實(shí)驗(yàn)(2):探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律,一、實(shí)驗(yàn)原理圖二、基本實(shí)驗(yàn)要求1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?(1)探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。(2)測(cè)出小車(chē)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度。2.實(shí)驗(yàn)原理:利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的一系列的點(diǎn),以探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。3.實(shí)驗(yàn)器材:電火花計(jì)時(shí)器(或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、小車(chē)、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、學(xué)生電源、復(fù)寫(xiě)紙等。,4.實(shí)驗(yàn)步驟:(1)按照實(shí)驗(yàn)原理圖裝置實(shí)驗(yàn),把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端,接好電源。(2)把一細(xì)繩系在小車(chē)上,細(xì)繩繞過(guò)滑輪,下端掛合適的鉤碼,紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,固定在小車(chē)后面。(3)把小車(chē)?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器處,接通電源,放開(kāi)小車(chē)。小車(chē)在拖著紙帶運(yùn)動(dòng)的同時(shí),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn),斷開(kāi)電源,更換新紙帶,重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。(4)選擇一條比較理想的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析。,5.數(shù)據(jù)處理:(1)舍掉紙帶開(kāi)始比較密集的點(diǎn)跡,從便于測(cè)量的地方取一個(gè)開(kāi)始點(diǎn)O,然后每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)(如果點(diǎn)跡間隔比較小的話(huà)),標(biāo)上1、2、3測(cè)出位移x1、x2、x3(如圖)。(2)計(jì)算相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移差x1=x2-x1、x2=x3-x2、x3=x4-x3如果它們?cè)谠试S的誤差范圍內(nèi)相等,則可以判定被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)。,(4)物體在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)不同時(shí)刻的速度分別為v1、v2、v3、v4若v2-v1=v3-v2=v4-v3=則說(shuō)明物體在相等時(shí)間內(nèi)速度的增量相等,說(shuō)明物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng),即a=。(5)利用v-t圖象求a:求出1、2、3、4、5、6各點(diǎn)的即時(shí)速度,畫(huà)出v-t圖線(如圖),圖線的斜率就是加速度a。,6.注意事項(xiàng):(1)紙帶、細(xì)繩要和木板平行。(2)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源(交流電源的電壓及頻率要符合要求),后讓小車(chē)運(yùn)動(dòng);實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開(kāi)電源。后取紙帶。(3)在到達(dá)長(zhǎng)木板末端前應(yīng)讓小車(chē)停止運(yùn)動(dòng),防止鉤碼落地和小車(chē)與滑輪相撞。(4)不要分段測(cè)量各段位移,應(yīng)盡可能地一次測(cè)量完畢(即先統(tǒng)一量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起點(diǎn)O之間的距離)。讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到毫米的下一位。,考點(diǎn)1,考點(diǎn)2,實(shí)驗(yàn)儀器與操作典例3利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律,所需的儀器與操作正確的是()A.學(xué)生電源、導(dǎo)線、電火花計(jì)時(shí)器、小車(chē)、鉤碼、一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板、帶小鉤的細(xì)線、紙帶、刻度尺、坐標(biāo)紙B.導(dǎo)線、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、小車(chē)、鉤碼、一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板、帶小鉤的細(xì)線、紙帶、刻度尺、坐標(biāo)紙C.實(shí)驗(yàn)前需要平衡小車(chē)受到的阻力;長(zhǎng)木板也不能一端高、一端低D.應(yīng)選用各處平整程度、光滑程度相同的長(zhǎng)木板做實(shí)驗(yàn),答案,解析,考點(diǎn)1,考點(diǎn)2,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理典例4在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí),某同學(xué)得到一條用電火花計(jì)時(shí)器打下的紙帶如圖所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)圖中沒(méi)有畫(huà)出,電火花計(jì)時(shí)器接220V、50Hz交流電源。,(1)設(shè)電火花計(jì)時(shí)器的周期為T(mén),計(jì)算F點(diǎn)的瞬時(shí)速度vF的公式為vF=;,考點(diǎn)1,考點(diǎn)2,(2)他經(jīng)過(guò)測(cè)量并計(jì)算得到電火花計(jì)時(shí)器在打B、C、D、E、F各點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度如下表。以A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻為t=0,試在下圖所示坐標(biāo)系中合理地選擇標(biāo)度,作出v-t圖象,并利用該圖象求出物體的加速度a=m/s2;,考點(diǎn)1,考點(diǎn)2,(3)如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的電壓變成210V,而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道,那么加速度的測(cè)量值與實(shí)際值相比(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。,解析:(1)利用“中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度”求F點(diǎn)的速度,可得vF=;,考點(diǎn)1,考點(diǎn)2,(2)用描點(diǎn)法作出v-t圖象如圖所示,考點(diǎn)1,考點(diǎn)2,畫(huà)v-t圖象時(shí),當(dāng)用平滑的直線擬合各點(diǎn)時(shí),不在直線上的各點(diǎn)盡可能分布在直線兩旁,以減小測(cè)量的偶然誤差。,(3)電網(wǎng)中交變電流的電壓變化,并不改變電火花計(jì)時(shí)器的周期,故測(cè)量值與實(shí)際值相比不變。,