?編者按:研究變速運動,應當從最簡單的變速運動開始,勻變速直線運動就是一種最簡單的變速運動。本章利用第一章小學習過的打點計時器研究勻變速直線運動的特征,并用推理的方式得到各化學量之間的定量關系,如速率公式、位移公式、速度-位移關系式,推論幾個結論,如==、Δx=aT2、初速率為零的勻加速直線運動的幾個比列關系式等。本章中用到的思想方式有微元法、圖像法,這種方式在解題中起著重要的作用。練習中應注意感受各個公式的選用環境,產生解題思路。要點精準概括3個基本公式:速率公式、位移公式、速度-位移關系式3個重要結論:==、Δx=aT2、初速率為零的勻加速直線運動的幾個比列關系式1個實驗:探究貨車速率隨時間變化的規律1個實例:自由落體運動3個思想方式:微元法、“邏輯+推理”的研究方式、圖像法3種解題方式:基本公式法、推論法、圖像法3個關鍵能力:推理能力、建立數學模型的能力、知識遷移能力1.實驗:探究貨車速率隨時間變化的規律1.把握打點計時器的使用、紙帶數據處理和檢測瞬時速率的方式;2.了解怎樣從實驗中獲取數據,學會借助v-t圖象處理、分析實驗數據的方式;3.曉得貨車在重物牽引下運動速率隨時間變化的規律。
自然界中物體的運動一般是比較復雜的,放眼所見,物體的運動規律各不相同。如圖所示,借助打點計時器打出的紙帶來探求物體的運動所暗含的規律。圖中打點計時器記錄了貨車運動的什么信息?怎么探究貨車速率隨時間的變化規律?知|識|梳|理一、實驗原理借助打點計時器打出的紙帶上記錄的數據,估算出各時刻的速率,再做出速率—時間的關系圖象。1.某點的瞬時速率近似等于以它為中間時刻的一小段時間內的平均速率。2.若v-t圖象為一傾斜直線,則物體做勻變速直線運動,圖線的斜率表示加速度。二、實驗器材打點計時器、學生電源、復寫紙、紙帶、導線、一端帶有滑輪的長木板、小車、細繩、槽碼、刻度尺、坐標紙。三、實驗步驟1.如圖所示,把附有滑輪的長木板置于實驗桌上,并使滑輪伸開桌面,把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端,聯接好電路。2.把一條細繩拴在貨車上,使細繩越過滑輪,下面掛上鉤碼,把紙帶穿過打點計時器,并把紙帶的一端固定在貨車的前面。3.把貨車停在緊靠打點計時器處,接通電源后,釋放貨車,讓貨車拖著紙帶運動,打點計時器就在紙帶上打下一系列小點。4.換上新的紙帶,重復實驗兩次。5.增減所掛槽碼,按以上步驟再做兩次實驗。
四、數據處理1.表格法。(1)從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶,舍掉開始時一些比較密集的點,在旁邊以便檢測的地方找一個開始點,作為計數始點,之后依次每五個點取一個計數點,并標注0、1、2、3、4……測量各計數點到0點的距離x,并記錄填入表中。位置編號0123456時間t/s00.10.20.30.40.50.6距離x/m速率v/(m·s-1)(2)分別估算出相鄰計數點之間的距離依次為x1,x2,x3,…(3)借助vn=求得計數點1、2、3、4的瞬時速率,填入里面的表格中。(4)按照表格中的數據,剖析速率隨時間如何變化。2.圖象法。(1)在座標紙上構建平面直角座標系,縱軸表示時間,橫軸表示速率,并按照表格中的數據在座標系中描點。(2)畫一條直線,讓這條直線通過盡可能多的點,不在線上的點均勻分布在直線的一側,某些誤差比較大的點忽視不計,如圖所示。(3)觀察所得到的直線,剖析物體的速率隨時間的變化規律。(4)這條直線就是本次實驗的v-t圖象,它是一條傾斜的直線。五、誤差剖析形成緣由減少方式碰巧偏差按照紙帶檢測的位移有偏差檢測各計數點到起始點的距離而不是直接檢測相鄰計數點間的距離系統偏差木板的粗糙程度不完全相同盡量選用粗糙程度一致的木板六、注意事項1.開始釋放貨車時,應使貨車緊靠打點計時器。
2.先接通電源,等打點穩定后,再釋放貨車。3.取下紙帶前,先斷掉電源。4.選定一條點跡清晰的紙帶物理實驗小車,適當放棄點密集的部份,選定適當的計數點(注意計數點與計時點的區別),弄清楚所選的時間間隔T等于多少秒。5.要避免槽碼落地物理實驗小車,防止貨車跟滑輪相撞,當貨車抵達滑輪前及時用手按住。6.牽引貨車的槽碼個數要適當,以免加速渡過大而使紙帶上的點太少,或則加速度太小,而使各段位移差異不大,使偏差減小。7.在座標紙上畫v-t圖象時,注意座標軸單位寬度的選定,應使圖象盡量分布在較大的座標平面內。預|習|自|檢1.判定正誤(正確的畫“√”,錯誤的畫“×”)(1)電火花打點計時器和電磁打點計時器使用的電源都是220V的交