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第二章 匀变速直线运动的研究
2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律
学习目标
任务1：观察生活现象，提出研究问题．
任务2：两种测量速度的方法．
任务3：用打点计时器研究小车运动、获取并记录数据．
任务4：处理数据、寻找规律．
物体的运动通常比较复杂，例如速度有时快有时慢，我们怎么研究呢？
物理定律不能单靠“思维”来获得，还应致力于观察和实验。—普朗克
今天我们用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，看看小车的速度是怎样随时间变化的。
请同学们思索一下：需要怎样的测量方法？
实验思路
①如何简单获得有一定规律的运动？
②打点计时器可以测量什么物理量？
位移、时间
③通过打点计时器打出的纸带可以间接求什么物理量？
可以求两点间的平均速度
某一点的瞬时速度
进行实验
学生电源
钩码
小车
细绳
纸带
打点计时器
一端附有定滑轮的长木板
刻度尺
①实验器材
②实验视频
1、木板平放，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定，连接好电路
2、穿纸带，挂钩码
3、先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后立即关闭电源
4、换纸带，加钩码，再做两次实验
③实验步骤
认清打点计时器类型
(1)滑轮不能过高,细绳应与木板平行。
(2)小车应由紧靠打点计时器处开始释放，当小车到达滑轮前及时用手按住,要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰。
(3)先接通电源，后让纸带运动。
(4)打点结束后立即关闭电源。
(5)要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点。
④注意事项
数据记录
1、纸带计时起点的选择：选取点迹清晰的纸带，舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始，可选择相隔0.1 s（或更短）的若干计数点进行测量，依次标号为0、1、2、3、4、5…….测量各计数点到0点的距离x。
0
1
2
3
0.02s
s
计数点
0.1s
数据记录
2、计算瞬时速度：
0
1
2
3
d1
d2
数据记录
3、记录小车在几个时刻的瞬时速度
位置编号 0 1 2 3 4 5 6
时间 t /s 0
v1 /（m·s-1）
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.386
0.543
0.664
0.788
0.937
1.030
__
数据记录
4、同理，计算增减槽码后两次实验的速度，分别填入表中标有“v2 ”和“v3 ”的两行内。
位置编号 0 1 2 3 4 5 6
时间 t /s 0
v1 /（m·s-1）
v2 /（m·s-1）
v3 /（m·s-1）
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.280
0.432
0.355
0.512
0.201
0.386
0.543
0.664
0.788
0.937
1.030
0.591
0.423
0.583
0.738
0.908
1.068
1.233
__
__
__
n 0 1 2 3 4 5 6
v /(m·s-1) 0.10 0.21 0.30 0.39 0.52 0.58 0.80
v /(m·s-1)
0 1 2 3 4 5 6 7
t/10-1s
1.选择合适标度建立坐标系
2.描点
3.连线拟合
注意：
1.不能使用折线
2.使点迹均匀分布
在两侧
3.尺规作图
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.8
>实验所得的数据点并不是严格在一条直线上，怎么画这条直线才能够反映小车运动时速度随时间变化的规律？
让直线通过尽可能多的点，并且让不在线上的点比较均匀的分布在直线的两侧。
v /(m·s-1)
0 1 2 3 4 5 6 7
t/10-1s
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.8
实验结论
① 图线的特点？
一条倾斜直线
② 小车的运动规律？
速度随时间均匀变化
③ 如何求加速度？
④a的特点？
不变
　误差分析
【典例】(实验数据处理)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，如图所示为记录小车运动情况的一条纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T＝0.1 s。
(1)计算D、C、B各点的瞬时速度，vD＝______ m/s，vC＝ ______ m/s，vB＝ ______ m/s。
(2)在如图所示坐标系中作出小车的v-ｔ图象，并根据图象求出a＝ ______。
(3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度是______，此速度的物理意义是______。
t/s
v/(m.s-1)
△v
△t
如何求加速度？
舍去！
利用实验数据求加速度的方法
1、【西安市高一期中考试】使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中，有以下基本步骤：
A.松开纸带让物体带着纸带运动
B.穿好纸带
C.把打点计时器固定好
D.接通电源，进行打点
以上步骤中正确的顺序是______________
CBDA
2、某同学在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，所得纸带点间距过密，若利用该纸带分析小车运动情况，下列做法可行的是（ ）
A. 每隔9个点取一计数点，计数点时间间隔为0.2 s；
B. 每隔2个点取一个计数点，计数点时间间隔为0.4 s；
C. 只研究纸带后端几个间距较大的点所在区域 ；
D. 只研究纸带前端几个较密的点所在区域。
A
3、 在利用打点计时器探究匀变速直线运动的规律时得到如图所示的一条纸带，在用下列测量数据求4计数点的瞬时速度时，下列说法正确的是（　　）
A. 利用3、5两点的平均速度计算，接近4计数点的瞬时速度 B. 利用2、5两点的平均速度计算，接近4计数点的瞬时速度
C. 利用1、6两点的平均速度计算，接近4计数点的瞬时速度
D. 利用0、6两点的平均速度计算，接近4计数点的瞬时速度
0 1 2 3 4 5 6
0 1.40 3.55 6.45 10.15 14.55 19.70
A
匀变速直线运动：
加速度恒定不变（大小、方向都不变）的变速直线运动
匀变速直线运动可分为两类：
a、匀加速直线运动；b、匀减速直线运动
匀变速直线运动的速度特点
Ⅰ.相等时间内速度的变化相等
Ⅱ.加速度恒定不变
匀变速直线运动的位移特点
在任意两个连续相等的时间内的位移之差是相等的。
本课总结
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