測變速直線運動的平均速度

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 九年級 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


測變速直線運動的平均速度
【目的和要求】
  觀察做變速運動的物體的運動特征,理解平均速度的物理意義。
【儀器和器材】
  節(jié)拍器(全班共用),鋼棒2根(直徑8毫米,長80厘米一100厘米,或用細(xì)木棒代替),高、低支架各1個,鋼球(直徑19毫米左右),墊塊,紅粉筆,刻度尺。
【實驗方法】
  1.安裝實驗器材。將兩根鋼棒的兩端分別插入高、低支架的兩孔中,然后將支架平放在實驗桌上,當(dāng)鋼球放在高端兩棒之間時,鋼球會沿兩棒滾下,如圖19-1所示。

  2.訓(xùn)練反應(yīng)能力。教師首先調(diào)節(jié)節(jié)拍器每兩次響聲之間(每拍)的時間間隔為1秒。讓學(xué)生一只手在高端兩棒之間擋住鋼球,并隨著節(jié)拍器的響聲數(shù)5、4、3、2、1,數(shù)到0時放手讓小球滾下并接下去數(shù)1、2、3、……如此重復(fù)幾次,直到學(xué)生基本上能按上述要求與節(jié)拍器響聲同步為止。
  教師然后調(diào)節(jié)節(jié)拍器每兩次響聲之間的時間間隔為0.75秒。按上述要求重復(fù)訓(xùn)練幾次,要求學(xué)生能基本上達到與節(jié)拍器響聲同步反應(yīng)。這對于今后做其他實驗是有益的。
  3.調(diào)節(jié)小球滾動的快慢。用墊塊調(diào)整支架的高度,使鋼球滾到接近低端時節(jié)拍數(shù)為整數(shù),例如第8拍,并在該拍時鋼球經(jīng)過的位置用粉筆做一個記號。
  4.觀察小球運動情況?煽吹叫∏蜓貎砂粼綕L越快,開始時速度為0,滾到末端時速度最大。按方法2中的要求重新數(shù)著拍子并讓小球從0拍開始滾下,在第4拍時小球經(jīng)過的位置用粉筆做個記號。當(dāng)小球在8拍內(nèi)滾完全程時,比較第0拍至第4拍間小球運動的路程和第4拍至第8拍間小球運動的路程長短,可發(fā)現(xiàn)在相同的時間內(nèi),后半段的路程較長,說明小球在做變速直線運動。
  5.測量變速直線運動的時間和路程。將節(jié)拍器每拍的時間間隔定為1秒,用刻度尺測量小球在第0拍至第4拍間的路程以及第4拍至第8拍間的路程,連同兩段路程相應(yīng)的時間,填入表1.9-1中。
  6.節(jié)拍器每拍的時間間隔仍為1秒,記下第5拍時小球經(jīng)過的位置。用刻度尺測量小球在第0拍至第5拍間運動的路程以及第5拍至第8拍間運動的路程,連同兩段路程相應(yīng)的時間,填入表1.9-1中。

實驗次數(shù)第一段路程
節(jié)拍數(shù)時間(秒)路程(厘米)平均速度(厘米/秒)




第二段路程全程平均速度(厘米/秒)
節(jié)拍數(shù)時間(秒)路程(厘米)平均速度(厘米/秒)




  7.節(jié)拍器每拍的時間間隔改為0.75秒。重新用墊塊調(diào)整支架的高度,調(diào)節(jié)小球滾動的快慢,使鋼球滾到接近低端時仍為8拍,用粉筆記下第8拍的位置。然后讓小球從高端滾下,記下小球在第4拍時所經(jīng)過的位置,用刻度尺測量小球前4拍和后4拍所經(jīng)過的路程,連同相應(yīng)的節(jié)拍數(shù)和時間填入上表中。
  8.同方法7,記下小球從高端滾下時數(shù)8拍所經(jīng)過的位置,用刻度尺測量小球前6拍和后2拍所經(jīng)過的路程,連同相應(yīng)的節(jié)拍數(shù)和時間填入上表中。
  9.計算平均速度,分析實驗結(jié)果。
  由平均速度公式 計算出上表中各段路程的平均速度和全程的平均速度。由實驗結(jié)果可以看出:
 。1)變速直線運動中,各段路程的平均速度并不相等,而且它們也不等于全程的平均速度。
  (2)物體的運動情況變化時,各段路程的平均速度和全程的平均速度也發(fā)生變化。物體經(jīng)過某段路程的平均速度反映了該物體在這段路程上的運動快慢情況。
【注意事項】
  1.實驗中每次要從同一位置讓小球自由滾下。
  2.若無現(xiàn)成儀器,可以自制,也可用斜面小車代替。用書本將斜面木板一端支起,改變書本的厚度可改變斜面的傾角,即改變小車運動的快慢。
  3.若用電子秒表或機械秒表安排兩人一組做實驗,效果會更好。




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