实验探究小车速度随时间变化的规律
●情景切入
在生活中, 列车开动、飞机着陆(如图);在自然界里,物体下落、鸽子飞翔、猎豹捕食、蜗牛爬行、蚂蚁搬家……这些运动中速度都有变化吗?
物体的速度变化存在规律吗?怎样探究复杂运动蕴,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的小点,换上新纸带,重复实验三次.
〔1〕计算计数点附近瞬时速度
v1=(x1+x2)/2T , v2=(x2+x3)/2T
… …
vn=
(2) 列表:
从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开场一些比较密集的点,在后面便于测量的地方找一个开场点,作为计数始点,以后依次每五个点取一个计数点,并标明0、1、2、3、4…,测量各计数点到0点的间隔 x〔或者相邻两计数点间的Δx〕,计算各点瞬时速度并记录相应数据填入表中.
位置编号
0
1
2
3
4
5
时间t/s
x/m
v/(m·s-1)
下表是某同学实验获得的数据,请根据表中的v、t数据在坐标系中描点,并观察考虑,猜测这些点的分布规律.
位置
A
B
C
D
E
F
G
时间(s)
0
v(m/s)
(3) 作小车运动的V-T图像
①在坐标纸上建立直角坐标系,横轴表示时间,纵轴表示速度,并根据表格中的数据在坐标系中描点.
②画一条直线,让这条直线通过尽可能多的点,不在线上的点均匀分布在直线的两侧,偏向比较大的点忽略不计,如下图.
③观察所得到的直线,
分析物体的速度随时间的
变化规律.
在实验误差允许范围内,小车运动的v-t图象是一条倾斜的直线。
结论:
,按照实验进展的先后顺序,将下述步骤的代号填在横线上____________________
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.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下边吊着适宜的钩码
G.断开电源,取出纸带
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
解析:正确的实验步骤是:把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木板的没有滑轮的一端,并连好电路,把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,另一端吊适宜的钩码,把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面,使小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,再放开小车,让小车运动,打完一条纸带,断开电源,取下纸带,换上新纸带,再重做两次,即顺序为:DBFAEGC.
答案:DBFAEGC.
点评:对于实验的步骤,同学们应结合实际操作掌握.
2.为了研究小车的速度随 变化的规律,需要把 固定在长木板上,把 穿过打点计时器,连在 的后面.把小车停在 打点计时器的位置.
3.在三条纸带中选择一条最 的.为了便于测量,舍掉 一些 的点迹,找一个适当的点当做 .
时间
打点计时器
纸带
小车
靠近
开头
清晰
过于密集
计时起点
“探究小车速度随时间变化的规律〞的实验中,如下图,给出了从0点开场,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=,x2=,x3=,x4=,x5=,x6=:
(1)在打点计时器打出点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v-t图象.
(3)分析小车运动速度随时间变化的规律.
x1=,x2=,x3=,
x4=,x5=,x6=.
(3)小车运动的v-t图象是一条倾斜的直线,说明速度随时间均匀增加,它们成“线性关系〞.
答案:
(2)如下图 (3)速度随时间均匀增加
点评:根据纸带数据分析运动性质的方法通常是由vn= ,求出各计数点的瞬时速度,作v-t图象分析;假如图象是一条倾斜直线,说明物体速度随时间均匀增加,这种运动叫做
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