8-第1节实验探究小车速度随时间变化的规律.doc

第1节 实验：探究小车速度随时间变化的规律 实验目的和原理 目的：①学会使用打点计时器与数据处理 ②会运用v-t图象探究小车速度随时间的变化规律 原理：小车在钩码的牵引下将做加速直线运动，同时拖动纸带，打点计时器每隔0.02s在纸带上打下一个点，纸带上的点就记录了小车的运动情况。选取适当的点当作计数点，用刻度尺测量纸带上各计数点间的距离，利用公式即可算出各计数点的平均速度，这也是两计数点中间时刻点的瞬时速度，这些瞬时速度反映了小车在各打点时刻的运动情况。将各点所对应的瞬时速度反映在v-t图像中逐一描点，观察这些点的分布，思考并寻求他们的分布规律 采集数据的方法：不要直接去测量两个计数点间的距离，而是要量出各个计数点到计时零点的距离：x1、x2、x3、…然后再算出相邻的两个计数点的距离： ；；；；… 速度的计算法：各计数点的瞬时速度用计数点内的平均速度来代替的 瞬时速度:; ;…,T为两个计数点间的时间间隔。 加速度的计算方法：通过测得的速度描绘出v-t图象，然后求图线的斜率，斜率即为加速度 实验器材和步骤 器材：附滑轮的长木板、小车、细线、钩码、打点计时器、纸带、刻度尺、学生电源和导线。 装置： （3） 步骤： ① 把一端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 定在长木板上远离滑轮的一端，连接好电路 ② 把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，放手后，看小车能否 在木板上平稳地加速滑行，然后把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定在小车的后面 把小车停在打点计时器处，先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时 器就在纸带上打下一系列小点，换上新纸带，重复实验三次 从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个开始点确定为计数点。为了计算方便和减小误差，通常用连续打五个点的时间作为时间单位，即t=0.1s。正确使用毫米刻度尺测量每相隔的两计数点间的距离，并填入自己设计的表格中 计数点位置编号n 0 1 2 3 4 5 6 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 相邻两计数点间的距离s/m 对应计数点的速度v/（m/s） 利用某一段时间的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度，填入上面表格中。 增减所挂的钩码数，再做两次实验 以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系，根据表中的v、t数据，在坐标系中描点 通过观察、思考，找出这些点的分布规律 （4）操作注意事项： 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要防止钩码落地时小车与滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住 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，或者加速度大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50cm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与人为选取的计数点，一般在纸带上每五个点取一个计数点，即时间间隔为T=0.02×5s=0.1s。要舍得掉开头过于密集的点，这样可以减小误差。 ⑥描点时最好用坐标纸，在纵、横轴上选取合适的单位，用细铅笔认真描点。 处理数据 （1）如何由实验数据得出v-t图像 我们作一条直线，使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点，应均匀分布在直线的两侧 （2）如何由实验得出的v-t图像进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律 法一：通过直接分析图象的特点得到。小车运动的v-t图象是一条倾斜的直线，那么当时间增加相同的值△t，速度也会增加相同的值△v，也就可得出结论：小车的速度随时间均匀增加 法二：通过图象写出函数关系式进一步得到结论，既然小车的v-t图象是一条倾斜的直线，那么v随t变化的函数关系式为v=kt+b，显然v与t成“线性关系”，小车的速度随时间均匀增加 如何让由实验数据求得运动的加速度 例：在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如下： 计数点序号 1 2 3 4 5 6 计数点对应的时刻（s） 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 通过计数点的速度（cm/s） 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0 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a=△v