21實(shí)驗(yàn)探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的關(guān)系學(xué)案人教版必修一

1、第二章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究本章是在第一章運(yùn)動(dòng)描述的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步用實(shí)驗(yàn)的方法，探索勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和特點(diǎn)，并結(jié)合公式、圖象對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究。通過(guò)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)探索運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并用語(yǔ)言、公式、圖象進(jìn)行描述。本章重點(diǎn)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的掌握，重點(diǎn)掌握其研究的方法和運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用。本章公式和推論較多，在學(xué)習(xí)時(shí)要分清公式的應(yīng)用條件和前提，不可亂套公式，在物理過(guò)程比較復(fù)雜時(shí)可以分解過(guò)程，突破并建立相關(guān)聯(lián)系，必要時(shí)可借助圖象進(jìn)行分析比較。第1節(jié) 實(shí)驗(yàn) 探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的關(guān)系知識(shí)導(dǎo)航 要想探究一個(gè)物體隨時(shí)間變化的規(guī)律，必須知道物體在一系列不同時(shí)刻的速度直接測(cè)量瞬時(shí)速度是比較

2、困難的，我們可以借助打點(diǎn)計(jì)時(shí)器先記錄物體在不同時(shí)刻的位置，再通過(guò)對(duì)紙帶的分析、計(jì)算得到各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度本節(jié)課在運(yùn)動(dòng)學(xué)中起著承上啟下的作用。第一章中已經(jīng)介紹了利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶求物體瞬時(shí)速度的方法。并且介紹了加速度，知道了它的物理意義及表達(dá)式。而這節(jié)課是以恒力作用下的小車(chē)的運(yùn)動(dòng)來(lái)研究速度隨時(shí)間變化規(guī)律的。從而為以后研究勻變速運(yùn)動(dòng)的有關(guān)知識(shí)打下了基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)目標(biāo) 1根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并熟練操作。2會(huì)運(yùn)用已學(xué)知識(shí)處理紙帶，求各點(diǎn)瞬時(shí)速度。3會(huì)用表格法處理數(shù)據(jù)，并合理猜想。4巧用vt圖象處理數(shù)據(jù)，觀察規(guī)律。5掌握畫(huà)圖象的一般方法，并能用簡(jiǎn)潔語(yǔ)言進(jìn)行闡述。6了解勻變速直線運(yùn)動(dòng)中速度隨時(shí)間的

3、變化規(guī)律。重點(diǎn)難點(diǎn) 【重點(diǎn)】練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化規(guī)律的探究；圖象法研究速度隨時(shí)間變化的規(guī)律?！倦y點(diǎn)】各點(diǎn)瞬時(shí)速度的計(jì)算；對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、規(guī)律的探究。預(yù)習(xí)檢測(cè)上一章學(xué)習(xí)了用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定速度，本章通過(guò)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，即研究時(shí)間、位移、速度和加速度等物理量之間的定量關(guān)系.1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是使用的是 電源，且打點(diǎn)周期取決于 ，當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔 s打一個(gè)點(diǎn)；現(xiàn)在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定小車(chē)的速度，當(dāng)電源的頻率低于50Hz時(shí)，如果仍按50Hz的時(shí)間間隔打一個(gè)點(diǎn)計(jì)算，則測(cè)出的速度值將比小車(chē)真實(shí)的速度值 。2.本節(jié)實(shí)

4、驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器材有： 。3.實(shí)驗(yàn)操作步驟：（1）把一端附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使 ，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在 ，連接好電路。（2）把 拴在小車(chē)上，使細(xì)繩跨過(guò)滑輪，下面掛上合適的 ，放手后看 ，然后把 穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把 的另一端固定在小車(chē)后面。（3）把小車(chē)停在 處，先 ，然后 ，讓小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列小點(diǎn)，換上紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次。（4）增減所掛的鉤碼，或在小車(chē)上放置重物，再做兩次實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)打3條紙帶。4.實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn) （1）開(kāi)始釋放小車(chē)時(shí)，應(yīng)使小車(chē) 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.（2）先 ，計(jì)時(shí)器工作后，再 ，當(dāng)小車(chē)停止運(yùn)動(dòng)時(shí)要及時(shí) .（3）要防止鉤碼落地時(shí)與小

5、車(chē)和滑輪相撞，當(dāng)小車(chē)到達(dá)滑輪前應(yīng)及時(shí) .（4）牽引小車(chē)的鉤碼數(shù)量要適當(dāng)，以免加速度太大而使紙帶上的點(diǎn)太少，或者加速度太小，而使各段位移無(wú)多大差別，從而增大誤差。5.紙帶上各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度可以用計(jì)數(shù)點(diǎn)內(nèi)的 來(lái)代替的；通過(guò)測(cè)得的速度，描繪出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖象，然后求出圖象的 ，其即為小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度.6紙帶的選取原則是： 。7.如果每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是 。8.作速度時(shí)間圖象（1） 。（2）嚴(yán)格按實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)，根據(jù)點(diǎn)的分布分析速度的變化特點(diǎn)。（3）用一條 來(lái) 坐標(biāo)系中描出的點(diǎn)?！緟⒖即鸢浮?.交流；頻率；0.02；大 2.一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板；小車(chē)；帶小鉤

6、的細(xì)線；鉤碼；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；紙帶；刻度尺；學(xué)生電源和導(dǎo)線 3. （1）滑輪伸出桌面；長(zhǎng)木板的另一端 （2）細(xì)繩；鉤碼；小車(chē)能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行；紙帶；紙帶 （3）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；接通電源；釋放小車(chē)4.（1）靠近 （2）接通電源；釋放小車(chē)；關(guān)閉電源 （3）用手按住 5.平均速度；斜率 6.8.（1）以速度v為縱軸，時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)選擇合適的標(biāo)度（圖象盡量分布在坐標(biāo)系的大部分面積）（3）直線；代表解讀教材一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，探究小車(chē)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律要求 ：（1）會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；（2）會(huì)處理紙帶數(shù)據(jù)；（3）能根據(jù)得到的數(shù)據(jù)作出圖象，并能從圖象上

7、分析小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律 二、實(shí)驗(yàn)原理如果運(yùn)動(dòng)物體帶動(dòng)的紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，在紙帶上打下的點(diǎn)就記錄了物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，紙帶上的點(diǎn)子也相應(yīng)地表示出了運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位置，研究紙帶上點(diǎn)子之間的間隔，就可以了解在不同時(shí)間里，物體發(fā)生的位移和速度的大小及其變化，從而了解物體運(yùn)動(dòng)的情況.三、實(shí)驗(yàn)裝置與器材（如下圖所示）四、實(shí)驗(yàn)步驟1把一端附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板的另一端。連接好電路2把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上，使細(xì)繩跨過(guò)滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，放手后，看小車(chē)能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行，然后把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的另一端固定在小車(chē)的后面3把小車(chē)停

8、在打點(diǎn)汁時(shí)器處，先接通電源，后釋放小車(chē)，讓小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一列小點(diǎn)，換上新紙帶重復(fù)操作三次4. 增減所掛的鉤碼，或在小車(chē)上放置重物，再做兩次實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)打3條紙帶。來(lái)源五、注意事項(xiàng)1應(yīng)先調(diào)整打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置，使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔與長(zhǎng)木板的縱軸位置對(duì)齊，然后再將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上。2應(yīng)先將小車(chē)放在平板上，將拉線連好放在動(dòng)滑輪上，調(diào)整動(dòng)滑輪的高度，使拉車(chē)的線與木板平行，以減小在小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中拉力的變化，然后再將定滑輪固定。3先將紙帶安裝在小車(chē)的后面，穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，然后再將鉤碼掛在拉線的另一端穿過(guò)定滑輪。4在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該先打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，使它工作

9、穩(wěn)定后，再松開(kāi)手使小車(chē)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車(chē)停止運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)及時(shí)關(guān)閉電源。5開(kāi)始釋放小車(chē)時(shí)，應(yīng)使小車(chē)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。6為了儀器的安全，實(shí)驗(yàn)時(shí)要防止鉤碼落地時(shí)與地板相碰，可在地板上事先放幾本書(shū)；還要防止小車(chē)與滑輪碰撞，可以在小車(chē)到達(dá)滑輪前及時(shí)用手按住，也可把中、食指叉開(kāi)跨過(guò)細(xì)線放在滑輪前事先等在小車(chē)。7鉤碼個(gè)數(shù)適當(dāng)，以免a過(guò)大點(diǎn)太少。應(yīng)以50cm的紙帶取得2040個(gè)連續(xù)點(diǎn)為佳。六、處理數(shù)據(jù)1從三條紙帶中選擇一條比較理想的，舍掉開(kāi)頭一些比較密集的點(diǎn)子，在后邊便于測(cè)量的地方找一個(gè)開(kāi)始點(diǎn)（即為0），再每隔4個(gè)自然點(diǎn)依次標(biāo)記1，2，3計(jì)數(shù)點(diǎn)2每相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間隔用毫米刻度尺測(cè)量每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，并用計(jì)算各計(jì)數(shù)點(diǎn)

10、的速度3以速度為縱軸，時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)得到、t數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中描點(diǎn)4通過(guò)觀察、思考，找出這些點(diǎn)的分布規(guī)律注意事項(xiàng) 在紙帶打好、選取了合適的紙帶后，應(yīng)先在紙帶上正確選取零點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)，并對(duì)各點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，然后再測(cè)量每個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到零點(diǎn)的距離。這里值得提醒的是，測(cè)量距離時(shí)最好先用長(zhǎng)的刻度尺對(duì)齊個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)（刻度尺不移動(dòng)），然后分別記下各計(jì)數(shù)點(diǎn)到零點(diǎn)的距離，避免了分別測(cè)量每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，從而減小測(cè)量誤差的積累。七、描繪圖象的一般要求1.根據(jù)測(cè)量的要求選定坐標(biāo)軸，一般以橫軸為自變量，縱軸為因變量。坐標(biāo)軸要標(biāo)明所代表的物理量的名稱(chēng)及單位。2.為避免圖紙上出現(xiàn)大片空白，使圖線盡量充滿(mǎn)坐標(biāo)紙空間

11、，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，坐標(biāo)軸應(yīng)選擇合適的標(biāo)度；坐標(biāo)原點(diǎn)可以是零，也可以不是零。力求作圖美觀大方又實(shí)用。3.根據(jù)測(cè)量所得數(shù)據(jù)，在圖中標(biāo)出坐標(biāo)點(diǎn)。如果在同一坐標(biāo)系上要描幾條曲線，應(yīng)分別用不同的符號(hào)，如“×”，“· ”，“”等加以區(qū)別。4.如果預(yù)測(cè)各點(diǎn)在同一條直線上,應(yīng)用直尺作圖，作圖時(shí)應(yīng)使盡量多的點(diǎn)處在這條直線上，不能連在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡量均勻分布在直線兩側(cè)。個(gè)別偏差過(guò)大的點(diǎn)可以舍去或重新測(cè)量查找原因進(jìn)行修正。5.計(jì)算直線的斜率時(shí)，應(yīng)取直線上相隔較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)，不一定取由實(shí)驗(yàn)測(cè)出的用以描繪直線的數(shù)據(jù)點(diǎn)，最好使用那些容易讀數(shù)的點(diǎn)。Ov v vt t t tv-6.如果所研究的兩個(gè)物理量不是成

12、正比關(guān)系，可以變換坐標(biāo)使其成為線性關(guān)系，從而，得到一條直線，使兩個(gè)物理量的關(guān)系更直觀。注意事項(xiàng) （1）先觀察測(cè)量數(shù)據(jù)的分布情況，然后在坐標(biāo)紙上選取合適的單位長(zhǎng)度，盡可能使描繪出來(lái)的圖象分布在坐標(biāo)紙的大部分面積上。而且橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)單位長(zhǎng)度不一定要一樣，可以根據(jù)坐標(biāo)紙的大小和數(shù)據(jù)的分布分別選取。（2）在描好點(diǎn)后，應(yīng)先認(rèn)真觀察點(diǎn)的分布情況，然后再下筆連線，應(yīng)盡可能使描出的點(diǎn)多數(shù)能夠落在直線上；對(duì)于落不在直線上的點(diǎn)，應(yīng)盡可能使他們分布在直線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)相同。七、如何運(yùn)用v-t圖象求速度隨時(shí)間變化規(guī)律我們可以從兩個(gè)途徑進(jìn)行：1直接分析v-t圖象的特點(diǎn)得到。如果小車(chē)運(yùn)動(dòng)的v-t圖象是一條傾斜的直線，如圖所

13、示，當(dāng)時(shí)間均勻增加時(shí)，速度也均勻增加，由可得小車(chē)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。2如果小車(chē)運(yùn)動(dòng)的v-t圖象是一條傾斜的直線，函數(shù)關(guān)系式可寫(xiě)為，顯然與成“線性關(guān)系”，小車(chē)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)?；绢}型一、實(shí)驗(yàn)操作步驟例1 在研究小車(chē)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)操作以下實(shí)驗(yàn)步驟，其中錯(cuò)誤或遺漏的步驟有（遺漏步驟可編上序號(hào)G、H ） 。A拉住紙帶，將小車(chē)移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處放開(kāi)紙帶，再接通電源B將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上，并接好電路C把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，下面吊著適當(dāng)重的鉤碼D取下紙帶E將平板一端抬高，輕推小車(chē)，使小車(chē)能在平板上做勻速運(yùn)動(dòng)F將紙帶固定在小車(chē)尾部，并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔將以上步驟

14、完善后寫(xiě)出合理的步驟順序 。解析：在實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)先接通電源，再放開(kāi)紙帶；取下紙帶前應(yīng)先斷開(kāi)電源；為了減小誤差，應(yīng)重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次即打3條紙帶。故本題錯(cuò)誤的步驟是A、D，其更正為：A中應(yīng)先通電，再放紙帶；D中取下紙帶前應(yīng)先斷開(kāi)電源。另外，需要補(bǔ)充步驟G：換上新紙帶，重復(fù)三次。步驟順序?yàn)椋築FCADG。規(guī)律總結(jié)：實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程是各類(lèi)考試的熱點(diǎn)，對(duì)于本實(shí)驗(yàn)要特別注意以下幾點(diǎn)：(1)鉤碼的質(zhì)量適當(dāng)大一些，使繩對(duì)小車(chē)的拉力始終遠(yuǎn)大于小車(chē)所受的摩擦力，保證外力基本恒定.(2)調(diào)整滑輪架的角度，使小車(chē)的拉繩與長(zhǎng)木板板面平行.(3)開(kāi)始時(shí)，應(yīng)將小車(chē)位置擺正，使紙帶與拉繩的方向一致，且不與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔邊相摩擦.(

15、4)先啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，再釋放小車(chē)，小車(chē)行至終點(diǎn)時(shí)切斷電源或脈沖輸出開(kāi)關(guān).(5)要防止鉤碼落地和小車(chē)跟定滑輪相撞.(6)選擇一條理想的紙帶，使指紙帶上的點(diǎn)跡清晰，適當(dāng)舍棄點(diǎn)子密集部分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)，弄清楚所選的時(shí)間間隔T等于多少秒.二、根據(jù)紙帶求出瞬時(shí)速度，并作出速度時(shí)間圖象瞬時(shí)速度的計(jì)算方法：用求平均速度的方法來(lái)代替（用計(jì)算較準(zhǔn)確的平均速度來(lái)代替），即選擇包括該點(diǎn)在內(nèi)的一段位移（該點(diǎn)最好處在中間時(shí)刻位置）x，找出對(duì)應(yīng)的時(shí)間t，用xt作為該點(diǎn)的瞬時(shí)速度；對(duì)于選取的兩個(gè)端點(diǎn)的速度暫時(shí)不計(jì)算（誤差較大）。例2 如圖是小車(chē)在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)計(jì)時(shí)器所得的一條紙帶，各段長(zhǎng)度為OA= 6.05 cm、O

16、B13.18 cm、OC21.40 cm、OD30.70 cm、OE41.10cm、OF52.58 cm，根據(jù)這些數(shù)據(jù)求出B、C、D、E各點(diǎn)的速度, 并作出速度時(shí)間圖象. (取A點(diǎn)為計(jì)時(shí)開(kāi)始，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一次點(diǎn)，B、C、D、E、F間均有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出)解析：相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間 t =0.02s×5=0.1s， m/s = 0.77 m/s； m/s = 0.88m/s； =0.99 m/s；=1.09 m/s。 速度時(shí)間圖象如圖所示。點(diǎn)評(píng)：它的v- t圖象是一條傾斜的直線（線性關(guān)系），物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。三、通過(guò)紙帶求加速度根據(jù)紙帶求加速度，除了常規(guī)的利用定義式求

17、得外，更常見(jiàn)的是逐差法和圖象法。1逐差法求加速度逐差法：如果物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為a，在每個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)的位移分別為sI、sII、sIIIsn、sm。根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有sII-sI=sIII-sII=aT2，即兩連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)的位移之差是一常數(shù)，由此可得sm-sn=（m-n）aT2.時(shí)間間隔為偶數(shù)如圖1為某同學(xué)測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí)選取的紙帶的一部分，每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，求小車(chē)的加速度的大小1560234s1s2s3s4s5s6圖1用逐差法處理數(shù)據(jù)： 具體做法：把2n個(gè)間隔分成前n個(gè)第一組，后n個(gè)為第二組，利用這兩組的位移之差s和時(shí)間間隔（n

18、T）進(jìn)行處理，起到了減小誤差的目的，即。而如若不用逐差法而是用： ，再求加速度有： 相當(dāng)于只用了s6與s1兩個(gè)數(shù)據(jù)，這樣起不到用多組數(shù)據(jù)減小誤差的目的。時(shí)間間隔為奇數(shù)上面是處理紙帶問(wèn)題中，紙帶上有偶數(shù)個(gè)時(shí)間間隔，如果題目中告訴的時(shí)間間隔為奇數(shù)個(gè)（如圖2所示），哪又如何求加速度哪？5034s1s2s3s4s512圖2具體做法：將中間的s3先拿去，這樣，就變成了偶數(shù)個(gè)時(shí)間間隔的問(wèn)題了然后再求： 最后獲得的加速度為：這樣即充分用到了每組數(shù)據(jù)，又充分利用了逐差法來(lái)減小誤差。例3 在探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為T(mén)=0.02s，打出一條紙帶并測(cè)量出如下數(shù)據(jù)如圖所示，求小車(chē)

19、運(yùn)動(dòng)的加速度。解析：由紙帶數(shù)據(jù)可知，相鄰的相等時(shí)間間隔內(nèi)位移差不嚴(yán)格相等，不是一組理想數(shù)據(jù)。為減小偶然誤差，在處理數(shù)據(jù)時(shí)要盡可能多的利用所給的數(shù)據(jù)，若給出奇數(shù)段時(shí)要舍去第一段或最后一段，選擇偶數(shù)段利用逐差法求解。2.圖象法求加速度用v-t圖象法：根據(jù)紙帶計(jì)算出打各點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度，然后做出v-t圖象，圖線的斜率即為物體運(yùn)動(dòng)的加速度.例4 在探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，算出小車(chē)經(jīng)過(guò)各計(jì)數(shù)點(diǎn)瞬時(shí)速度如下計(jì)數(shù)點(diǎn)序號(hào)123456計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻（s）0.100.200.300.400.500.60通過(guò)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度（cms）44.062.081.0100.0110.0168.0為了計(jì)算加速度，合

20、理的方法是（ ） A根據(jù)任意兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度用公式算出加速度B根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出vt圖，量出其傾角，由公式a = tg求出加速度C根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出vt圖，由圖線上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的速度、時(shí)間，用 公式算出加速度D依次算出通過(guò)連續(xù)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的加速度，算出平均值作為小車(chē)的加速度解析：方法A偶然誤差較大。方法D實(shí)際上也僅由始末兩個(gè)速度決定，偶然誤差也比較大，只有利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出對(duì)應(yīng)的vt圖，才可充分利用各次測(cè)量數(shù)據(jù)，減少偶然誤差。由于在物理圖象中，兩坐標(biāo)軸的分度大小往往是不相等的，根據(jù)同一組數(shù)據(jù)，可以畫(huà)出傾角不同的許多圖線，方法B是錯(cuò)誤的。正確的方法是根據(jù)圖線找出不同時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的速度值，然后利用公式

21、算出加速度，即方法 C。例5 在做“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)得到一條用電火花計(jì)時(shí)器打下的紙帶如圖所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)圖中沒(méi)有畫(huà)出，電火花計(jì)時(shí)器接220V、 50Hz交流電源.他經(jīng)過(guò)測(cè)量并計(jì)算得到電火花計(jì)時(shí)器在打B、C、D、E、F各點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度如下表：對(duì)應(yīng)點(diǎn)BCDEF速度（m/s）0.1410.1800.2180.2620.301（1）設(shè)電火花計(jì)時(shí)器的周期為T(mén)，計(jì)算vF的公式為vF=_；（2）根據(jù)（1）中得到的數(shù)據(jù)，以A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻為t=0，試在下圖所示坐標(biāo)系中合理選擇好標(biāo)度，作出vt圖象，利用該圖象求

22、物體的加速度a=_m/s2； （3）如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的電壓變成210V，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，那么加速度的測(cè)量值與實(shí)際值相比_（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）解析：（1）利用“中間時(shí)刻瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度”求F點(diǎn)的速度，可得；（2）作出vt圖象如圖所示，由圖線的斜率求出加速度a=m/s2；（3）不變.小結(jié)：圖象法在物理中的應(yīng)用很廣，在圖象的學(xué)習(xí)中，注意圖象的物理意義：圖象的斜率、截距、所圍面積，交叉點(diǎn)各有什么意義，明確圖象描述的函數(shù)關(guān)系，對(duì)應(yīng)的物理情景，應(yīng)用圖象判斷出相應(yīng)物理過(guò)程，或者根據(jù)物理過(guò)程做出運(yùn)動(dòng)圖象，并借助圖象解決物理問(wèn)題.四、根據(jù)圖象分析小車(chē)的運(yùn)動(dòng)例6 某同

23、學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定“小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離和時(shí)間間隔，已根據(jù)計(jì)算出小車(chē)在不同時(shí)刻的瞬時(shí)速度如下：計(jì)數(shù)點(diǎn)序號(hào)123456計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻（s）0.100.200.300.400.500.60通過(guò)計(jì)算點(diǎn)的速度（cm/s）44.062.081.0100.0120.0168.0問(wèn)題：（1）在坐標(biāo)紙中，自選標(biāo)度描出小車(chē)的v-t圖象；（2）根據(jù)v-t圖象，研究小車(chē)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。解析：O0.20 0.40 0.60v（cm/s）160.0120.080.040.0t（s）圖-2（1）建立坐標(biāo)系如圖-2所示，橫軸每小格代表0.05s，縱軸每小格代表10.0cm/s，把對(duì)應(yīng)的

24、各點(diǎn)（0.10，44.0）；（0.20，62.0）；（0.30，81.0）；（0.40，100.0）；（0.50，120.0）；（0.60，168.0）在坐標(biāo)系中標(biāo)出來(lái)，用平滑曲線按各點(diǎn)的走勢(shì)描線，前五點(diǎn)大致在一條直線上，只有第六點(diǎn)與其他各點(diǎn)偏差較遠(yuǎn)，大膽舍棄，故v-t圖象為直線。（2）運(yùn)用兩種方法求解方法一：由前五點(diǎn)可知相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間t=0.10s，速度增量v分別為18cm/s、19cm/s、19cm/s、19cm/s、20cm/s，在誤差允許的范圍內(nèi)可認(rèn)為速度的增量相等，即v=19cm/s，可得小車(chē)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，其加速度。方法二： v-t圖象中的直線可寫(xiě)為，顯然與成“線性關(guān)系”，取相距

25、較遠(yuǎn)的第一點(diǎn)和第五點(diǎn)，根據(jù)直線性質(zhì)，可得小車(chē)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。注意：O40.080.0120.0160.00.200.400.60v（cm/s）t（s）先在坐標(biāo)系中標(biāo)出各個(gè)點(diǎn)跡，連線時(shí)，要顧及到各個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，使圖線呈光滑曲線（含直線），并使數(shù)據(jù)點(diǎn)均勻分布在曲線（直線）的兩側(cè)，且盡量貼近曲線.個(gè)別偏離過(guò)大的點(diǎn)要重新審核，把確定為錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)大膽刪去.故描繪的圖象應(yīng)是平滑曲線，并且坐標(biāo)為（0.60，168.0）的點(diǎn)是錯(cuò)誤，誤差較大，應(yīng)刪去不用。課堂訓(xùn)練第1節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律A卷（基礎(chǔ)訓(xùn)練）1.在探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，如圖所示，關(guān)于使用操作，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（ ）A木

26、板不能側(cè)向傾斜，也不能一端高一端低來(lái)B在釋放小車(chē)前，小車(chē)應(yīng)緊靠在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器上C應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)始打點(diǎn)后再釋放小車(chē)D要在小車(chē)到達(dá)定滑輪前使小車(chē)停止運(yùn)動(dòng)2在你練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，小車(chē)拖動(dòng)紙帶并在上面打下了一系列的小點(diǎn)根據(jù)你所打出點(diǎn)的紙帶，在判斷紙帶表示的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)還是變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)（）A應(yīng)通過(guò)測(cè)量紙帶表示的運(yùn)動(dòng)的全程來(lái)判斷B必須通過(guò)計(jì)算任意兩點(diǎn)間的平均速度來(lái)判斷C必須通過(guò)計(jì)算全程的平均速度來(lái)判斷D可以通過(guò)測(cè)量每相鄰兩點(diǎn)間的距離，看其是否都相等來(lái)判斷3如圖所示，紙帶上A、B、C、D是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一系列連續(xù)的點(diǎn)，點(diǎn)B、C、D到A點(diǎn)的距離分別為4cm、10cm、18cm，則（

27、）A紙帶可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)B紙帶可能運(yùn)動(dòng)得越來(lái)越快C紙帶可能運(yùn)動(dòng)得越來(lái)越慢D以上說(shuō)法都不對(duì)4用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)小車(chē)的運(yùn)動(dòng)速度，下列說(shuō)法中正確的是（ ）A必須選擇點(diǎn)跡清晰的紙帶，而且應(yīng)以打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打的第一個(gè)點(diǎn)做為第一計(jì)數(shù)點(diǎn)B要舍去開(kāi)頭比較密集的點(diǎn),任選后面較清晰的某點(diǎn)做為第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)C可以每隔任意相同數(shù)量的點(diǎn)選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)D在數(shù)據(jù)處理時(shí),從器材上直接讀取的原始數(shù)據(jù)一定要有表格記錄5我們可以用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打紙帶的方法研究物體的運(yùn)動(dòng)。關(guān)于計(jì)數(shù)點(diǎn)的說(shuō)法，下列正確的是（）A用計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量計(jì)算，既方便，又可減小誤差B相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔應(yīng)該是相等的C相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離應(yīng)當(dāng)是相等的D計(jì)數(shù)點(diǎn)是從計(jì)時(shí)器打出的實(shí)際

28、點(diǎn)中選出來(lái)的，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間點(diǎn)痕的個(gè)數(shù)相等6在探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律實(shí)驗(yàn)中，將下列步驟的代號(hào)按合理順序填寫(xiě)在橫線上： A拉住紙帶,將小車(chē)移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,先接通電源,后放開(kāi)紙帶B將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上,并接好電路C把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上,細(xì)繩跨過(guò)定滑輪,下面吊著重量適當(dāng)?shù)你^碼D斷開(kāi)電源,取下紙帶E將紙帶固定在小車(chē)尾部,并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔F換上新的紙帶,再重復(fù)做三次7. 在下列所給器材中, 本實(shí)驗(yàn)所需的器材有_；為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模€應(yīng)增添_.（電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 天平 低壓直流電源 細(xì)繩 紙帶 小車(chē) 鉤碼 秒表 一端有滑輪的長(zhǎng)木板）8. 在本實(shí)驗(yàn)中，若計(jì)數(shù)點(diǎn)之間隔三個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)

29、數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為_(kāi).9用接在50 Hz 交流電源上的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，測(cè)定小車(chē)速度，某次實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶，如圖所示，從比較清晰的點(diǎn)起，每五個(gè)打印點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)明0、l、2、3、4，量得0與 1兩點(diǎn)間距離x1 = 30 mm，3與4兩點(diǎn)間的距離x2 = 48 mm，則小車(chē)在0與1兩點(diǎn)間平均速度為 m/s，在3與4兩點(diǎn)間平均速度為 m/s10.實(shí)驗(yàn)時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接低壓 （直流或交流）電源，每隔 s打一個(gè)點(diǎn)，如下圖是某次實(shí)驗(yàn)的紙帶，舍去前面比較密集的點(diǎn)，從0點(diǎn)開(kāi)始，每5個(gè)連續(xù)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，標(biāo)以1、2、3那么相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間為 。各計(jì)數(shù)點(diǎn)與0點(diǎn)間距離依次為，則物體通過(guò)1計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度是

30、 m/s，通過(guò)2計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度是 m/s，運(yùn)動(dòng)的加速度為 。s1s2s3032111.某同學(xué)在研究小車(chē)的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，如圖所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，該同學(xué)選擇了A、B、C、D、E、F六個(gè)點(diǎn)，對(duì)計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量的結(jié)果記錄在圖中，單位：cm。（1）計(jì)算在打下A、B、C、D、E、F各點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度vB、vC、vF各是多大？（2）作出小車(chē)的v-t圖像3.32ABACDEF7.925.4610.761.50單位：cm 12如圖是采用每秒閃光10次拍攝的小球在水平面上運(yùn)動(dòng)的頻閃照片，照片中每?jī)蓚€(gè)相鄰的小球的影像間隔的時(shí)間就是0.1 s，這樣便記錄了小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間而小

31、球運(yùn)動(dòng)的位移則可以用刻度尺測(cè)出試根據(jù)圖中信息作出小球的vt圖象B卷（能力提高）1.在做“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列方法中有利于減小實(shí)驗(yàn)誤差的是 （ ）A.選取計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)，把每5個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔作為一個(gè)計(jì)時(shí)單位B.使小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度盡量小些C.舍去紙帶上密集的點(diǎn)，只利用點(diǎn)跡清晰、點(diǎn)間間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠贮c(diǎn)進(jìn)行測(cè)量、計(jì)算D.選用各處平整程度、光滑程度相同的長(zhǎng)木板做實(shí)驗(yàn)ABCDEFG1.401.902.382.883.393.87cm圖12在探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律實(shí)驗(yàn)中，如圖所示為一次記錄小車(chē)運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，圖1中A、B、C、D、E、F、G為相鄰的記數(shù)點(diǎn)，相鄰記數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T =

32、0.1s.0.10.20.30.4152025303540t/sv/（cms-1）0.510（1）其中B、C、D、E點(diǎn)的對(duì)應(yīng)速度vB=_cm/s, vC= cm/s，vD= cm/s，vE= cm/s, vF= cm/s.（2）在圖中所示的坐標(biāo)中做出小車(chē)的v-t圖線（3）將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交,交點(diǎn)的速度大小是 ,此速度的物理意義是 .yx0abcde3在“利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定勻加速直線運(yùn)動(dòng)加速度”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)在打出的紙帶上每5點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，共取了A、B、C、D、E、F六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)（每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出）如圖33。從每一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)處將紙帶剪開(kāi)分成五段（分別叫a、b、c、d、e段），將

33、這五段紙帶由短到長(zhǎng)緊靠但不重疊地粘在xoy坐標(biāo)系中，如圖所示，由此可以得到一條表示v-t關(guān)系的圖線，從而可求出加速度。ABCDEF （1）在xoy坐標(biāo)系中用最簡(jiǎn)潔的方法做出能表示v-t關(guān)系的圖線（在原圖上做），并指出哪個(gè)軸相當(dāng)于v軸？答： 。（2）從第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，要想求出0.15s時(shí)刻的瞬時(shí)速度，需要測(cè)出哪一段紙帶的長(zhǎng)度？答： 。 （3）若測(cè)得a段紙帶的長(zhǎng)度為2.0cm，e段紙帶的長(zhǎng)度為10.0cm，則加速度為 m/s2。4.利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)小車(chē)的加速度，如圖給出從0點(diǎn)開(kāi)始，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶，其中0、1、2、3、4、5、6都為計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)得：s11.40 cm，

34、s2=1.90 cm，s3=2.38 cm， s4=2.88 cm，s5=3.39 cm，s63.87 cm (1)在計(jì)時(shí)器打出點(diǎn)1、2、3、4、5、時(shí)，小車(chē)速度分別為 v1 =_cm/s，v2 =_cm/s，v3=_ cm/s， v4=_cm/s , v5 _cm/s (2)作出v - t圖象, 并由圖象求出小車(chē)的加速度a =_ m/s2 . 5.火車(chē)沿長(zhǎng)直坡路向下行駛。開(kāi)始時(shí)速度表上的讀數(shù)是54km/h，以后每5秒讀取一次數(shù)據(jù)，見(jiàn)下表時(shí)間t(m/s)051015202530速度v(km/h)545965 學(xué)#科# 70768186速度v(m/s)（1）在表中填寫(xiě)以米為單位表示的速度。（2）

35、建立vt坐標(biāo)系（v單位用米每秒），描出與表中各對(duì)應(yīng)時(shí)刻速度對(duì)應(yīng)的點(diǎn)。（3） 作出表示列車(chē)速度與時(shí)間關(guān)系的曲線。這是一條什么曲線？參考答案A卷1.A2D提示：要看每相鄰兩點(diǎn)間的距離，距離相等表明小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)，不相等表明做變速運(yùn)動(dòng)。3BC 提示：紙帶上A、B、C、D各點(diǎn)之間的距離不同，說(shuō)明紙帶做變速運(yùn)動(dòng)；由于不知道紙帶的運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)是左側(cè)還是右側(cè)，所以紙帶可能運(yùn)動(dòng)得越來(lái)越快，也可能運(yùn)動(dòng)得越來(lái)越慢。BC正確。4.BCD 提示：不需要從第一個(gè)點(diǎn)開(kāi)始。5ABD 提示：實(shí)際打的點(diǎn)間隔較小，不便于測(cè)量，測(cè)量誤差也大，故常選計(jì)數(shù)點(diǎn)來(lái)研究紙帶。為計(jì)算簡(jiǎn)便我們所選的計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔相等，實(shí)際打點(diǎn)的時(shí)間間隔相等，所以相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的個(gè)數(shù)也就相等。6BCEADF 7; 低壓交流電源8. 0.8s 90.3；0.48解析：利用平均速度的定義式可求。10.交流；0.02；0.1；0.375；0.525；1.511.解析：（1）由圖可知，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔 由瞬時(shí)速度的求法，