课时7实验:探究小车速度随时间变化的规律课前导航
知识精析一、实验步骤1.把附有滑轮的长木板放在实验桌上,把打点计时器固定在长木板上不带滑轮的一侧,将细绳绕过滑轮,下端挂适当的钩码,将纸带连在小车后面,并穿过打点计时器.2.将小车停在靠近打点计时器的位置,启动打点计时器,释放纸带,打点计时器在纸带上打下一行小点,然后关闭电源,取下纸带.3.换上纸带重复操作两次.4.在三条纸带中选择一条最清晰的,舍弃开头一些过于密集的点,找一个适当点作为计时起点.5.选择相隔0.1s的若干计数点进行测量,把数据填入设计好的表格.6.增减所挂钩码数,再做两次实验.
二、数据分析1.根据实验记录数据,计算出各计数点瞬时速度,填入表中.2.以速度v为纵轴,时间t为横轴,建立直角坐标系,根据表中数据描点,将这些点连成一条直线.连线时应使尽量多的点落在直线上,不在直线上的点要尽量对称分布在直线两侧.误差较大的点可舍去.3.分析v-t图象,描述出小车运动速度随时间变化的规律.三、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,等打点稳定后,再释放小车.3.取下纸带前,先断开电源.
5.要防止钩码落地,避免小车跟滑轮相碰,当小车到达滑轮前及时用手按住.6.要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点,一般在纸带上每隔4个点取一个计数点,即时间间隔T=0.02×5s=0.1s.7.在坐标纸上画v-t图象时,注意坐标轴单位长度的选取,使图象分布在坐标平面的大部分面积.四、误差分析1.根据纸带测量的位移有误差.2.根据位移计算的瞬时速度有误差.3.木板的粗糙程度并非完全相同.
方法指导一、根据纸带判断物体速度随时间变化的规律例1在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,图7-2甲给出了从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:x1=1.40cm,x2=1.90cm,x3=2.38cm,x4=2.88cm,x5=3.39cm,x6=3.87cm.那么:图7-2甲
(1)在计时器打出点1,2,3,4,5时,小车的速度分别为:v1=16.50cm/s,v2=________cm/s,v3=26.30cm/s,v4=31.35cm/s,v5=________cm/s.(2)在平面直角坐标系中作出v-t图象.(3)分析小车运动速度随时间变化的规律.
(2)利用描点法作出v-t图象,如图7-2乙所示.图7-2乙(3)小车运动的v-t图象是一条倾斜向上的直线,说明速度随时间均匀增加,它们是“线性关系”.答案(1)21.4036.30(2)如图7-2乙所示(3)略
二、根据纸带求匀变速直线运动的加速度例2某同学在“探究小车运动速度随时间变化的规律”的实验中,用打点计时器记录被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,其相邻点间的距离如图7-3甲所示,每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s.图7-3甲
(1)若从纸带上打A点的时刻开始计时,将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在如图7-3乙所示的坐标纸上,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线.图7-3乙(2)计算加速度的大小是多少?
根据计算得出的速度及其对应的时刻,得到如图7-3丙所示的5个圆点,用描点法作出的小车瞬时速度随时间变化的关系图线如图7-3丙所示.图7-3丙
关于位移图象和速度图象的对话C:有些位移图象和速度图象看起来十分相似,但表示的意义截然不同.A:对.例如图7-4中的甲、乙两图,一个是位移图象,一个是速度图象,差别就在于它们的纵轴表示的物理意义不同,你能简单地说一下两图分别代表什么运动吗?图7-4
C:甲图表示的是物体先向前匀速直线运动,接着倒回来匀速运动,回到原出发点,然后又向前和返回,直到再次回到出发点.乙图表示的是物体先向前匀加速直线运动,接着向前匀减速直线运动,然后再向前做匀加速和匀减速运动,而物体是始终朝前走.A:看来你对这些运动图象掌握得非常好.