探究小车速度随时间变化规律
实验：探究小车速度随时间变化的规律
实验：探究小车速度随时间变化的规律一、实验目的、原理、器材1．实验目的：探究小车速度随时间变化的规律。
2．实验原理：利用打点计时器打出的纸带上记录的数据，以寻找小车速度随时间变化的规律。
3．实验器材：打点计时器、______电源、纸带、带滑轮的长木板、小车、钩码、细线、复写纸、_______。
二、实验步骤、注意事项1．实验步骤（1）把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，连接好电路。
（2）把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，启动计时器，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条立即关闭电源。
（3）换上新纸带，重复操作三次。
（4）在三条纸带上选择一条最清晰的，舍掉前面密集的点，找一个适当的点当作计时起点。
2．实验中的注意事项（1）开始释放小车时，应使小车靠近__________。
（2）先____________，再_____________，当小车停止运动时及时断开电源。
（3）要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它。
（4）牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上的点太少，或者加速度太小，而使各段位移无多大差别，从而使测量误差增大，加速度的大小以能在50 cm长的纸带上清楚地取得六、七个计数点为宜。
（5）要区别打点计时器打出的计时点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔五个点取一个计数点，即时间间隔为T=0.02×5 s=0.1 s（使用50 Hz交流电）。
三、数据处理1．在三条纸带中选择一条最清晰的，为了便于测量，舍掉开头一些密集的点迹，找一个适当的点当作计时起点（0点），每5个点取1个计数点（相邻计数点的时间间隔为T ）进行测量（如图所示，相邻两计数点中还有4个计时点）。
2．计算各计数点的瞬时速度，如图中打点6时的速度v 6=_______。
3．把各数据填入自己设计的表格。
4．作小车运动的v –t 图象。
第05讲 实验：探究小车速度随时间变化的规律(解析版)
第05讲实验：探究小车速度随时间变化的规律1.进一步巩固打点计时器的使用及利用纸带测量瞬时速度。
2.探究小车在重物的牵引下运动的速度随时间变化的规律。
3.能对实验数据进行记录并会用图像法分析数据，从而形成结论。
一、实验目的1.巩固打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。
2.通过实验探究，体验如何从实验中获取数据，学会利用图像处理实验数据的科学方法。
3.知道小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律。
二、实验原理1.利用纸带计算瞬时速度：以纸带上某点为中间时刻取一小段位移，用这段位移的平均速度表示这点的瞬时速度。
2.用v-t图像表示小车的运动情况：以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，用描点法画出小车的v-t图像，图线的倾斜程度表示加速度的大小，如果v-t图像是一条倾斜的直线，说明小车的速度是均匀变化的。
三、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。
四、实验步骤1.如图所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。
2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的槽码，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行，然后把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定在小车后面。
3.把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动，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。
五、数据处理1.纸带的选取与测量(1)在三条纸带中选择一条点迹最清晰的纸带。
(2)为了便于测量，一般舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作计时起点(0点)。
(3)每5个点(相隔0.1s )取1个计数点进行测量(如图所示，相邻两点中间还有4个点未画出)。
(4)采集数据的方法：不要直接去测量两个计数点间的距离，而是要量出各个计数点到计时零点的距离d 1、d 2、d 3⋯然后再算出相邻的两个计数点的距离x 1=d 1；x 2=d 2-d 1；x 3=d 3-d 2；x 4=d 4-d 3⋯2.瞬时速度的计算(1)瞬时速度的求解方法：时间间隔很短时，可用某段时间的平均速度表示这段时间内中间时刻的瞬时速度，即v n =x n +x n +12T 。
探究小车速度随时间变化规律(原卷版)+解析版(含答案
第2.1课探究小车速度随时间变化规律一、实验目的1.进一步练习使用打点计时器及利用纸带求瞬时速度。
2.探究小车速度随时间的变化规律。
3.会用图象法处理实验数据。
二、实验原理1.瞬时速度的计算：各计数点的瞬时速度可用以该点为中间时刻的一段时间内的平均速度来代替：v n＝x n＋x n＋12T。
2.根据v－t图象判断运动性质：用描点法可作出小车的v－t图象，根据图象的形状可判断小车的运动性质。
3.加速度的计算：利用v－t图象的斜率求出小车的加速度。
三、实验器材电磁打点计时器（或电火花计时器）、复写纸、导线、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、交流电源。
四、实验步骤1.如图所示，把附有定滑轮的长木板放在实验桌上，并使定滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。
2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。
3.把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列小点，关闭电源。
4.换上新的纸带，重复实验两次。
5.增减所挂钩码的个数，按以上步骤再做两次实验。
五、数据处理 1.瞬时速度的计算（1）从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个点，作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明0、1、2、3、4…如图所示。
（2）依次测出01、02、03、04…的距离x1、x2、x3、x4…，填入表中。
（3）1、2、3、4…各点的瞬时速度分别为：v 1＝x 22T 、v 2＝x 3－x 12T 、v 3＝x 4－x 22T 、v 4＝x 5－x 32T …。
将计算得出的各点的速度填入表中。
（4）根据表格中的数据，分析速度随时间变化的规律。
2.作出小车运动的v －t 图象（1）定标度、描点：坐标轴的标度选取要合理，应使图象大致分布在坐标平面中央。
探究小车速度随时间变化的规律实验注意事项
一、实验目的通过实验证明小车速度随时间变化的规律，加深对物理学中力学知识的理解。
二、实验原理小车在不同的时间段内运动，根据运动的距离和时间计算速度，得到速度随时间变化的曲线。
根据曲线的变化趋势和规律，分析运动的加速度和匀速运动。
三、实验器材1. 小车2. 平滑的轨道3. 计时器4. 测距仪5. 曲线图纸6. 笔和尺子四、实验步骤1. 将轨道放置在水平平整的地面上，确保轨道没有倾斜。
2. 将小车放置在轨道的起点，并保证小车稳定。
3. 用计时器记录小车运动的时间，同时用测距仪测量小车每个时间段内的距离。
4. 按照时间和距离的数据绘制速度随时间变化的曲线图。
5. 分析曲线图得出小车运动的加速度和匀速运动情况。
五、实验注意事项1. 实验过程中要仔细观察小车的运动情况，保证测量的数据准确可靠。
2. 小车在运动过程中要避免受到外力的影响，确保运动是在均匀的条件下进行的。
3. 计时器的使用要精准，每次实验结束后都要检查计时器的准确性。
4. 曲线图的绘制要准确无误，数据的准确性对于分析结果至关重要。
5. 在实验过程中要注意安全，避免发生意外，保证实验的顺利进行。
六、实验结果分析根据实验数据绘制的曲线图，可以得出小车在不同时间段内的速度变化情况。
速度随时间变化的曲线图可以分为三种情况：匀速直线、加速度直线和减速度直线。
根据不同的曲线情况，可以分析小车运动的加速度和匀速运动情况，得出速度随时间变化的规律。
七、实验结论通过实验可以得出速度随时间变化的规律，即小车在匀速直线情况下速度保持不变，在加速度直线情况下速度逐渐增加，在减速度直线情况下速度逐渐减小。
根据实验结果可以进一步深化对物理学中力学知识的理解。
八、实验意义通过本实验可以探究小车速度随时间变化的规律，加深学生对物理学中力学知识的理解，培养学生动手能力和实验观察能力。
同时也能锻炼学生的数据处理和分析能力，提高学生的科学素养和实验能力。
经过以上的实验步骤、注意事项和结果分析，我们可以清晰地了解小车速度随时间变化的规律，并对物理学中的力学知识有更深入的理解。
物理探究小车速的随时间变化的规律实验
物理探究小车速的随时间变化的规律实验
实验标题:物理探究小车速度随时间变化的规律实验
实验目的:
1. 观察小车在匀速运动时速度随时间的变化规律。
2. 测量小车的匀速运动速度。
3. 加深对匀变速直线运动概念的理解。
实验原理:
匀速运动是指物体在单位时间内所移动的路程相等,即速度不随时间变化。
匀速运动遵循以下规律:
v = s/t
其中,v为速度,s为位移,t为时间。
实验器材:
小车、计时器、尺子、电源等。
实验步骤:
1. 准备好小车,将其置于平整的实验台面上。
2. 通过电源为小车供电,使其以恒定的功率运行。
3. 在小车运动路线上,标记出若干等距离的位置点。
4. 小车通过起点时,启动计时器。
当小车经过各个标记点时,记录相应的时间。
5. 根据位移和时间的数据,计算小车在不同时间段内的平均速度。
6. 绘制小车速度随时间的变化曲线。
预期结果:
如果小车保持匀速运动,则速度随时间的变化曲线应当是一条平行于时间轴的直线。
曲线上任意两点之间的斜率都等于小车的运动速度。
思考题:
1. 如果小车的运动受到阻力的影响,速度曲线会有何变化?
2. 如何改变实验设置,使小车运动为匀变速直线运动?
实验注意事项:
1. 确保实验台面平整,避免小车运动受到干扰。
2. 准确标记位置点,并精确记录时间数据。
3. 实验过程中注意安全,避免发生危险。
通过这个实验,我们可以直观地观察到匀速运动的运动规律,并对相关物理概念有更加深入的理解。
高中物理必修一21实验探究小车速度随时间变化规律
高中物理必修一：2.1实验：探究小车速度随时间变化规律2.1实验：探究小车速度随时间变化规律 一.实验目的：用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律二.实验原理1．打点计时器(1)沿直线运动的物体在连续相等时间间隔的不同时刻的速度分别为v 1、v 2、v 3、v 4…，若v 2－v 1＝v 3－v 2＝v 4－v 3＝…，则说明物体在相等时间内速度的增量相等，由此说明物体在做匀变速直线运动，即a ＝＝＝＝….(2)沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为x 1、x 2、x 3、x 4、…，若Δx ＝x2－x 1＝x 3－x 2＝x 4－x 3＝…，则说明物体在做匀变速直线运动，且Δx ＝aT 2.3．速度、加速度的求解方法“逐差法”求加速度即a1＝，a2＝，a3＝，然后取平均值，即＝，这样使所给数据全部得到利用，以提高准确度“图象法”求加速度即由“平均速度法”求出多个点的速度，画出v-t图象，直线的斜率即表示加速度三.实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)，一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片．四.实验步骤1．把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路．2．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面，调节滑轮的高度，使细绳与长木板平行．实验装置见下图，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行．3．把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复三次．4．从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点，以后依次每五个点取一个计数点，确定好计数始点，并标明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0 1 2 3 4 5时间t/s 0x/m 0v/(m·s－1)5.计算出相邻的计数点之间的距离Δx1、Δx2、Δx3、….6．利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度，填入上面的表格中．7．增减所挂钩码数，再做两次实验．[数据处理及实验结论]1．由实验数据得出v-t图象(1)根据表格中的v、t数据，在平面直角坐标系中仔细描点，如图所示，对于每次实验，描出的几个点都大致落在一条直线上．(2)作一条直线，使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的点，应均匀分布在直线的两侧，这条直线就是本次实验的vt图象，它是一条倾斜的直线．2．由实验得出的vt图象进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律．有两条途径进行分析：(1)小车运动的v-t图象是一条倾斜的直线，如图所示，当时间增加相同的值Δt，速度也会增加相同的值Δv，由此得出结论：小车的速度随时间均匀变化．(2)既然小车的v-t图象是一条倾斜的直线，那么v随t变化的函数关系式为v＝kt＋b，所以小车的速度随时间均匀变化．[误差分析]1．根据纸带测量的位移有误差．2．电源频率不稳定，造成相邻两点的时间间隔不完全相等．3．纸带运动时打点不稳定引起测量误差．4．用作图法，作出的vt图象并不是一条直线．5．木板的粗糙程度并非完全相同，这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度．[注意事项]平行纸带、细绳要和长木板平行靠近释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置一先一后实验时应先接通电源，后释放小车；实验后先断开电源，后取下纸带防止碰撞在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地，小车与滑轮碰撞减小误差小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小，使纸带上打的点过于密集纸带选取选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点迹密集部分，适当选取计数点准确作图在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线，让各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧[典例]某同学利用打点计时器测量小车做匀变速直线运动的加速度．(1)电磁打点计时器是一种使用________(选填“交流”或“直流”)电源的计时仪器，它的工作电压是4～6V，当电源的频率为50 Hz时，它每隔________s打一次点．(2)使用打点计时器时，接通电源与让纸带随小车开始运动，这两个操作过程的操作顺序应该是()A．先接通电源，后释放纸带B．先释放纸带，后接通电源C．释放纸带的同时接通电源D．哪个先，哪个后都可以(3)实验中该同学从打出的若干纸带中选取一条纸带，如图所示，纸带上按时间顺序取A、B、C、D四个计数点，每两个点之间还有四个点未画出，用尺子测得相邻各点间的距离为x1＝3.62 cm，x2＝4.75 cm，x3＝5.88 cm.根据纸带数据可以判断小车在做匀加速直线运动，理由是_________________________.(请用文字描述)；在计数点C所代表的时刻，纸带运动的瞬时速度是______m/s，小车的加速度是________m/s2.(小数点后保留两位数字)。
6.探究小车速度随时间变化的规律参考答案
1. 解析：选BC.打点计时器与滑轮间的距离尽可能要大，小车尽可能靠近打点计时器，都是为了使小车运动的距离较大，尽可能打出较多的点，钩码个数应适当，钩码个数少，打的点很密，钩码个数多，打的点少，都会带来实验误差，所以应选B 、C.2. 解析：选D.电压的高低不影响点的疏密，故A 错，电源频率偏高、钩码太少都会使打的点较密集，故B 、C 错，只有D 对．3. 解析：选ACD.要减小实验误差，应从误差产生的来源进行分析，从而采取措施，本实验主要从如何打好纸带和如何较准确地测量距离、实验器材的选取等几个方面来考虑．4. 解析：选C.可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点，但相隔四个点时计数点间的时间间隔为0.1 s ，计算时更方便，A 对；使用刻度尺测长度时，要进行估读，B 对；作v －t 图象时，应使尽量多的点在同一条直线上，离线较远的点大胆舍弃，C 错；数据处理可选择公式法和图象法中的某一方法，D 对．5. 解析：选BD.在打下计数点“0”至“5”的过程中，两纸带所用时间相同，但甲纸带位移小于乙纸带位移，故v 甲<v 乙，选项A 错，B 对；相邻计数点间所用时间相等，可知甲的速度不变、乙的速度变大，故a 甲<a 乙，选项C 错，D 对．6. 解析：选C.方法A 偶然误差较大．方法D 实际上也仅由始末两个速度决定，偶然误差也比较大．只有利用实验数据画出对应的v －t 图象，才可充分利用各次测量数据，减少偶然误差．由于在物理图象中，两坐标轴的分度大小往往是不相等的，根据同一组数据，可以画出倾角不同的许多图象，方法B 是错误的．7. 解析：(1)打点计时器频率为50 Hz ，周期T ＝1f＝0.02 s ，故打相邻两点的时间间隔为0.02 s ；(2)两相邻计数点间的时间间隔为T ＝0.02×5 s ＝0.1 s ，由图读出s ＝7.0 mm ＝0.70 cm.C点对应速度v C ＝s BC ＋s CD 2T ＝0.90＋1.102×0.1cm/s ＝0.100 m/s. 8. 解析：(1)两相邻的计数点之间的时间间隔为T ＝5×0.02 s ＝0.1 s.对应各点的速度分别为：v 1＝x 1＋x 22T ＝1.40＋1.902×0.1cm/s ＝16.50 cm/s ， v 2＝x 2＋x 32T ＝1.90＋2.382×0.1cm/s ＝21.40 cm/s ， v 3＝x 3＋x 42T ＝2.38＋2.882×0.1cm/s ＝26.30 cm/s ， v 4＝x 4＋x 52T ＝2.88＋3.392×0.1cm/s ＝31.35 cm/s ， v 5＝x 5＋x 62T ＝3.39＋3.872×0.1cm/s ＝36.30 cm/s. (2)利用描点法作出v －t 图象，如图所示．(3)小车运动的v －t 图象是一条倾斜的直线，说明速度随时间均匀增加，它们成“线性关系”．。
探究小车速度随时间变化的规律实验
探究小车速度随时间变化的规律实验
一、实验目的
本实验旨在研究小车速度随时间变化的规律，探讨小车初始速度对最终速度的影响，以及小车加速或减速时速度变化的趋势。
二、实验内容
实验用到的设备有：小车、拉杆、拉杆控制器、指南針、测速仪等。
1.准备小车并完成拉杆调节
首先，拿出小车，将拉杆和拉杆控制器安装在小车上，根据拉杆控制器上的指南針指示进行调节，确保小车的发动机正常运转。
2.测量小车的速度
将测速仪安装在小车上，重复测量小车的速度，记录下每次测量的速度值，记录发动机工作时间，以此来研究小车速度随时间变化的规律。
三、实验结论
1.小车初始速度越大，最终速度越快。
2.小车加速时，速度呈上升趋势；减速时，速度呈下降趋势。
高中物理必修一-实验：探究小车速度随时间变化的规律
实验：探究小车速度随时间变化的规律知识集结知识元实验：探究小车速度随时间变化的规律知识讲解一、实验目的用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车速度随时间的变化规律．二、实验原理1．打点计时器打出的纸带能记录运动物体在不同时刻的位置．2．求纸带上某点的瞬时速度一般用一小段时间内的平均速度代替．3．用描点法画出小车的v-t图象，图线的倾斜程度表示加速度的大小，如果v-t图象是一条倾斜的直线，说明物体的速度是均匀变化的．三、实验器材打点计时器，一端附有滑轮的长木板，小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源．四、实验步骤1．如图所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路．2．把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行，然后把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面．3．把小车停在靠近打点计时器的位置，先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列小点．4．更换纸带，重复操作两次．5．增减钩码个数，再做两次实验．五、数据处理1．公式法（1）从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点，作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明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012345时间t/sx/mv/（m∙s-1）（2）分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距离△x1、△x2、△x3…．（3）利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度，填入表格中．2．图象法（1）在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点．（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两侧，偏差比较大的点忽略不计．（3）观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律．七、注意事项1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器．2．先接通电源，等打点稳定后，再释放小车．3．取下纸带前，先断开电源．4．要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它．5．牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上的点太少，或者加速度太小，而使各段位移无多大差别，从而使测量误差增大，加速度的大小以能在50cm长的纸带上清楚地取得六、七个计数点为宜．6．要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每五个点取一个计数点，即时间间隔为T=0.02s×5=0.10s．要舍掉开头过于密集的点，这样误差小．7．在坐标纸上画v-t图象时，注意坐标轴单位长度的选取要适当，应使图线尽量分布在较大的坐标平面内．例题精讲实验：探究小车速度随时间变化的规律例1.某同学用如图a所示的实验装置研究小车在光滑斜面上匀加速下滑的运动规律．先从斜面高处静止释放小车，随后才开启位移传感器（一种测量物体离开传感器距离的工具，以开启瞬间记为t=0）测量小车与传感器间距S与时间t的关系．但是由于操作失误，本应在计算机屏幕上显示的S-t图象被改为-t图象，实验结果如图b所示．根据此图象．（1）t=0.4s末，物体与传感器间距S=______________．（2）传感器开启瞬间物体运动的速度v0=________________．（3）物体的加速度大小约为______________．（结果均保留两位有效数字）例2.某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A，B，C，D，E为相邻的记数点，相邻记数点间有四个点未画出来，单位cm．（1）由图判断小车做直线________运动（填加速或减速）．（2）电火花计时器使用________（填交流、直流）电源，电压为__________V．（3）相邻记数点之间的时间间隔T=__________s．（4）计算点C的瞬时速度v C=____________m/s．（5）小车运动的加速度a=____________m/s2．例3.在“探究匀变速直线运动的规律”的实验中，某同学的实验操作如下，请完成相关内容．（1）某同学按如图甲所示安装实验装置并准备开始实验．请指出该同学在实验操作中存在的两处错误：a．____________________________；b．________________________________．（2）该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带，取连续的六个点，测得h1、h2、h3、h4、h5．若打点的周期为T，则打E点时速度为v E=_________；若分别计算出各计数点对应的速度数值，并在坐标系中画出v2与h的关系图线，如图丙所示，则小车的加速度a=__________m/s2．当堂练习单选题练习1.在“用打点计时器测速度”实验中，下列说法正确的是（）A．电火花计时器使用6V以下的交流电源B．电磁打点计时器使用6V以下的直流电源C．纸带上点迹密集的地方表明物体的速度较小D．纸带上点迹密集的地方表明相邻点间的时间较短练习2.下列说法中正确的是（）A．使用打点计时器时先接通电源，待打点稳定后再将纸带释放B．必须从第一个点开始选取整条纸带C．选取第一个点记数为0，到第n个点的时间间隔为0.02nD．测相邻计数点间距时应分别逐个的测出每两个计数点间的距离，这样便于记录练习3.用打点计时器研究物体的自由落体运动，得到如图一段纸带，纸带上两相邻点的时间间隔为T，则打B点时物体的瞬时速度v，物体自由落体的重力加速度a计算表达式正确的是（）A．B．a=g C．v=gt D．v=练习4.如图所示是用电磁打点计时器测定小车匀加速直线运动的加速度时得到的一条纸带，测量出AB=1.2cm，AC=3.6cm，AD=7.2cm，计数点A、B、C、D中，每相邻两个计数点之间有四个点未画出，以下说法正确的（）A．电磁打点计时器是只能记录时间而不能记录位移的仪器B．若电源频率f=50Hz，则每相邻的两个计数点之间的时间间隔为0.02sC．打B点时运动物体的速度v B=0.18m/sD．小车运动的加速度是2.4m/s2练习5.某活动小组利用题图装置测当地重力加速度；钢球自由下落过程中，用通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度；测出钢球的直径D、钢球挡住两光电门的时间t A、t B及两光电门间的距离h．则当地的重力加速度g为（）A．B．C．D．练习1.在做探究小车速度随时间变化的规律的实验中，某同学操作中有以下实验步骤，其中有错误或遗漏的步骤．（遗漏步骤可编上序号G、H）A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处先放开纸带；再接通电源；B．将打点计时器固定在平板上，并接好电路；C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码；D．取下纸带；E．将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀速运动；F．将纸带固定在小车尾部，并穿过计时器的限位孔；（1）所列步骤中有错误的是_____________________________________________．（2）遗漏的步骤是：______________________________________________．（3）将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序：__________________．练习2.在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，电火花计时器接220V、50Hz交流电源．（1）设电火花计时器的周期为T，计算F点的瞬时速度v F的公式为v F=__________；（2）若电火花计时器的周期为T=0.02s，各个间距的数值如下表，求出物体的加速度a=_________m/s2（结果保留两位有效数字）；（3）如果当时电网中交变电流的实际电压为210V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比__________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图所示，是一条记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，每相邻的两个计数点之间还有4个点没有画出，交流电的频率为50Hz．（结果保留三个有效数字）（1）在打点计时器打B、C、D点时，小车的速度分别为v B=_______m/s；v C=_______m/s；v D=_______m/s．（2）小车的加速度大小为____________．练习4.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，（1）下列说法正确的是_______A．先释放纸带，再接通电源B．先接通电源，后释放纸带C．纸带上打点越密集说明纸带运动速度越大D．利用打出的纸带可以求出打下某点时纸带的瞬时速度（2）使用电磁打点计时器，选用_________（选填“直流”或“交流”）电源，若频率为50Hz，每隔________s打一个点．某次实验中得到的一条纸带如图所示，从比较清晰的点起，每隔4个点取一个计数点，分别标明0，1，2，3，4．量得x1=30.0mm，x2=36.0mm，x3=42.0mm，x4=48.0mm，则打1和4点之间的平均速度为________m/s，打2这个点时的瞬时速度为__________m/s，小车的加速度为_________m/s2．小明与他的同伴在做探究小车速度随时间变化的规律的实验时，由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理，他从实验室里借取了如下器材：（1）下列哪些器材是多余的：__________①电磁打点计时器②天平③低压交流电源④细绳⑤纸带⑥小车⑦钩码⑧秒表⑨一端有滑轮的长木板（2）为达到实验目的，还需要的器材是：__________（3）（双选）在该实验中，下列说法中正确的是________A．打点计时器应固定在长木板上，且靠近滑轮一端B．开始实验时小车应靠近打点计时器一端C．应先接通电源，待打点稳定后再释放小车D．牵引小车的钩码个数越多越好（4）实验得到的一条纸带如图所示．打点计时器电源频率为50Hz，其中相邻的两个计数点还有4个点未画出，则根据纸带，回答下列问题：①相邻两个点之间的时间间隔为_______s②根据纸带上的数据，则计数点1、3时小车对应的速度分别为：v1=_______m/s；v3=________m/s．③据此可求出小车从1到3计数点内的加速度为a=_______m/s2．（本题所有计算结果均保留两位小数）练习6.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图1所示，是一条记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，每相邻的两个计数点之间还有4个点没有画出，交流电的频率为50Hz．（计算结果保留3位有效数字）（1）在打点计时器打B、C、D点时，小车的速度分别为v B=____________m/s；v C=____________m/s；v D=____________m/s．（2）在图2坐标系中画出小车的v-t图象．（3）求出小车的加速度____________．练习7.某同学用如图a所示的实验装置研究小车在光滑斜面上匀加速下滑的运动规律．先从斜面高处静止释放小车，随后才开启位移传感器（一种测量物体离开传感器距离的工具，以开启瞬间记为t=0）测量小车与传感器间距S与时间t的关系．但是由于操作失误，本应在计算机屏幕上显示的S-t图象被改为-t图象，实验结果如图b所示．根据此图象．（1）t=0.4s末，物体与传感器间距S=______________．（2）传感器开启瞬间物体运动的速度v0=________________．（3）物体的加速度大小约为______________．（结果均保留两位有效数字）练习8.某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A，B，C，D，E为相邻的记数点，相邻记数点间有四个点未画出来，单位cm．（1）由图判断小车做直线________运动（填加速或减速）．（2）电火花计时器使用________（填交流、直流）电源，电压为__________V．（3）相邻记数点之间的时间间隔T=__________s．（4）计算点C的瞬时速度v C=____________m/s．（5）小车运动的加速度a=____________m/s2．练习9.某同学在研究小车运动实验中，获得一条点迹清楚的纸带，实验中使用的是电火花计时器，已知打点计时器使用的电源频率是50Hz，如图所示该同学一共选择ABCDEF六个计数点，并对计数点进行测量，结果记录在图中，单位是cm．（1）实验时下面步骤的先后顺序是________．A．释放纸带B．接通打点计时器电源（2）电火花计时器使用的是__________V的________（填“交流”或者“直流”）电源（3）打点计时器每隔________s打一个计时点，每两个相邻的计数点间的时间间隔是____________s．（4）在打下C点时小车的瞬时速度v C=________m/s（计算结果保留2位有效数字）练习10.某同学在研究小车运动实验中，获得一条点迹清楚的纸带，已知打点计时器每隔0.02s打一个计时点，该同学选择A、B、C、D、E、F六个计数点，对计数点进行测量的结果记录在图中．（1）打点计时器使用电源的频率为________Hz（2）根据实验数据可以判断小车做______________运动（3）C点的瞬时速度大小为_______m/s，AF段位移的大小x为_________cm（4）小车运动的加速度大小为____________m/s2．练习11.下图为接在50Hz低压交流电源上的打点计时器，在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带，图中所示的是每打5个点所取的记数点，但第3个记数点没有画出．由图数据可求得：（1）该物体的加速度为_________m/s2，（2）第3个记数点与第2个记数点的距离约为_________cm，（3）打第3个点时该物体的速度为_________m/s．（结果保留两位有效数字）练习12.某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间．实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示．实验时，保持桌面水平，先用功率恒定的电动马达牵引着小车由静止开始加速一段时间．再关闭马达，让小车在桌面上自由运动至静止．在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置．（已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴，且开始计时时滴下的小水滴计为第1滴．）（1）根据图（b）的数据可判断出此过程中滴下的水滴是小车在__________________________时留下的（填“马达牵引着加速”或“关闭马达后在桌面上减速”）．还由图（b）可知，小车在桌面上是____________（填“从右向左”或“从左向右”）运动的．（2）小车运动到图（b）中A点时的速度大小约为____________m/s．（结果均保留2位有效数字）练习13.某同学利用图1装置研究小车的匀变速直线运动．（1）下列实验步骤中必须选择的是________A．调整细线使之与长木板平行B．平衡小车与长木板间的摩擦力C．保证小车的质量远大于钩码的质量D．小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车（2）该同学实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图2所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）．则打点计时器在打B点时小车的速度v B=____________m/s，小车的加速度a=____________m/s2．（结果均保留两位有效数字）练习14.在“探究匀变速直线运动的规律”的实验中，某同学的实验操作如下，请完成相关内容．（1）某同学按如图甲所示安装实验装置并准备开始实验．请指出该同学在实验操作中存在的两处错误：a．____________________________；b．________________________________．（2）该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带，取连续的六个点，测得h1、h2、h3、h4、h5．若打点的周期为T，则打E点时速度为v E=_________；若分别计算出各计数点对应的速度数值，并在坐标系中画出v2与h的关系图线，如图丙所示，则小车的加速度a=__________m/s2．。
高中物理：实验 探究小车速度随时间变化的规律
实验：探究小车速度随时间变化的规律
六、误差分析
1.木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀； 2.根据纸带测量的位移有误差，从来计算出 的瞬时速度有误差； 3.作v-t图像时单位选择不合适或人为作图不 准确带来误差。
实验：探究小车速度随时间变化的规律
七、注意事项
1.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器； 2.先接通电源，等打点稳定后，在释放小车， 打点完毕，及时关闭电源； 3.要防止钩码下落时小车跟滑轮相撞，当小车 到达滑轮时及时用手按住它； 4.牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过 大而使纸带上的点太少，或者加速度太小而使 各段位移差别不大，从而使误差增大；
小车，细绳，钩码，一端附有定滑轮的长 木板，电磁打点计时器，低压交流电源， 导线若干，纸带，刻度尺，复写纸，坐标 纸。
实验：探究小车速度随时间变化的规律
四、实验步骤
实验：探究小车速度随时间变化的规律
2．把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边 挂上钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固 定在小车的后面．
实验：探究小车速度随时间变化的规律
实验：探究小车速度随时间变化的规律
实验：探究小车速度随时间变化的规律
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
九、跟踪训练
1．(多选)在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时，下列
方法中有利于减小实验误差的是
()
A．选取计数点，把每 5 个点的时间间隔作为一个时间单位
B．使小车运动的加速度尽量小些
C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的那
一部分点进行测量、计算
实验：探究小车速度随时间变化的规律
5.要区别打点计时器打出的点与人为选取的 计数点，一般纸带上每五个点取一个计数点， 即时间间隔T=0.02·5s=0.1s; 6.不要逐次测量各段位移，可测量出各个计 数点到O点的距离，然后计算出两个相邻计数 点间的距离； 7.描点时最好用坐标纸，在纵、横轴上选取 合适的单位，用细铅笔认真描点作图。
第1节 实验：探究小车速度随时间变化的规律
第1节实验：探究小车速度随时间变化的规律一、实验目的（1）用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车速度随时间的变化规律。
（2）进一步熟悉打点计时器的使用及纸带的分析方法。
（3）会用图象法处理实验数据。
二、实验步骤1、把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸处桌面。
把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。
2、把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码。
把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。
3、把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点。
换上新纸带，重复实验三次。
4、从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点子，在后边便于测量的地方找一个开始点。
为了测量方便和减小误差，通常不用每打一次点的时间作为时间的单位，而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是T=0.02s×5=0.1s。
5、增减所挂钩码数，重复以上步骤。
三、数据处理1、根据实验记录数据，计算出各计数点瞬时速度，计入表格。
2、以v为纵轴、t为横轴，建立平面直角坐标系，描点、连线。
3、分析v-t图象，描述小车运动速度随时间变化规律。
(1)定标度：坐标轴的标度选取要合理，应使图象大致分布在坐标平面中央(2)描点：描点时要用平行于两坐标轴的虚线标明该点的位置坐标(所描的点一般用“· ”标明)(3)连线：用一条曲线或直线“拟合”这些点：仔细观察所描各点的分布情况．用一条直线“拟合”这些点，即让所画的直线连接尽可能多的点，不能连接的点应均匀分布在直线两侧，舍弃离直线较远的点四、注意事项1、开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。
2、现接通电源，等打点稳定后，再释放小车。
【当堂练习】【例1】某课外兴趣小组在探究小车的速度随时间变化规律的实验中，得到如图所示的实验纸带，实验中打点计时器交流电的频率为50Hz，纸带前面的几个点较模糊，因此从A点开始每打五个点取一个计数点,其中B、C、D、E点的对应速度v B=_____m/s，v C=_____m/s，v D=_____m/s，v E=_____m/s。
实验：探究小车速度随时间变化的规律
用
C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着 适当重的钩码，放手后看小车能否在木板上做平稳的加速
： 运动；
D．取下纸带；
E．把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使附 有定滑轮的一端伸出桌面；
F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔 ；
G．换上新纸带，重复操作两次．
(1)其中有错误的步骤是____________；应改正为 ____________________．
通过图像可以判断小车做匀加速直线运动
如 ①取任意两组数据求出Δv 和Δt ，然后代
何 利
入 a = —△ △—vt 求解。
用 ②在v —t 图象上取一段时间Δt（尽量取
v
大一些），找出Δt 对应的Δv ，代入
I
t
a = —△ △—vt 求解。
哪一种方 法更好？
图 求
（画图时让不在直线上的点尽可能等量地 分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小
(3)测V量n各个计xn数2点Tx之n间1的距离x应n考12虑T估xn位、1 单△位t为。多少?
数 据 处 理
:
列
- - 0.201 0.280 0.355 0.432 0.512
表
法
同理，可求出另外两条纸带的情况
小车的瞬时速度随时间增大而增大。
思考:小车的具体运动规律是什么?
数 据 ① 根据所得数据，选择合适的标度建立直角 处 坐标系（图象尽量分布在坐标系平面的大部分 理 面积）
: ② 根据所得数据描出各点的位置（描点法）,
图 观察和思考各点的分布规律 象 法
描 绘
v/(m/s)
小
车
的
v
I
t
实验：探究小车速度随时间变化的规律
◆使用打点计时器进行实验的步骤 实验步骤可简化为：放置→固定→连接→先 接后放，开始实验→重复实验→数据分析。 同时要注意几点：固定时定滑轮要伸出桌面； 打点计时器固定于远离定滑轮一端；开始实 验时先接通电源，后释放小车。
问题情境：气垫导轨及数字计时器如图 所示，打点计时器如图所示
问题
1.如图，滑块在恒定牵引力作用下从同一位置多次释放， 改变挡光片的宽度，记录对应挡光片宽度和时间，计算平 均速度．得到的平均速度有何规律?
大致相等
2.用excel做出平均速度和挡光片宽度关系图像．图线有什 么特点?若要测量瞬时速度，挡光片应该满足什么条件?
计的表格中。
计数点序号
1
2
3
4
5
计数点对应的时刻t/s
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
通过计数点时的速度 v/（m ·s-1）
2.作v-t图象 以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，根据表中的数据，选定合 适的坐标标度，在直角坐标系中描点，用平滑的曲线连接描绘出的各点， 要使尽可能多的点分布在线上，不在线上的点应大致分布在线的两侧，个 别偏离较远的点往往是因为错误造成的，应舍去不用。得出v-t图象如图 所示。
看小车是否能在木板上做平稳的加速运动
D.取下纸带
E.把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使附有定滑轮的一端伸出桌
面
F.将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔
（1）其中错误或遗漏的步骤有（遗漏步骤可编上序号G、
实验1 探究小车速度随时间变化的规律
解析(1)实验中应该先接通电源，再释放小车，选项B正确。
(2)本实验不是验证牛顿第二定律的实验，只需要保持合力恒定即可，选项C正确。
(3)根据匀变速直线运动的规律，有vC＝ ＝1.1 m/s，
加速度a＝ ＝2.0 m/s2。
答案(1)B(2)C(3)1.12.0
热点二 实验拓展创新
1.情景拓展
2.改进获取数据的方法
图1
根据实验数据分析，该同学认为物块的运动为匀加速运动。回答下列问题：
(1)在打点计时器打出B点时，物块的速度大小为________ m/s。在打出D点时，物块的速度大小为________ m/s；(保留2位有效数字)
(2)物块的加速度大小为________ m/s2。(保留2位有效数字)
解析(1)根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，所以vB＝ ＝ m/s＝0.56 m/s，vD＝ ＝ m/s＝
计时点是打点计时器打在纸带上的实际点，两相邻点间的时间间隔为0.02 s；计数点是人们根据需要选择一定数目的点，两个相邻计数点间的时间间隔由选择点的个数而定。
(2)纸带上相邻两点的时间间隔均相同，速度越大，纸带上的计数点越稀疏。
热点一 教材原型实验
【例1】某同学利用图1(a)所示的实验装置探究物块速度随时间的变化。物块放在桌面上，细绳的一端与物块相连，另一端跨过滑轮挂上钩码。打点计时器固定在桌面左端，所用交流电源频率为50 Hz。纸带穿过打点计时器连接在物块上。启动打点计时器，释放物块，物块在钩码的作用下拖着纸带运动。打点计时器打出的纸带如图(b)所示(图中相邻两点间有4个点未画出)。
图4
实验步骤如下：
①如图4(a)，将光电门固定在斜面下端附近：将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；
物理探究小车速度随时间变化的规律
物理探究小车速度随时间变化的规律1 基本知识小车速度的变化，主要受速度的三要素的影响：加速度，减速度和摩擦力。
加速度是小车运动过程中物体实现增速的力，减速度是小车受到的减速作用，而摩擦力是小车运行过程中碰撞、摩擦所产生的能量，会影响小车的速度变化规律。
2 加速度加速度是小车受外力作用实现增速的力，从运动学的角度来看，小车速度的变化受到外力的大小和机械传动效率的影响。
小车速度的大小可以根据公式计算：σ(t) =σ0+At其中σ(t)表示小车的速度，σ0表示小车的初始速度，A表示小车经过一段时间t后的加速度。
可以看出，小车的速度随着时间的增加而增加，速度越大其加速度越大。
3 减速度减速度是小车受到的减速作用，可以把减速度看作是小车受到的一个阻碍力，它会影响小车的加速度。
如果减速度太大，小车会停下，反之，加速度会变小。
由此可见，减速度会对小车的速度有很大的影响。
4 摩擦力摩擦力也会对小车的速度产生一定的影响。
当小车的速度越快，小车的摩擦力也会越大。
此外，摩擦力也会受到小车的碰撞、摩擦能量的影响，碰撞能量会使小车的速度加快，而摩擦能量会使小车的速度减小。
5 小车速度随时间变化规律根据上述知识，可以总结出小车速度随时间变化的规律：1. 小车初始速度为0后，就会受到外力（加速度）、减速度和摩擦力三要素的影响而不断变化；2. 根据力学原理，小车初始速度的大小决定了其加速度的大小，当初始速度越大，加速度也会越大，小车受到减速度和摩擦力的影响也会更大；3. 当小车持续加速后，减速度和摩擦力会使小车的速度有所减缓，最后小车速度会趋于稳定;4. 在小车加速过程中，减速度和摩擦力会不断变大，最终会使小车的速度由加速变减速、由加速状态变为减速状态，最终停下。
探究小车速度随时间变化的规律
探究小车速度随时间变化的规律
小车速度随时间变化的规律取决于所受到的外力和物体的质量。
如果小车受到恒定的力，速度将呈线性增长。
根据牛顿第二定律，力（F）等于物体质量（m）乘以加速度（a）。
所以，a
= F/m。
根据速度（v）随时间（t）的变化关系，可以得到加
速度（a）的定义为速度随时间的导数（a = dv/dt）。
将两个
方程结合起来，可以得到：dv/dt = F/m。
如果力（F）是恒定的，等式可以进一步简化为：dv = (F/m) dt。
这是一个可积的
微分方程，可以通过积分求解得到速度随时间的函数关系。
另一种情况是小车受到阻力的影响，例如空气阻力或地面摩擦力。
在这种情况下，速度将不再呈线性增长。
阻力通常与速度的平方成正比，即阻力（F）等于速度（v）的平方乘以阻力
系数（k）。
根据牛顿第二定律，可以得到：F = m * dv/dt。
将阻力替换掉F，得到：m * dv/dt = k * v^2。
这是一个非线性微
分方程，可以通过积分求解得到速度随时间的函数关系。
综合以上两种情况，小车速度随时间变化的规律可以是线性增长、指数增长、稳定或者先增加后稳定等不同形式，具体取决于所受外力和物体的质量以及其他影响因素。
因此，需要具体问题具体分析，利用适当的物理定律和方程来推导速度随时间的函数关系。
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第二章第一节实验：探究小车速度随时间变化的规律
［教材］普通高中课程标准实验教科书（必修）物理1第二章第一节．
［教学时间］1课时．
［教学目标］本课教学目标在以下三个领域具体为
１、知识与技能
◆运用已学过的知识处理纸带，求各点瞬时速度。
◆巧用v-t图象处理数据，观察规律。
２、过程与方法
◆能借助数学工具将问题化繁为简，利用v-t图象展现物体运动规律，研究规律。
◆根据相关实验器材，设计实验并熟练操作
3、情感态度与价值观
◆通过对纸带的处理、实验数据的图象展现，培养学生实事求是的科学态度，能使学生
灵活地运用科学方法研究问题、解决问题、提高创新意识. 提高学生合作探究能力.
◆在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联
系。
◆通过经历实验探索过程，体验运动规律探索的方法.
［教学重点］
1、掌握实验的操作过程。
2、图象法研究速度随时间变化的规律。
［教学难点］
1、各点瞬时速度的计算。
2、对实验数据的处理、规律的探究。
［教学方法］
讨论法、实验探究法
［教学用具］
导线、打点计时器、小车、钩码若干个、一端有滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸、学生电源。
［设计理念］
本节内容被安排在第二章第一节，即在“匀变速直线运动的速度随时间的关系”之前，起到一个铺垫作用。
本节中小车在重物牵引下运动看似简单，但其研究问题的过程和方法
是具有基础性和典型性的。
重视获取知识的过程，让学生体验一种从实验研究中获取数据，作出图象，分析图象，寻找规律的科学思维方法和能力。
［教学过程］
（一）新课导入
教师：通过图片展示飞机的运动、雄鹰的运动、苹果的下落等现象说明速度随时间在
不断的变化情况。
提问：怎样探索复杂运动蕴含的规律呢？物体的运动存在怎样的规律吗？
学生：要想探究一个物体的运动规律，必须知道物体一系列不同时刻的速度。
引出本节课的内容：探究小车速度随时间变化规律。
（二）复习提问
提问：直接测量瞬时速度是比较困难的，根据我们学过的知识，如何测得物体运动的
瞬时速度呢？
学生：我们可以借助打点计时器先记录物体在不同时刻的位置，再通过对纸带的分析、
计算得到各个时刻的瞬时速度。
提问：如何来计算各个时刻的瞬时速度呢？
学生：通过测量纸带上两点的距离得出平均速度可粗略的代表这两点之间某一点的瞬
时速度。
提问：打点计时器的组成部分、作用。
（展示实物电磁打点计时器）
学生：它有线圈、振片、振针、永久磁铁、限位孔等组成，是一种记录运动物体在一
定时间间隔内位移的仪器，使用交流电源，工作电压在10V以下，电源频率在50Hz
时，每隔0.02s打一个点.
（三）新课教学
1、进行实验
教师：介绍实验器材，明确实验目的、实验原理。
[师生互动] 得出正确的实验操作步骤：（在此过程中，可以先学生自我归纳，然后教
师进行指导）
（1）、把带有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳绕过滑轮，下面挂上适当的钩码将打点计时器固定在木板上，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。
如下图。
（2）、把小车停在靠近打点计时器的位置。
启动计时器，然后放开小车，让小车拖动纸带运动。
让打点计时器在纸带上打下一行小点，随后立即关闭电源。
（3）、换上新纸带，重复操作三次。
（4）、改变所挂钩码的个数，按上述步骤，再做两次。
2、实验现象分析
教师：通过观察学生的实验操作，将每组中暴露的问题进行汇总，比如：
（1）小车运动时偏离木板，滑到桌面上去。
（2）开始释放小车时，小车离打点计时器较远。
（3）先释放小车，再接通电源。
等等
[师生互动] 通过教师与学生之间探究共同解决出现的问题:
（1）小车运动时保持纸带与打点计时器平面、拉车的线与木板之间保持平行。
（这里
可以选取一组学生通过实验演示解决问题）
（2）开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器，这样可以最大空间的利用纸带。
（3）先接通电源，再释放小车，当小车停止运动时应及时关闭电源。
讨论：观察上述得到的纸带发现，部分纸带上的点相对偏少或偏多，是由于什么原因
引起的？
学生：是由牵引小车所挂钩码的质量偏小或偏大引起的。
教师:在实验中钩码的个数适当,,应以50cm的纸带取20-40个连续点为最佳.
提问：如何解决解决点偏少或偏多的问题，得到更多满意的纸带呢？
[做一做] 利用带沙子的沙桶来代替钩码再做此实验。
（有条件的学校可做一下）
3、数据分析
（1）纸带的选取和处理
教师：①请学生通过观察每三条纸带中选取一条点迹清晰且点迹排成直线的纸带进行
处理。
②舍掉开头一段过于密集的，找一个适当的点作计时起点，为了减少测量误差和便于计算，每隔4个“计时点”选取一个“计数点”进行测时，相邻计数点的时间间隔为0.1秒。
提问：为什么要舍掉开头一些过于密集的点子呢？
学生：纸带开头一段由于点过于密集，不利于测量，同时振针对纸带的阻碍作用较大，为了减少误差，另找一个点作计时点。
③测量从选取的计时起点到各个计数点的距离。
根据所选的纸带，计算某点的瞬时速度。
（计算方法前面已复习过，请学生直接进行计
算）
教师：我们通过对纸带上各计数点的速度情况就可以知道小车在重物的拖动下运动，
根据前面所学的知识知道，描述物体速度随时间的变化情况，我们可以通过v-t图象
进行描述。
提问：在上述实验中，小车速度随时间变化的v-t图象是怎样一条线呢？
猜想：直线、曲线、折线……
4、数据处理：用描点法作v-t图象
①把各点的瞬时速度填入下表（该表学生自己设计，也可利用课本中的表格）
时间
s
t/
速度
)
/(1
1
-
⋅s
m
v
速度
)
/(1
2
-
⋅s
m
v
速度
)
/(1
3
-
⋅s
m
v
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
②作v—t图象：建立坐标系，纵坐标轴为速度v，横坐标轴为时间t。
③描点：对坐标轴进行适当分度，使测量结果差不多布满坐标系；描出测量点，应尽可能清晰。
④画平滑曲线（直线）：请学生通过观察，先找出这些点所形成的图象（这里是直线），然后用直线去拟合这些数据点。
⑸结论：小车的v—t图象是一条倾斜的直线，说明小车做的是速度均匀增加的变速直线运动。
提问：为什么要用一条直线去拟合这些数据点？
学生：因为这些数据点大致落在一条直线上，如果没有实验误差的理想情况，代表小车的速度和时间关系的点能够全部落在一条直线上。
提问：用一条直线拟合坐标系中的点。
发现明显偏离的点视为无效点，直线两侧的点分布大致相同。
为什么这样处理呢？
学生：明显偏离直线的点已不符合小车速度和时间的关系，直线两侧的点分布大致相同，是为了减小误差。
[师生互动]讨论实验中引起误差的原因。
说明：有条件的学校可以用计算机绘制v-t图象。
（课本不做要求）
⑥、对v—t图象的认知
[师生互动] ①图象的物理意义：反映了速度随时间变化的规律不是物体运动的轨迹
②从图象上得到任一时刻的速度
③求出物体一段时间内的v
6、例讲
例：在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如下图给出了从0
点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为
计数点。
测得x1=1.40cm，
x2=1.90cm，x3=2.38cm，x4=2.88cm，x5=3.39cm，x6=3.38cm。
那么
（1）、在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：v1=
cm/s,
v2= cm/s, v3= cm/s, v4= cm/s, v5= cm/s。
（2）在平面直角坐标系中作出v-t图象。
(3) 分析小车运动速度随时间变化的规律。
x1 x2 x3 x4 x5 x6
0 1 2 3 4 5 6
[答案]
（1）16.50 21.40 26.30 31.35 36.30
(2)
(3) v随t均匀增加
[讨论] 题目中v-t图象中的直线,除了反映速度随时间是均匀增加之外,加速度又有怎样的特点呢?
[本题设计意图] 本题涉及到该节内容的全部，通过这道题目的训练，可以进一步掌握本节内容。
7、本节小结
通过本节的学习，希望学生在学会打点计时器的使用、纸带数据处理、测瞬时速度以及v-t图象的基础上，运用这些知识技能探究小车速度随时间变化的规律。
从而培养学生学习物理问题的方法，学习寻找规律的方法。
8、作业布置
（1）、教材P36，“问题与练习”第3、4题。
［板书设计］
第一节实验：探究小车运动的速度随时间变化的规律。