内容正文:
第二章 匀变速直线运动的研究
物理·必修 第一册(配 RJ 版)
菜 单
第二章 匀变速直线运动的研究
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菜 单
科学探究 1.进一步练习使用打点计时器。
2.能从纸带上获取实验数据计算各点的瞬时速度。
3.学会用图像法处理实验数据,并能根据v-t图像描述小车运动速度随时间的变化规律。
1 实验二 探究小车速度随时间变化的规律
[学业要求与核心素养]
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平均速度
纵轴
横轴
倾斜程度
均匀变化
自主预习 基础落实
一、知识储备
1.利用纸带计算瞬时速度
以纸带上某点为中间时刻取一小段位移,用这段位移内的_____________表示这点的瞬时速度。
2.用v-t图像表示小车的运动情况
以速度v为______、时间t为______建立直角坐标系,用描点法画出小车的v-t图像,图线的________表示加速度的大小,如果v-t图像是一条倾斜的直线,说明小车的速度是___________的。
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刻度尺
低压交流电源
没有滑轮
二、实验器材
为了探究小车的速度随时间的变化关系,把还需要的实验器材填入下面的横线上。
器材:电磁打点计时器(或电火花计时器)、复写纸、导线、小车、纸带、细绳、槽码、_____、_____________、带有定滑轮的长铝板。
三、进行实验
1.如图实二-1所示,把一端附有定滑轮的长铝板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,打点计时器固定在长木板________________的一端,连接好电路。
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图实二-1
2.把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下面挂上适当的槽码,把纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端连在小车的后面。
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靠近
接通电源
释放小车
3.把小车停在____打点计时器的位置,先_________,后___________ (选填“接通电源”或“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行小点,随后立即关闭电源。
4.换上新纸带,重复操作两次。
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四、数据分析
1.采集数据
如图实二-2所示,一般不是直接测量相邻两个计数点间的距离,而是先测量出各个计数点到计时零点的距离x1、x2、x3、x4、x5,再计算出相邻的两个计数点间的距离。Δx1=x1,Δx2=x2-x1,Δx3=x3-x2,Δx4=x4-x3,Δx5=x5-x4。
图实二-2
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2.求各计数点的瞬时速度
(1)各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替,即v1=eq \f(Δx1+Δx2,2T),v2=eq \f(Δx2+Δx3,2T),…
T为相邻两个计数点间的时间间隔,若交流电源频率为50 Hz,每5个点取一个计数点(中间隔4个点),则T=0.1 s。
(2)设计表格并记录相关数据,根据表格数据,分析速度随时间的变化。
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位置编号
0
1
2
3
4
5
6
时间t/s
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
v1/(m·s-1)
v2/(m·s-1)
v3/(m·s-1)
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3.作出小车运动的v-t图像
(1)以速度v为纵轴,t为横轴。
(2)定标度:坐标轴的标度选取要合理,应使图像大致布满坐标纸。
(3)描点:在坐标纸上描出各个坐标点的位置。
(4)连线:用一条平滑的曲线或直线“拟合”这些点。
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图像和纵轴的交点
4.分析数据并求出加速度
(1)如果画出的v-t图像是一条倾斜的直线,说明小车做速度均匀变化的直线运动。__________________表示开始计时时小车的速度。
(2)求出小车的加速度。
在v-t图像上任意取两个间隔较远的点(这两个点不一定是我们表格中已测得的点),找出它们的坐标值,然后把它们的坐标值代入公式a=eq \f(Δv,Δt)中求出加速度,即用图线的斜率求