第二章勻變速直線運動的研究1實驗：探究小車速度隨時間變化的規律

一、實驗探究

1．實驗器材 打點計時器、一端附有定滑輪的長木板、小車、紙帶、細繩、鉤碼、刻度尺、導線、電源．2．實驗步驟時間打點計時器紙帶

(1)把附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，將細繩繞過滑輪，下面掛上適當的鉤碼．為了研究小車的速度隨_____變化的規律，需要把___________固定在長木板上，把_____穿過打點計時器，連在______的后面；小車

(2)把小車停在_____打點計時器的位置，啟動打點計時器，然后放開小車，讓它拖著紙帶運動，打點計時器在紙帶上打下一行小點，然后關閉電源，取下紙帶；靠近清晰

(3)換上新紙帶，重復操作兩次； (4)在三條紙帶中選擇一條最_____的，為了便于測量，舍掉開頭一些過于密集的點跡，找一個適當的點當做計時起點； (5)選擇相隔0.1s的若干計數點進行測量，把數據填入設計好的表格； (6)增減所掛鉤碼數，再做兩次實驗．

二、作出v－t圖象

1．作法：以速度v為縱軸，時間t為橫軸，建立直角坐標系，根據表中數據描點，將這些點連成一條直線． 2．注意：(1)連線時應使盡量多的點落在直線上，不在直線上的點要盡量對稱分布在直線兩側．誤差較大的點可舍去． (2)小車的運動情況：如果圖象是一條傾斜的直線，則表示物體做_________直線運動．勻加速要點紙帶的分析與計算

1．求瞬時速度

2．用“逐差法”求加速度 (1)若實驗數據夠用，一般選取7個計數點，測量并計算出6個間距(如圖2－1－1所示)． 圖2－1－13．實驗的注意事項(1)選取點跡最清晰的紙帶，舍去開頭一些過于密集的點，找一個適當的點做計時起點．

(2)處理數據時要區分打點計時器打的點與人為選取的計數點，也要區分打點計時器打點的周期與人為選取的兩個計數點間的時間間隔．打點計時器打點周期為0.02s(電源頻率為50Hz)，從P點開始每隔4個點再取一個計數點，則相鄰兩個計數點間的時間間隔為0.1s.實驗數據分析與計算

【例1】某課外興趣小組在探究小車的速度隨時間變化規律的實驗中，得到如圖2－1－2所示的實驗紙帶，實驗中打點計時器交流電的頻率為50Hz，紙帶前面的幾個點較模糊，因此從A點開始每打五個點取一個計數點，其中B、C、D、E點的對應速度vB＝____m/s,vC＝____m/s,vD＝____m/s,vE＝____m/s，由此推得F點的速度vF＝____m/s.小車從B運動到C的加速度a1＝________m/s2，從C運動到D的加速度a2＝________m/s2，從D運動到E的加速度a3＝________m/s2.圖2－1－2

[解析]當時間間隔較短時，這段時間內某時刻的瞬時速度可以認為是這段時間內的平均速度，即B點的瞬時速度為A、C兩點間的平均速度，其余類推．由題意可知，每兩個計數點之間的時間間隔為T＝0.02×5s＝0.1s.B點的速度為A、C兩點間的平均速度：[答案]見解析1．(2011年湛江二中期末)在“探究小車速度隨時間變化的規律的實驗”中：交流2200.023

(1)電火花打點計時器是一種利用____電源的計時儀器，它的工作電壓為_____V.當電源頻率為50Hz時，它每隔____s打一次點．

圖2－1－30.210.33作小車運動的v－t

圖象

[解析]因為每

5個點取一個計數點，所以相鄰計數點間的時間間隔T＝0.10s.

(2)從0點開始計時，圖象如圖2－1－5所示，取A、B兩點計算加速度．

圖2－1－5[答案]見解析

2．在研究勻變速直線運動的實驗中，如圖2－1－6所示為一次記錄小車運動情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數點，相鄰記數點間的時間間隔T＝0.1s.圖2－1－6圖2－1－7(1)根據________________________計算各點瞬時速度，且vD＝_______m/s，vC＝_______m/s，vB＝_______m/s. (2)在如圖2－1－7所示坐標中做出小車的v－t圖線，并根據圖線求出a＝________.(設A為0時刻)(3)將圖線延長與縱軸相交，交點的速度是________，此速度的物理意義