電源 B.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板無滑輪

5、一端，并接好電路,C.把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下面吊著適當(dāng)?shù)你^碼 D.取下紙帶，再斷開電源 E.將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔 F.從所打的紙帶中選取理想的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析,錯(cuò)誤和遺漏： _； _； G._； 正確的步驟順序?yàn)開.,A中應(yīng)先接通電源，再放開紙帶,D中應(yīng)先斷開電源，再取下紙帶,換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次,BECADGF,例2在用電火花計(jì)時(shí)器“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，圖3甲是一次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出.(電源頻率為50 Hz),圖3,(1)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)有關(guān)公式可求得vB1.

6、38 m/s，vC_ m/s，vD3.90 m/s.(保留三位有效數(shù)字),解析打C點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的速度為,2.64,(2)利用求得的數(shù)值在圖乙所示坐標(biāo)紙上作出小車的vt圖象(從打A點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)).利用紙帶上的數(shù)據(jù)求出小車運(yùn)動(dòng)的加速度a_ m/s2.(保留三位有效數(shù)字) 解析用描點(diǎn)法作出小車的vt圖象如圖所示.,由圖知小車運(yùn)動(dòng)的加速度,答案12.6,(3)將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交，交點(diǎn)的縱坐標(biāo)是0.12 m/s，此交點(diǎn)的物理意義是：_ _.,解析此交點(diǎn)表示A點(diǎn)開始計(jì)時(shí)時(shí)，小車的速度為0.12 m/s.,從A點(diǎn)開始計(jì)時(shí)時(shí)，小車的速度為,0.12 m/s,1.如圖4所示是用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定勻加速直 線運(yùn)動(dòng)的

7、加速度時(shí)得到的一條紙帶，測(cè)量出AB1.2 cm，AC3.6 cm，AD7.2 cm，計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D中，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)未畫出，以下說法正確的是(),1,2,自我檢測(cè),圖4,A.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是只能記錄時(shí)間而不能記錄位移的儀器 B.若電源頻率f50 Hz，則每相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí) 間間隔為0.1 s C.打B點(diǎn)時(shí)紙帶的速度vB0.20 m/s D.本實(shí)驗(yàn)也可以采用電火花計(jì)時(shí)器,1,2,解析電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器既可以記錄時(shí)間，又可以記錄位移，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；,電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為0.02 s，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)未畫出，即兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1 s，選項(xiàng)B正確；,1,

8、2,電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器都可以用，選項(xiàng)D正確. 答案BD,1,2,2.在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在50 Hz的低壓交流電源上.某同學(xué)在打出的紙帶上每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，共取了A、B、C、D、E、F六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)(每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的四個(gè)點(diǎn)未畫出)，如圖5所示.從每一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)處將紙帶剪開分成五段(分別為a、b、c、d、e段)，將這五段紙帶由短到長(zhǎng)緊靠但不重疊地粘在xOy坐標(biāo)系中，如圖6所示.,1,2,圖5,圖6,1,2,(1)請(qǐng)你在xOy坐標(biāo)系中用最簡(jiǎn)潔的方法作出能表示vt關(guān)系的圖線(在圖6中作答)，并指出哪個(gè)軸相當(dāng)于v軸？ _.,解析以紙帶寬度為時(shí)間單位0.1 s.x軸相當(dāng)于t 軸，y軸相當(dāng)于v軸，每段紙帶上端中點(diǎn)的縱坐 標(biāo)相當(dāng)于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度.把紙帶 上端中點(diǎn)連起來就得到vt圖線.,vt圖線見解析圖y軸相當(dāng)于v軸,1,2,(2)從第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，為了求出0.15 s時(shí)刻的瞬時(shí)速度，需要測(cè)出哪一段紙帶的長(zhǎng)度？