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1、匀速直线运动的速度图象(v-t图象)t/sx/m00.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.120.020.040.06交流与讨论：你能根据上图所描述的匀速直线运动，画出它的速度时间图象吗？t/sv/ms-100.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.120.5 玩具车的速度小轿车的速度自行车的速度高铁的速度 如何探寻物体的速度随时间的变化规律呢？第二章匀变速直线运动的研究第二章匀变速直线运动的研究实验：探究小车随时间变化的规律实验：探究小车随时间变化的规律如何研究一个物体运动规律？如何研究一个物体运动规律？（知道物体在不同时刻的速度）（知道物体在不同时刻的速度）如何知
2、道物体在不同时刻的速度如何知道物体在不同时刻的速度？用什么仪器可以测得？用什么仪器可以测得？（打点计时器）（打点计时器）我们研究一种运动，就是为了掌握它的规律。怎样才能说是掌握了运动的规律呢？主要解决两个问题物体的位移是怎样随时间变化的？物体的速度是怎样随时间变化的？第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究探探究究目目的的 原原理理 探究小车速度随时间的变化探究小车速度随时间的变化规律，学习运用实验研究物理规律，学习运用实验研究物理运动规律的方法；运动规律的方法；通过观察打点计时器在纸带上打出通过观察打点计时器在纸带上打出的点迹，这些点迹不但记录了物体的的点迹，这些点迹不但记录了物体的
3、运动时间，而且相应地表示运动物体运动时间，而且相应地表示运动物体在不同时刻的位置。在不同时刻的位置。研究这些点的情况，就可以了解物研究这些点的情况，就可以了解物体的运动情况。体的运动情况。一、实验目的 1.1.练习使用打点计时器，学会用打上点的纸带研究物练习使用打点计时器，学会用打上点的纸带研究物体的运动。体的运动。2.2.掌握判断物体是否做匀变速运动的方法。掌握判断物体是否做匀变速运动的方法。3.3.测定匀变速直线运动的加速度。测定匀变速直线运动的加速度。二、实验仪器 打点计时器、纸带、复写纸片、打点计时器、纸带、复写纸片、低压交流电源、低压交流电源、小车、细绳、一端附有滑轮的长木板、小车、
4、细绳、一端附有滑轮的长木板、刻度尺、刻度尺、钩钩码、导线码、导线.二、实验二、实验器材器材学生电源，刻度尺学生电源，刻度尺钩码钩码小车小车细绳细绳纸带纸带打点计时器打点计时器一端附有定滑一端附有定滑轮的长木板轮的长木板 实验原理分析1.1.了解了解打点计时器打点计时器.(1)(1)一种使用交流电源的计时仪器，它每隔一种使用交流电源的计时仪器，它每隔0.02s0.02s打打一个点（由于电源频率是一个点（由于电源频率是50Hz50Hz）。）。(2)(2)纸带上的点表示了相应运动物体在不同时刻的纸带上的点表示了相应运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上所打点的间隔，就可以了解物体运位置，研究纸带上所打
5、点的间隔，就可以了解物体运动的情况。动的情况。2.2.由纸带由纸带判断物体做匀变速直线运动判断物体做匀变速直线运动的方法：的方法：如图所示，如图所示，0 0、1 1、22为时间间隔相等的各计数为时间间隔相等的各计数点，点，S S1 1、S S2 2、S S3 3为相邻两计数点之间的距离，若为相邻两计数点之间的距离，若S=SS=S2 2S S1 1=C=C（常数），即若（常数），即若两连续相等的时两连续相等的时间间隔间间隔里的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的里的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速运动。运动为匀变速运动。1 2 3 4 50S1S2S3S4S5实验原理分析 3.3
6、.由纸带由纸带求物体运动加速度求物体运动加速度的方法：的方法：用用“逐差法逐差法”求加速度求加速度.根据根据S S4 4S S1 1=S=S5 5S S2 2=S=S6 6S S3 3=3aT=3aT2 2（T T为相邻两计数点之间的时间间隔）为相邻两计数点之间的时间间隔）用用v-tv-t图象法：即先根据求出打第图象法：即先根据求出打第n n个点时纸带个点时纸带的即时速度，后做出的即时速度，后做出v-tv-t图，图线的斜率即为物体图，图线的斜率即为物体运动的加速度。运动的加速度。1 2 3 4 50S1S2S3S4S5实验原理分析实验原理示意图 四、实验步骤 1 1.把一端附有滑轮的长木板平放
7、再实验桌上，并把一端附有滑轮的长木板平放再实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。有滑轮的一端，连接好电路。2 2.把一条细绳栓在小车上，细绳跨过滑轮，并在把一条细绳栓在小车上，细绳跨过滑轮，并在细绳的另一端挂上合适的钩码，试放手后，小车能细绳的另一端挂上合适的钩码，试放手后，小车能在长木板上平稳的加速滑行一段在长木板上平稳的加速滑行一段距离；把距离；把纸带穿过纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车后面。打点计时器，并把它的一端固定在小车后面。实验条件：实验条件：a a合力恒定，细线与木板是平行的。合力恒
8、定，细线与木板是平行的。b b接接50HZ50HZ，4646伏交流电。伏交流电。3 3.把把小车停在靠近打点计时器处小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开接通电源后，放开小车小车，让小车运动，打点计时器就在纸带上打出一系列，让小车运动，打点计时器就在纸带上打出一系列的点，取下纸带，换上新纸带，重复实验三次。的点，取下纸带，换上新纸带，重复实验三次。4 4.选择一条比较理想的纸带，选择一条比较理想的纸带，舍掉开头的比较密集舍掉开头的比较密集的点的点，确定计数始点，表明，确定计数始点，表明计数点计数点，正确使用毫米刻，正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离，并把测量结果填入表中，用度尺测量两点间的
9、距离，并把测量结果填入表中，用逐差法求出加速度的值，最后求其平均值，还可求逐差法求出加速度的值，最后求其平均值，还可求出各计数点对应的速度，做出各计数点对应的速度，做vtvt图象，求得直线的图象，求得直线的斜率即为物体运动的加速度。斜率即为物体运动的加速度。注意事项 1 1.开始释放小车时，应使小车靠近打点开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器；计时器；2 2.先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车，当小车停止运动时及时断开电源放小车，当小车停止运动时及时断开电源 3 3.要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当
10、小车到达滑轮前及时用手按住它达滑轮前及时用手按住它 4 4.小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免加速加速度过大度过大而使纸带上打的而使纸带上打的点太少点太少，或，或加速度太小加速度太小使各使各段段位移无法区别位移无法区别，从而使误差，从而使误差增大。增大。舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始,每每五个五个计时点取一个计数点计时点取一个计数点 ；取六个点，依次标号为取六个点，依次标号为0 0，1 1，2 2，3 3，4 4，5 50.10s0.10s过于密集过于密集/不清晰的点不清晰的点处理的纸带五、纸带处理和数据记录与分析
11、五、纸带处理和数据记录与分析处处理理的的纸纸带带例：求例：求3 3这个计数点的速度：这个计数点的速度：x x 4 4 -x x 2 2v v3 3=v v24 24=2 2t tx x 2424 2 2t tt t为多少为多少?x1x2x3x4x5数数据据处处理理列列表表法法小车的瞬时速度随时间增大而增大，即小小车的瞬时速度随时间增大而增大，即小车的瞬时速度与时间大致成正比。车的瞬时速度与时间大致成正比。思考思考:小车的具体运动规律是什么小车的具体运动规律是什么?-0.201 0.280 0.432 0.355 0.512 同理，可求出另外两条纸带的情况同理，可求出另外两条纸带的情况数数据据处
12、处理理图图象象法法 根据所得数据，选择合适的标度建立直角根据所得数据，选择合适的标度建立直角坐标系（图象尽量分布在坐标系平面的大部分坐标系（图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）面积）根据所得数据描出各点的位置（描点法）根据所得数据描出各点的位置（描点法）,观察和思考各点的分布规律观察和思考各点的分布规律t t/s/sv v/m/sm/s描描绘绘小小车车的的v v I I t t图图描绘图象：各点的分布大致都落在一条直线上，我们可以描绘图象：各点的分布大致都落在一条直线上，我们可以推断：如果没有实验误差的理想情况下，所描出的各点应推断：如果没有实验误差的理想情况下，所描出的各点应全部落到这条直
13、线上。因此，画直线时，让尽可能多的点全部落到这条直线上。因此，画直线时，让尽可能多的点处在这条直线上，其余均匀分布，去掉偏差太大的点。处在这条直线上，其余均匀分布，去掉偏差太大的点。哪一种方哪一种方法更好？法更好？如如何何利利用用v v I I t t图图求求加加速速度度取任意两组数据求出取任意两组数据求出v v 和和t t，然后，然后代入代入 求解。求解。在在v t v t 图象上取一段时间图象上取一段时间t t（尽量（尽量取取 大一些），找出大一些），找出t t 对应的对应的v v，代，代入入 求解。求解。（画图时让不在直线上的点尽可能等量地分布在画图时让不在直线上的点尽可能等量地分布在直
14、线两侧，就是为了使偏大或偏小的误差尽可能直线两侧，就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小误差的一种手段，也地抵消，所以图象也是减小误差的一种手段，也就是说应该用图象上的点，而不是用实验所得到就是说应该用图象上的点，而不是用实验所得到的数据）的数据）v va a=t tv va a =t t例例1.某某学学生生用用打打点点计计时时器器研研究究小小车车的的匀匀变变速速直直线线运运动动。他他将将打打点点计计时时器器接接到到频频率率为为50 Hz的的交交流流电电源源上上，实实验验时时得得到到一一条条纸纸带带。他他在在纸纸带带上上便便于于测测量量的的地地方方选选取取第第一一个个计计时时
15、点点，在在这这点点下下标标明明A，第第六六个个点点下下标标明明B，第第十十一一个个点点下下标标明明C，第第十十六六个个点点下下标标明明D，第第二二十十一一个个点点下下标标明明E。测测量量时时发发现现B点点已已模模糊糊不不清清，于于是是他他测测得得AC长长为为14.56 cm，CD长长为为11.15cm，DE长长为为13.73 cm，则则打打C点点时时小小车车的的瞬瞬时时速速度度大大小小为为_m/s,小小车车运运动动的的加加速速度度大大小小为为 ms2，AB的的距距离离应应为为 cm。(保留三位有效数字保留三位有效数字)ABCDE【典例一】1、在“研究匀变速直线运动”的实验中，包含下列四个步骤:
16、把长木板放在实验台上，用木块垫高;把纸带穿过打点计时器，并固定在小车后面;把打点计时器固定在长木板垫高的一端，连接好电路;把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开小车。正确的操作顺序是()A.B.C.D.解题思路：先组装器材，然后进行实验操作，所以首先把长木板放在实验台上，用木块垫高，然后将打点计时器固定在长木板垫高的一端，并接好电路;再将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔，最后把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开小车，故顺序为，故选D。答案：D【典例二】2、某同学在测定匀变速直线运动加速度时，得到了几条较为理想的纸带，已在每条纸带上每5个点取一个计数点，依打点先后编号为
17、0、1、2、3、4、5.由于不小心，纸带被撕断了，如图，请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答，在B、C、D三段纸带中选出从纸带A上撕下的那段应该是()A.B.C.D.【基础练习】1、在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验时，根据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是()A.时间间隔 B.瞬时速度C.加速度 D.某段时间内的位移答案：AD解析：打点计时器是每隔0.02s打下一个点，所以数点就可以知道时间间隔，故A正确。瞬时速度的求解需要运用公式，故B错误。加速度的求解需要运用公式或利用图像求斜率，故C错误。某段时间内的位移可以利用刻度尺直接测得，故D正确。2、在“
18、测定匀变速直线运动的加速度”实验中，下列方法有利于减小实验误差的是（）A.选取记数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位B.使小车运动的加速度尽量小些C.舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰，点间间隔适当的那一部分进行测量、计算D.选用各处平整程度，光滑程度相同的长木板做实验答案：ACD解析：实验中应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点，通常每隔4个轨迹点选1个计数点，这样计数点间的距离大些，测量时相对误差较小;所以A选项是正确的；小车的加速度应适当大一些，在纸带上计数点间的距离大，测量的相对误差较小，故B错误；舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰，点间隔适当的那一部分进行测量，这样测量的相对误差减小，所以C选项是正确的；选用各处平整程度，光滑程度相同的长木板做实验，这样可以保证物体做的是匀变速直线运动，所以D选项是正确的，所以ACD选项是正确的。