1、一實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律要點導(dǎo)學(xué)1探究目的：利用打點計時器或電火花計時器探究小車在重物牽引下的運動特點，根據(jù)紙帶記錄的點研究小車速度的變化規(guī)律。2探究過程：（1）“探究小車速度隨時間變化規(guī)律”的實驗原理如圖2-1-1所示，請寫出實驗所需的器材：_。Error! Reference source not found.（2）根據(jù)原理圖，安裝好實驗裝置，將小車停在靠近打點計時器處，接通_后,再釋放小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一列小點，換上新的紙帶,重復(fù)實驗三次。（3）從三條紙帶中選擇一條點跡清晰且所有點都在同一直線上的紙帶，舍掉開頭一些比較密集的點，在后邊便于測量的

2、地方找一個開始點標上O，為了測量方便和減小誤差，在選好的開始點后面每打五次點取一個點，這個點叫做計數(shù)點，并標明1、2、3（如圖2-1-2所示），兩個相鄰計數(shù)點的時間間隔就是T=5×0.02s=0.1s。距離分別是x1、x2、x3（4）增減所掛的鉤碼數(shù)，重復(fù)實驗步驟(2)(3)，再做兩次實驗.3數(shù)據(jù)處理（1）利用紙帶計數(shù)點間距離x1、x2、x3和相對應(yīng)的時間，根據(jù)第一章用打點計時器測量瞬時速度的方法,得出各計數(shù)點的瞬時速度，v1 =(x1+x2)/ 2T、v2 =(x2+x3)/ 2Tt其中0.1s；求出各計數(shù)點的瞬時速度后，由加速度的定義：a =v/t計算出小車做直線運動的加速度a。

3、（2）將得到的瞬時速度值分別填入下表：小車在幾個時刻的瞬時速度位置編號012345時間t/s00.10.20.30.40.5v1/(ms-1)v2/(ms-1)v3/(ms-1)（3）作出速度時間圖象運用“擬合”描點法畫v-t圖象：在科學(xué)上,為了描述實驗中測量量之間的關(guān)系,先將其在坐標系中描點,然后用一條曲線(包括直線)“擬合”這些點,使畫出的曲線兩側(cè)的點數(shù)大致相同,這種描點方法叫擬合描點法。每次實驗，描出的幾個點都大致在一條直線上，由于實驗誤差是不可避免的,所以有些點會落在直線的左邊,有些點落在了直線的右邊，如果是沒有誤差的理想情況，這些點才能全部落在直線上。需要注意的是,如果在擬合這些點時

4、，發(fā)現(xiàn)某一個點離散得較多，遠遠偏離了擬合曲線，則說明此點反映的實驗數(shù)據(jù)存在問題，應(yīng)重做這一步實驗或舍去此點。（4）作出v-t圖象，圖線的斜率就是小車運動的加速度。4注意事項如使用打點計時器，那么它必須接在68V的低壓交流電源上，如使用電火花計時器，則須接在220V的交流電源上。注意計時器不宜長時間通電，每次都要及時關(guān)閉電源開關(guān)。實驗時，先啟動打點計時器，待工作穩(wěn)定后再讓紙帶運動。另外，復(fù)寫紙的油面要向下，紙帶從復(fù)寫紙的下面穿過，這樣紙帶上才能夠打出點來。復(fù)寫紙轉(zhuǎn)軸可前后移動，用以改變振針打在復(fù)寫紙的不同位置上，以保證打出的點清晰，同時也可以充分利用復(fù)寫紙。如使用電火花計時器，使用時，首先檢查墨

5、粉紙盤是否已經(jīng)正確地套在紙盤軸上，檢查兩條紙帶是否已經(jīng)正確地穿好，墨粉紙盤是否已經(jīng)夾在兩條紙帶之間。使用打點計時器，如發(fā)現(xiàn)點跡太輕或有拖痕，應(yīng)檢查打點針是否太短或太長，并予以調(diào)整。若使用電火花計時器時發(fā)現(xiàn)點跡不清，則需要更換墨粉紙盤。安裝研究勻變速直線運動的實驗裝置時，初始時要把小車的位置擺正，使紙帶與拉繩的方向一致，且不與計時器的限位槽邊相擦。由于打點周期比較小，點間距離較小，通常每隔4個實際點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點間的時間間隔為T0.02s×50.1s。范例精析例1：一同學(xué)在做“探究小車速度隨時間變化規(guī)律”的實驗時，發(fā)現(xiàn)紙帶上打出的不是圓點，而是如圖2-1-3所示的一些短線，可能

6、是因為( )A. 打點計時器錯接在直流電源上B. 電源電壓不穩(wěn)定C. 電源的頻率不穩(wěn)定D. 打點針壓得過緊 解析：如果打點計時器錯接在直流電源上，其振動片不可能被磁化，也就不可能引起振針的上下運動而打點，所以A錯；如果電源電壓不穩(wěn)定會影響點跡的清晰度，而電源頻率不穩(wěn)定會引起打點周期的不穩(wěn)定，所以B、C均不正確。 當(dāng)打點計時器的振針壓得過緊，每一個打點周期內(nèi)就會有較長時間接觸并擠壓在復(fù)寫紙上，這樣打出的點就變?yōu)橐欢我欢蔚男【€段，即打出的點有拖尾現(xiàn)象，所以D答案正確。如果打點計時器的振針過松（即振針與復(fù)寫紙之間的距離過大），可能出現(xiàn)時有時無的點跡，也可能完全沒有點痕，即漏點。因此在使用打點計時器前

7、要檢查振針到復(fù)寫紙間的距離是否適中，否則要作適當(dāng)調(diào)整。拓展：（1）了解實驗儀器的結(jié)構(gòu)、工作原理和工作條件是保證實驗成功的前提，通過對實驗儀器的觀察，掌握新儀器的使用方法，也是一種重要的實驗?zāi)芰Α＃?）使用電火花計時器來分析物體運動情況的實驗中：在如下實驗步驟中，正確合理的排列順序為。A把電火花計時器固定在桌子上B安好紙帶C松開紙帶讓物體帶著紙帶運動D接通220V交流電源E按下脈沖輸出開關(guān)，進行打點在安放紙帶時，要檢查墨粉紙盤是否已經(jīng)正確地套在 ，還要檢查是否夾在兩條紙帶之間。答案：合理的順序應(yīng)為ABDEC。墨粉紙盤應(yīng)套在紙盤軸上，目的是使它可以轉(zhuǎn)動，均勻地被利用。墨粉紙盤夾在兩條紙帶之間，目的

8、是使墨粉紙盤可以更好地轉(zhuǎn)動。提示：使用電火花計時器實驗的操作步驟和打點計時器是相仿的，但電火花打點計時器具有打點清晰、實驗誤差小的優(yōu)點。例2：某課外興趣小組在探究小車的速度隨時間變化規(guī)律的實驗中，得到如圖2-1-4所示的實驗紙帶，實驗中打點計時器交流電的頻率為50Hz，紙帶前面的幾個點較模糊,因此從A點開始每打五個點取一個計數(shù)點,其中B、C、D、E點的對應(yīng)速度vB=_m/s, vC=_m/s, vD=_m/s, vE=_m/s,由此推得F點的速度vF=_m/s。小車從B運動到C的加速度a1=_m/s2，從C運動到D的加速度a2=_m/s2，從D運動到E的加速度a3=_m/s2。解析：根據(jù)第一章

9、的方法, 當(dāng)時間間隔較短時,這段時間內(nèi)某時刻的瞬時速度可以認為是這段時間內(nèi)的平均速度，即B點的瞬時速度為A、C兩點間的平均速度，其余類推。由題意可知,每兩個計數(shù)點之間的時間間隔為T=0.02×5s=0.1s.B點的速度為A、C兩點間的平均速度: vB=xAC/2T=(6.451.40 )/2×0.1=25.25(cm/s) C點的速度為B、D兩點間的平均速度:vC=xBD/2T=(10.103.35 )/2×0.1=32.75(cm/s) 同理可得: vD= 40.25cm/s； vE=47.75cm/s從B、C、D、E四點的位置關(guān)系和速度的關(guān)系我們可以提出自己的

10、假設(shè):速度是越來越大,大小之間是否存在一定的規(guī)律?利用v-t圖象對數(shù)據(jù)進行處理,發(fā)現(xiàn)相鄰相等時間內(nèi)的速度之差相等.vC vB =32.7525.25=7.50cm/svD vC=40.2532.75=7.50cm/svE vD=47.7540.25=7.50cm/s因此F點的速度為vF =55.20cm/s 由加速度的定義：a =v/t可知小車從B運動到C的加速度a1=( vC vB )/T=(32.7525.25)/0.1=75.0cm/s2=0.75m/s2同理可得：小車從C運動到D的加速度a2=0.75m/s2 小車從D運動到E的加速度a3=0.75m/s2所以小車做加速度大小不變的直線

11、運動。 拓展：本題中“從A點開始每打五個點取一個計數(shù)點”說明O 點不是計數(shù)點，而是位移的參考點，且相鄰兩計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s,而不是0.02s。 能力訓(xùn)練1根據(jù)打點計時器打出的紙帶，我們可以從紙帶上直接得到的物理量是（AB）A時間間隔 B位移 C加速度 D平均速度2打點計時器振針打點的周期決定于（B ）A交流電壓的高低 B交流電的頻率C永久磁鐵的磁性強弱 D振針與復(fù)寫紙間的距離3關(guān)于計數(shù)點的下列說法中正確的是（ABD）A用計數(shù)點進行測量計算，既方便又可減小誤差B相鄰計數(shù)點間的時間間隔應(yīng)是相等的C相鄰計數(shù)點間的距離應(yīng)是相等的D計數(shù)點是從計時器打出的實際點中選出來的，相鄰計數(shù)點

12、間點跡的個數(shù)相等4在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，下列說法正確的是(BC)A長木板一定要水平擺放，不能一端高一端低B使小車速度的變化盡可能快一些C使用刻度尺測量長度時，要讀到最小刻度的下一位D作v-t圖時，所描曲線必須經(jīng)過每一個點5如圖2-1-5所示為某次實驗中打出的一條經(jīng)過處理后的紙帶，圖中O為小車運動的起始點，A為所選取的第一個計數(shù)點，O點到A點之間有部分點不清晰，相鄰兩個記數(shù)點之間有4個點未畫出，電源頻率為50Hz，用毫米刻度尺測量后可直接算出（BC）A從O點到F點運動的時間B從A點到F點運動的平均速度 CC點時的瞬時速度vCDG點時的瞬時速度vG6一個滑塊沿斜面滑下如圖2-

13、1-6所示，依次通過斜面上的A、B、C、D、E、F點，已知AB=6cm，BC=10cm，CD=14cm，DE=18cm，滑塊經(jīng)過相鄰兩點之間的時間間隔為2s，求：（1）滑塊在B、C、D三點的瞬時速度（2）尋求圖中滑塊的運動規(guī)律，推斷出E、F兩點間的位移和E點的瞬時速度.vB=4cm/s, vC=6cm/s, vD=8cm/s; xEF=22cm, vE=10cm/s 7在用打點計時器研究小車速度隨時間變化規(guī)律的實驗中，得到一條紙帶如圖2-1-7所示.A、B、C、D、E、F、G為計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間時間間隔為0.10s,x1=1.20cm, x 2=1.60cm,x 3=1.98cm, x 4=

14、2.38cm, x 5=2.79cm, x 6=3.18cm.(1)計算運動物體在B、C、D、E、F各點的瞬時速度.(2)在2-19圖中作出v-t圖象,并由圖象求物體的加速度. (1) vB=14cm/s, vC=17.9cm/s, vD=21.8cm/s; vE=25.85cm/s ,vF=29.85cm/s.(2) a=(30.010.0 )/0.5=40.0(cm/s2) 8在利用打點計時器探究小車運動規(guī)律的實驗中，某同學(xué)在打出的紙帶上每5點取一個記數(shù)點，測出每兩個相鄰記數(shù)點間的距離分別為x1、x2、x6，然后他把紙帶上x1、x2、x6各段準確地剪成6段，按如圖2-1-9那樣帖在坐標紙上，彼此不留間隙也不重疊，紙帶下端都準確地與橫軸重合，x1的左邊準確地與縱軸重合，橫軸為時間軸，縱軸為速度軸，該同學(xué)在這個圖中作出了v-t圖象，并由圖象求出了加速度a，請說明他是如何作出速度圖象并求出加速度a的。每條紙帶的寬度代表相等的時間，每條紙帶的長度代表這段時間內(nèi)的位移，而相等時間內(nèi)的位移就表示這段時間內(nèi)的平均速度。由于每段時間較短，所以這段時間中點的速度就是這段時間內(nèi)的平均速度。取每段紙帶上邊的中點，然后過這些點畫出v-t圖象，如圖所示.此圖線的斜率就等于加速度a的大小。9某研究性學(xué)習(xí)小組在研究小車在水