内容正文:
利用纸带计算瞬时速度
如果v-t图象是一条倾斜的直线,说明小车的速度是 的。
t/s
5
10
15
20
25
0
20
40
60
80
v/m•s-1
均匀变化
实验1:探究小车速度随时间变化的规律
1
实验步骤
1.把附有滑轮的长木板放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接电路。
2.把细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边挂上合适的槽码。把纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端固定在小车的后面。
注意事项:
细绳下所挂槽码质量要适当,以免加速度过大而使纸带上的点太少,或者加速度太小,而使各段位移无多大差别。
2
实验步骤
3.把小车停靠在靠近打点计时器处,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行小点,随后立即关闭电源。
注意事项:
要防止槽码落地和小车跟滑轮相撞,当小车到达滑轮前及时用手按住它。
4.换上新的纸带,重复实验两次。
5.增减所挂的槽码(或在小车上放置重物),更换纸带,再做两次实验。
3
用图象表示速度
步骤:
1、以速度v为纵轴,时间t为横轴建立直角坐标系.
2、严格按实验数据描点
3、用平滑曲线来“拟合”实验中描出的点。
t/s
v/(m·s-1)
0
t/s
v/(m·s-1)
0
V-t图像
许多变化过程,如气温的变化、物价的跌涨、传染病发病人数的增减都可以用图像展示,目的是更直观地反映变化的规律。
速度的变化总是比较平滑的,所以用平滑曲线来“拟合”实验中描出的点。
如果从点的分布上可以有很大把握这些点应该在一条直线上,可以画出一条直线,让尽可能多的点处在这条直线上,其余的点均匀分布,去掉偏差太大的点。
5.求加速度:
尽量选取较远的两个点。
实验2:探究自由落体的规律
7
实验注意事项:
(1)按照教材图示和实验要求连接好电路,并用手托重物将纸带拉到最上端;
(2)打点计时器的安装要使两限位孔在同一条竖直直线上,以减少摩擦阻力;
(3)应选用密度和质量较大的重物,以减小摩擦力的影响,增大密度可以减小体积,以减小阻力
(4)先接通电源再放开纸带;
(5)手捏纸带放开之前,手不要晃动,以保证打出的第一个点清晰;
(6)重复上述步骤
8
实验原理:
一、求出各时刻的瞬时速度,作V—t图象,用V—t图象来分析研究自由落体运动。
二、匀变速直线运动的物体,在连续相等时间t内:Δs = s2- s1=…= at2
实验结论:自由落体运动符合s2- s1= s3- s2= s4- s3=……=定值,是初速度为零的匀加速直线运动。
实验3:探究弹簧的弹力和形变量之间的关系:
注意:
1、测弹簧长度要在弹簧竖直悬挂且静止时测量。
2、所挂钩码不要过重,以免超过弹簧的弹性限度。
钩码个数 总长L/cm 伸长量x/cm 弹力F/N
0 37.00 0.00 0.0
1 38.30
2 39.72
3 41.14
4 42.50
5 43.90
在弹簧下悬挂钩码,弹簧被拉伸,根据二力平衡,钩码重力的大小等于弹力的大小。
钩码个数 总长L/cm 伸长量x/cm 弹力F/N
0 37.00 0.00 0.0
1 38.30
2 39.72
3 41.14
4 42.50
5 43.90
1.30
2.72
4.14
5.50
6.90
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
弹力与弹簧的伸长量成正比
胡克定律:在弹簧的弹性限度内,弹簧的弹力F与弹簧的形变量x成正比。
表达式:F=kx
实验方案一
滑动摩擦力一定等于拉力吗?
一定要匀速运动!
实验4:探究滑动摩擦力的大小影响因素:
实验方案二
把弹簧测力计一端固定,另一端与物块连接,拉动物块下面的木板。
木板能不能随意地拉?
可以,只要物块保持静止,物块受到的拉力就等于滑动摩擦力。
注意:
绳子和弹簧测力计要保持水平。
结论:滑动摩擦力的大小与压力成正比,还与接触面有关。 Ff = µ F压
设计实验:弹簧秤拉橡皮条
G
F
实验5:探究两个互成角度的力的合成规律
①用两个弹簧秤把橡皮条从E点拉伸到O点;
②用一个弹簧秤把橡皮条从E点拉伸到O点
F1=10.0 N
F2=6.8 N
F=12.8 N
O
2N
F合
G
E
实验参考步骤:
1、用两只弹簧秤分别钩住细绳套互成角度地拉橡皮条,使橡皮条的结点伸长到某一位置O,用铅笔描下O点的位置和两条细绳的方向,并记录弹簧秤的读数F1、F2。
2、按选定的标度作出力F1、F2的图示。
3、只用一只弹簧秤通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O点,在图上记下细绳的方向并记录弹簧秤的读数F。
4、按选定的标度作出力F的图示。
5、分析F1、F2 与F的图示,得出结论。
6、改变F1、F2 的值,重做上述实验,看看结论是否相同。
F2
F合
·
F1
O
两个力合成时,用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向,这叫做力的平行四边形定则。
(3)互成角度两个共点力的合力的方法
T
G
f
FN
思考:此时的拉力F是小车所受的合力吗?
不是 F合=T-f
思考:要想拉力T是小车所受的合力如何改进实验呢?
实验6: 探究加速度与力、质量的关系
平衡摩擦阻力:调节木板的倾斜度,使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动。
平衡好摩擦力后,挂上砝码和砝码盘时, F合=T
当M >>m时,可近似认为小车所受的拉力F等于钩码重力mg.
F合=FT≈mg
槽码
小车
打点计时器
纸带
F
M
a
探究加速度与外力的关系
思考:如果钩码的质量变化是否还需要再次平衡摩擦力?
不需要
控制小车质量M不变,改变钩码个数,即改变F大小,求加速度a
探究加速度与质量的关系
控制外力不变,改变小车质量,求加速度a
思考:如果小车的质量变化是否还需要再次平衡摩擦力?
不需要
1.用天平测出小车的质量,并记录数据。
2.安装好实验装置(小车不系绳),平衡摩擦力(打出纸带点迹均匀)
3.把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂钩码,将车拉到打点计时器附近。
4.打开打点计时器电源,再释放小车,得到纸带,并在纸带上计下钩码重量。
5.改变钩码的重量,重复以上的步骤多次。
6.控制钩码质量不变,改变小车质量,再测几组数据。
7.设计表格,记录实验数据。
实验步骤:
槽码
小车
打点计时器
纸带
1.M一定,a与F关系:
m/ kg
a/m·s -2
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
a/m·s -2
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
/kg -1
m
1
2.F一定,a与 M的关系:
请分析图像不过原点及弯曲的原因
a
F
甲
a
F
乙
a
F
丙
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足,长木板倾角过小。
平衡摩擦力过度,长木板倾角过大。
槽码质量没有远小于小车质量。
实验1:探究加速度与外力的关系
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