▶编者按:研究变速运动,应当从最简单的变速运动开始,匀变速直线运动就是一种最简单的变速运动。本章利用第一章小学习过的打点计时器研究匀变速直线运动的特征,并用推理的方式得到各化学量之间的定量关系,如速率公式、位移公式、速度-位移关系式,推论几个结论,如==、Δx=aT2、初速率为零的匀加速直线运动的几个比列关系式等。本章中用到的思想方式有微元法、图像法,这种方式在解题中起着重要的作用。练习中应注意感受各个公式的选用环境,产生解题思路。要点精准概括3个基本公式:速率公式、位移公式、速度-位移关系式3个重要结论:==、Δx=aT2、初速率为零的匀加速直线运动的几个比列关系式1个实验:探究货车速率随时间变化的规律1个实例:自由落体运动3个思想方式:微元法、“逻辑+推理”的研究方式、图像法3种解题方式:基本公式法、推论法、图像法3个关键能力:推理能力、建立数学模型的能力、知识迁移能力1.实验:探究货车速率随时间变化的规律1.把握打点计时器的使用、纸带数据处理和检测瞬时速率的方式;2.了解怎样从实验中获取数据,学会借助v-t图象处理、分析实验数据的方式;3.晓得货车在重物牵引下运动速率随时间变化的规律。
自然界中物体的运动一般是比较复杂的,放眼所见,物体的运动规律各不相同。如图所示,借助打点计时器打出的纸带来探求物体的运动所暗含的规律。图中打点计时器记录了货车运动的什么信息?怎么探究货车速率随时间的变化规律?知|识|梳|理一、实验原理借助打点计时器打出的纸带上记录的数据,估算出各时刻的速率,再做出速率—时间的关系图象。1.某点的瞬时速率近似等于以它为中间时刻的一小段时间内的平均速率。2.若v-t图象为一倾斜直线,则物体做匀变速直线运动,图线的斜率表示加速度。二、实验器材打点计时器、学生电源、复写纸、纸带、导线、一端带有滑轮的长木板、小车、细绳、槽码、刻度尺、坐标纸。三、实验步骤1.如图所示,把附有滑轮的长木板置于实验桌上,并使滑轮伸开桌面,把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,联接好电路。2.把一条细绳拴在货车上,使细绳越过滑轮,下面挂上钩码,把纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端固定在货车的前面。3.把货车停在紧靠打点计时器处,接通电源后,释放货车,让货车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列小点。4.换上新的纸带,重复实验两次。5.增减所挂槽码,按以上步骤再做两次实验。
四、数据处理1.表格法。(1)从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开始时一些比较密集的点,在旁边以便检测的地方找一个开始点,作为计数始点,之后依次每五个点取一个计数点,并标注0、1、2、3、4……测量各计数点到0点的距离x,并记录填入表中。位置编号0123456时间t/s00.10.20.30.40.50.6距离x/m速率v/(m·s-1)(2)分别估算出相邻计数点之间的距离依次为x1,x2,x3,…(3)借助vn=求得计数点1、2、3、4的瞬时速率,填入里面的表格中。(4)按照表格中的数据,剖析速率随时间如何变化。2.图象法。(1)在座标纸上构建平面直角座标系,纵轴表示时间,横轴表示速率,并按照表格中的数据在座标系中描点。(2)画一条直线,让这条直线通过尽可能多的点,不在线上的点均匀分布在直线的一侧,某些误差比较大的点忽视不计,如图所示。(3)观察所得到的直线,剖析物体的速率随时间的变化规律。(4)这条直线就是本次实验的v-t图象,它是一条倾斜的直线。五、误差剖析形成缘由减少方式碰巧偏差按照纸带检测的位移有偏差检测各计数点到起始点的距离而不是直接检测相邻计数点间的距离系统偏差木板的粗糙程度不完全相同尽量选用粗糙程度一致的木板六、注意事项1.开始释放货车时,应使货车紧靠打点计时器。
2.先接通电源,等打点稳定后,再释放货车。3.取下纸带前,先断掉电源。4.选定一条点迹清晰的纸带物理实验小车,适当放弃点密集的部份,选定适当的计数点(注意计数点与计时点的区别),弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒。5.要避免槽码落地物理实验小车,防止货车跟滑轮相撞,当货车抵达滑轮前及时用手按住。6.牵引货车的槽码个数要适当,以免加速渡过大而使纸带上的点太少,或则加速度太小,而使各段位移差异不大,使偏差减小。7.在座标纸上画v-t图象时,注意座标轴单位宽度的选定,应使图象尽量分布在较大的座标平面内。预|习|自|检1.判定正误(正确的画“√”,错误的画“×”)(1)电火花打点计时器和电磁打点计时器使用的电源都是220V的交