探究小车速度随时间变化的规律

§2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律
设计人:李文生 周孔贤 审核人:张德升 时间:2009.9.16
【关注课标】
1．会正确使用打点计时器打出的匀变速直线运动的纸带。
2．会用描点法作出 v-t 图象。
3．能从 v-t 图象分析出匀变速直线运动的速度随时间的变化规律。
4．培养学生的探索发现精神。
【自主学习】
一．实验目的 探究小车速度随 变化的规律。
二．实验原理 利用 打出的纸带上记录的数据，以寻找小车速度随时间变化的规律。
三．实验器材 打点计时器、低压 电源、纸带、带滑轮的长木板、小车、 、细线、复写纸片、 。
四．实验步骤
1．如课本34页图所示，把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。
2．把一条细线拴在小车上，使细线跨过滑轮，下边挂上合适的 。把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。
3．把小车停在靠近打点计时器处，接通 后，放开 ，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一行小点，随后立即关闭电源。换上新纸带，重复实验三次。
4．从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头比较密集的点迹，在后边便于测量的地方找一个点做计时起点。为了测量方便和减少误差，通常不用每打一次点的时间作为时间的单位，而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是T=0.02 s ×5=0.1 s 。在选好的计时起点下面表明A，在第6点下面表明B，在第11点下面表明C……，点A、B、C……叫做计数点，两个相邻计数点间的距离分别是x1、x2、x3……
5．利用第一章方法得出各计数点的瞬时速度填入下表：
位置 A B C D E F G
时间（s） 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
v(m/s)
6．以速度v为 轴，时间t为 轴建立直角坐标系，根据表中的数据，在直角坐标系中描点。
7．通过观察思考，找出这些点的分布规律。
五．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，计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源。
3． 要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它。
4． 牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上的点太少，或者加速度太小而使各段位移无多大差别，从而使误差增大。加速度的大小以能在60cm长的纸带上清楚地取得六七个计数点为宜。
5．要区别计时器打出的点和人为选取的计数点。一般在纸带上每5个点取一个计数点，间隔为0.1 s 。
【内容精讲】
1． 在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，按照实验进行的先后顺序，将下述步
骤地代号填在横线上 。
A．把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面
B．把打点计时器固定在木板的没有滑轮的一端，并连好电路
C．换上新的纸带，再重做两次
D．把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面
E．使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动
F．把一条细线拴在小车上，细线跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码
G．断开电源，取出纸带
2．在下列给出的器材中，选出“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中所需的器材并填在横线上（填序号）。
①打点计时器 ②天平 ③低压交流电源 ④低压直流电源 ⑤细线和纸带 ⑥钩码和小车 ⑦秒表 ⑧一端有滑轮的长木板 ⑨刻度尺
选出的器材是
3．某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如表格中所示：
计数点序号 1 2 3 4 5 6
计数点对应时刻（s） 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
通过计数点的速度（m/s） 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 138.0
请作出小车的v-t图象，并分析运动特点。
4．两做直线运动的质点A、B的 v- t图象如图所示，试分析它们的运动情况。
【典型例题】
5．一个人沿平直的街道匀速步行到邮局去发信，又以原速率步行返回原处，设出发时的方向为正，在下列四个图中近似描述他的运动的是（ ）
6．甲、乙两物体在同一直线上运动，它们的 v-t 图象如图，可知（ ）
A．在t1时刻，甲和乙的速度相同
B．在t1时刻，甲和乙的速度大小相等，方向相反
C．在t2时刻，甲和乙的速度方向相同，加速度方
向也相同
D．在t2时刻，甲和乙的速度相同，加速度也相同
课后巩固案
1．本实验中，关于计数点间时间间隔的下列说法中正确的有 ( )
A．每隔四个点取一个计数点，则计数点问的时间间隔为0．10秒；
B．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔是O．08秒：
C．每隔五个点取一个计数点，则计数点问的时间间隔为0．08秒；
D．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0．10秒：
E．每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0．08秒。
2．接通电源与让纸带(随物体)开始运动，这两个操作的时间关系应当是： ( )
A．先接通电源，后释放纸带： B．先释放纸带，后接通电源；
C．释放纸带的同时接通电源； D．先接通电源或先释放纸带都可以。
3．打点计时器振针打点的周期，决定于： ( )
A．交流电压的高低； B．交流电的频率；
C．永久磁铁的磁性强弱； D．振针与复写纸的距离。
4．采取下列哪些措施，有利于减少纸带受到摩擦而产生的误差 ( )
A．改用直流6伏电源； B．电源电压越低越好；
C．用平整的纸带，不用皱折的纸带；D．纸带理顺摊平，不让它卷曲、歪斜。
5．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图给出了从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点。测得：s1=1.40 cm，s2=1.90 cm，s3=2.38 cm， s4= 2.88 cm，s5=3.39 cm，s6=3.87 cm。那么：
（1）在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：v1= cm/s ，v2= cm/s ，v3= cm/s ，v4= cm/s ，v5= cm/s 。
（2）在平面直角坐标系中作出速度—时间图象。
（3）分析小车运动速度随时间变化的规律。
【名师小结 感悟反思】
在纸带上选取合适的测量点作为计时起点，在选好计数点后利用平均速度近似为该点瞬时速度的方法，得出各计数点的瞬时速度，描点连线作图建立速度—时间图象可直观地描绘出质点的运动情况。
§2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律
1．DBFAEGC 2．①③⑤⑥⑧⑨
3．解析：用描点法做出v-t图象如下图所示。
4．解：对A而言，0-t1时间内速度随时间均匀增加，达到v1后做匀速直线运动。
5．B 6．A
7．（1）16.50 21.40 26.30 31.35 36.30 （2）如图示 （3）v随t均匀增加
详解：（1）显然，两个相邻计数点之间的时间间隔为T=0.02×5s=0.1s。各点对应的速
度分别为：，v2、v3、v4、v5同理可得。（2）利用描点法作出v-t图象。
v
v1
v2
0
t2
t1
t
B
A
第 4 题图
A
t
v
0
B
t
v
0
C
t
v
0
D
第 5 题图
t
v
0
第 6 题图
甲
t1
t
0
t2
乙
v
s6
s5
s4
s3
s2
s1
第 7 题图
0
1
2
3
4
5
6
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