21《實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律》

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1、第 二 章 勻 變 速 直 線 運(yùn) 動(dòng) 的 研 究第 一 節(jié) 實(shí) 驗(yàn) ： 探 究 小 車 速 度 隨 時(shí) 間 變 化 的 規(guī)律 物 理 定 律 不 能 單 靠 “ 思 維 ” 來 獲 得 ，還 應(yīng) 致 力 于 觀 察 和 實(shí) 驗(yàn) 。 普 朗 克 1、 如 何 研 究 一 個(gè) 物 體 運(yùn) 動(dòng) 規(guī) 律 ？（ 知 道 物 體 在 不 同 時(shí) 刻 的 速 度 ）2、 如 何 知 道 物 體 在 不 同 時(shí) 刻 的 速 度 ？ 用 什 么儀 器 可 以 測 得 ？ （ 打 點(diǎn) 計(jì) 時(shí) 器 ）思 考 ： （ 1） 作 用 ：（ 2） 工 作 條 件 電 磁 打 點(diǎn) 計(jì) 時(shí) 器 ： 6V（ 4V 6V） 以

2、 下 交 流 電 源電 火 花 式 打 點(diǎn) 計(jì) 時(shí) 器 ： 220V交 流 電 源（ 3） 紙 帶 上 點(diǎn) 的 意 義 ： 表 示 和 紙 帶 相 連 的 物 體 在 不 同 時(shí) 刻 的 位 置 ?；?顧 ： 打 點(diǎn) 計(jì) 時(shí) 器計(jì) 時(shí) 儀 器 ， 每 隔 0.02s打 一 次 點(diǎn) 。 通 過 研 究 紙 帶 上 各 點(diǎn) 之 間 的 間 隔 ,可 以 判 斷 物 體 的運(yùn) 動(dòng) 情 況 。 一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、 探 究 小 車 速 度 隨 時(shí) 間 的 變 化 規(guī) 律 ，2、 學(xué) 習(xí) 運(yùn) 用 實(shí) 驗(yàn) 研 究 物 體 運(yùn) 動(dòng) 規(guī) 律 的 方 法 二實(shí)驗(yàn)原理 通 過 觀 察 打 點(diǎn) 計(jì) 時(shí) 器 在 紙 帶

3、上 打 出 的 點(diǎn) 跡 ， 這 些 點(diǎn) 跡 不 但記 錄 了 物 體 的 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) 間 ， 而 且 相 應(yīng) 地 表 示 運(yùn) 動(dòng) 物 體 在 不 同 時(shí) 刻的 位 置 。 研 究 這 些 點(diǎn) 的 情 況 ， 就 可 以 了 解 物 體 的 運(yùn) 動(dòng) 情 況 。 理 論 依 據(jù) ： 用 平 均 速 度 近 似 代 替 瞬 時(shí) 速 度 Txv ACB 2 O A B C DACx BDx 2BDC xv T 三實(shí)驗(yàn)器材 學(xué) 生 電 源 ， 刻 度 尺鉤 碼小 車 細(xì) 繩紙 帶打 點(diǎn) 計(jì) 時(shí) 器一 端 附 有 定 滑 輪的 長 木 板 四實(shí)驗(yàn)步驟 把 附 有 滑 輪 的 長 木 板 放 在 實(shí) 驗(yàn) 桌

4、 上 ； 將 細(xì) 繩 繞 過 滑 輪 并使 滑 輪 伸 出 桌 面 ； 把 打 點(diǎn) 計(jì) 時(shí) 器 固 定 ， 連 接 好 電 路 。 將 紙 帶 穿 過 打 點(diǎn) 計(jì) 時(shí) 器 ， 連 在 小 車 后 面 。 在 小 車 的 另 一端 通 過 細(xì) 繩 掛 上 鉤 碼 。 先 接 通 電 源 ， 然 后 放 開 小 車 ， 讓 小 車 拖 著 紙 帶 運(yùn) 動(dòng) ， 打完 一 條 紙 帶 后 立 即 關(guān) 閉 電 源 。 更 換 紙 帶 ， 重 復(fù) 做 兩 三 次 。 注意事項(xiàng) 1.開 始 釋 放 小 車 時(shí) ， 應(yīng) 使 小 車 靠 近 打 點(diǎn) 計(jì) 時(shí) 器 ； （ why）2.先 接 通 電 源 ， 待 打

5、 點(diǎn) 計(jì) 時(shí) 器 打 點(diǎn) 穩(wěn) 定 后 ， 再 釋 放 小 車 ， 當(dāng) 小 車 停 止 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) 及 時(shí) 斷 開 電 源 ；3.要 防 止 鉤 碼 落 地 和 小 車 跟 滑 輪 相 撞 ， 當(dāng) 小 車 到 達(dá) 滑 輪 前 及 時(shí) 用 手 按 住 它 ；4.小 車 另 一 端 所 掛 的 鉤 碼 個(gè) 數(shù) 要 適 當(dāng) ；5.固 定 打 點(diǎn) 計(jì) 時(shí) 器 時(shí) ， 應(yīng) 注 意 使 兩 限 位 孔 和 小 車 運(yùn) 動(dòng) 軌 跡 在 同 一 直 線 上 （ why） 五進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 把 附 有 滑 輪 的 長 木 板 放 在 實(shí) 驗(yàn) 桌 上 ； 將 細(xì) 繩 繞 過 滑 輪 并使 滑 輪 伸 出 桌 面 ； 把

6、打 點(diǎn) 計(jì) 時(shí) 器 固 定 ， 連 接 好 電 路 。 將 紙 帶 穿 過 打 點(diǎn) 計(jì) 時(shí) 器 ， 連 在 小 車 后 面 。 在 小 車 的 另 一端 通 過 細(xì) 繩 掛 上 鉤 碼 。 先 接 通 電 源 ， 然 后 放 開 小 車 ， 讓 小 車 拖 著 紙 帶 運(yùn) 動(dòng) ， 打完 一 條 紙 帶 后 立 即 關(guān) 閉 電 源 。 更 換 紙 帶 ， 重 復(fù) 做 兩 三 次 。 六處理的紙帶 舍 掉 開 頭 過 于 密 集 的 點(diǎn) ， 從 清 楚 的 點(diǎn) 開 始 ,每 五 個(gè) 計(jì) 時(shí) 點(diǎn)取 一 個(gè) 計(jì) 數(shù) 點(diǎn) ；取 六 個(gè) 點(diǎn) ， 依 次 標(biāo) 號 為 0， 1， 2， 3， 4， 50.10

7、s 0.10s過 于 密 集 /不 清 晰 的 點(diǎn) 六處理的紙帶 例 ： 求 “ 3” 這 個(gè) 計(jì) 數(shù) 點(diǎn) 的 速 度 ： t為 多 少 ?x1 x2 x3x4x5 x4 x2v 3 = v24 = = 2 t x24 2 t 六 、 數(shù) 據(jù) 處 理 ： 列 表 法小 車 的 瞬 時(shí) 速 度 隨 時(shí) 間 增 大 而 增 大 ， 即 小 車 的 瞬 時(shí) 速 度 與 時(shí) 間 成 線 性 變 化思 考 :小 車 的 具 體 運(yùn) 動(dòng) 規(guī) 律 是 什 么 ?- - 0.201 0.280 0.432 0.355 0.512 同 理 ， 可 求 出 另 外 兩 條 紙 帶 的 運(yùn) 動(dòng) 情 況 根 據(jù) 所

8、得 數(shù) 據(jù) ， 選 擇 合 適 的 標(biāo) 度 建 立 直 角 坐 標(biāo) 系 （ 圖 象 盡量 分 布 在 坐 標(biāo) 系 平 面 的 大 部 分 面 積 ） 根 據(jù) 所 得 數(shù) 據(jù) 描 出 各 點(diǎn) 的 位 置 （ 描 點(diǎn) 法 ） ,觀 察 和 思 考 各 點(diǎn)的 分 布 規(guī) 律六 、 數(shù) 據(jù) 處 理 ： 描 繪 小 車 的 v-t圖t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5v1/ms-1 16.50 21.40 26.30 31.35 36.30 41.25作 圖 步 驟 （ 1） 建 系注 意 ： 1.作 圖 時(shí) 應(yīng) 把 盡 量 多 的 點(diǎn) 連 在 一 條 直 線 上 ； 2.不 在 線 上

9、的 點(diǎn) 應(yīng) 均 勻 的 分 布 在 線 的 兩 側(cè) 。（ 3） 作 圖（ 2） 描 點(diǎn) 六 、 數(shù) 據(jù) 處 理 ： 如 何 利 用 v-t圖 求 加 速 度思 考 ：1.圖 線 的 特 點(diǎn) ？2.小 車 的 運(yùn) 動(dòng) 規(guī) 律 ？3.如 何 求 加 速 度 ？ O t/sv/(m.s-1) 舍 去 v t 哪 一 種 方法 更 好 ？ 取 任 意 兩 組 實(shí) 驗(yàn) 測 量 數(shù) 據(jù) 求 出 v 和 t ， 然 后 代 入 求 解 。 在 v-t 圖 象 上 取 一 段 時(shí) 間 t（ 盡 量 取 大 一 些 ） ，找 出 t 對 應(yīng) 的 v ， 代 入 求 解 。 va = t va = t 圖 像 法

10、 ： 如 何 利 用 v-t圖 求 加 速 度 v-t 圖 像 的 解 讀 O t/sv/(m.s-1) 甲乙 丙 1、 運(yùn) 動(dòng) 性 質(zhì)2、 斜 率3、 交 點(diǎn)4、 拐 點(diǎn) 例 1 在 “探 究 小 車 速 度 隨 時(shí) 間 變 化 的 規(guī) 律 ”的 實(shí) 驗(yàn) 中 ， 如 圖 所示 為 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) ， (A點(diǎn) 為 第 一 個(gè) 點(diǎn) )相 鄰 計(jì) 數(shù) 點(diǎn) 間 的 時(shí) 間 間 隔 T 0.1 s。(1)根 據(jù) _計(jì) 算 各 點(diǎn) 瞬 時(shí) 速 度 ， 且 vD _ m/s，vC _ m/s， vB _ m

11、/s。(2)在 坐 標(biāo) 系 中 畫 出 小 車 的 v t圖 線 ， 并 根 據(jù) 圖 線 求 出 a _。 (3)將 圖 線 延 長 與 縱 軸 相 交 ， 交 點(diǎn) 的 物 理 意 義 是 ？ (3)將 圖 線 延 長 后 ， 與 縱 軸 的 交 點(diǎn) 的 速 度 表 示 零 時(shí) 刻 小 車 經(jīng)過 A點(diǎn) 的 速 度 大 小 。 思 考 ： 有 些 位 移 圖 象 和 速 度 圖 象 看 起 來 十 分 相 似 ， 但 表 示 的意 義 截 然 不 同 差 別 就 在 于 它 們 的 縱 軸 表 示 的 物 理 意 義 不 同 ，你 能 簡 單 地 說 一 下 兩 圖 分 別 代 表 什 么 運(yùn) 動(dòng) 嗎 ？ 圖 7 4 八自主探究 粘 貼 紙 帶 看 能 否 反 映 物 體 的 運(yùn) 動(dòng) 規(guī) 律 ： 選 擇 一 條 打 點(diǎn) 清晰 的 紙 帶 ， 標(biāo) 上 計(jì) 數(shù) 點(diǎn) ， 然 后 將 紙 帶 每 隔 相 同 時(shí) 間 間 隔 從 計(jì)數(shù) 點(diǎn) 處 剪 下 ， 連 續(xù) 剪 下 4 5段 ， 分 別 排 列 在 預(yù) 先 貼 有 雙 面 膠帶 的 小 黑 板 上 ， 排 列 時(shí) 要 求 底 邊 對 齊 .如 圖 所 示 ， 紙 帶 的 排列 成 “ 階 梯 ” 狀 .那 么 ， 請 你 思 考 這 樣 處 理 能 不 能 反 映 物 體的 運(yùn) 動(dòng) 規(guī) 律 ？ 親 自 動(dòng) 手 實(shí) 踐 一 下 .