高一物理匀变速直线运动的实验探究
高中物理第二章匀变速直线运动的研究1实验：探究小车速随时间变化的规律高一物理
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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，并穿过打点计时器的限位孔 (1)所列步骤中有错误的是：_________________. (2)遗漏的步骤：_________________. (3)将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序：____________.
点的瞬时速度如下：
计数点序号
123 4
5
6
计数点对应的时 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
刻/s
通过计数点时的 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0
速度/(cm·s－1)
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为了计算加速度，合理的方法是( ) A．根据任意两计数点的速度，用公式a＝ΔΔvt 算出加速度 B．根据实验数据画出v－t图象，量出其倾角α，由公式a ＝tan α求出加速度 C．根据实验数据画出v－t图象，由图象上相距较远的两 点所对应的速度、时间，用公式a＝ΔΔvt 算出加速度 D．依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值 作为小车的加速度
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5．要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，当小车到达滑 轮前及时用手按住．
6．要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点， 一般在纸带上每隔4个点取一个计数点，即时间间隔为t＝ 0.02×5 s＝0.1 s.
7．在坐标纸上画v－t图象时，注意坐标轴单位长度的选 取，应使图象尽量分布在较大的坐标平面内．
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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．先接通电源，等打点稳定后，再释放小车． 3．打点完毕，立即断开电源． 4．选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点密集部分，适当 选取计数点(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．
高中物理第二章匀变速直线运动的研究1实验：探究小车速度随时间变化的规律练习含解析新人教版必修第一册
第1节实验：探究小车速度随时间变化的规律必备知识基础练进阶训练第一层知识点一实验原理1.(1)某同学将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上,实验时得到一条实验纸带,纸带上O、A、B、C、D、E为计数点,每相邻两个计数点间还有4个点没有画出．由纸带可知,在打C点时小车的速度vC＝________ m/s.(结果保留三位有效数字)(2)若实验时电源频率略低于50 Hz,但该同学仍按50 Hz计算小车的速度,则测量得到的小车速度与真实速度相比将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．知识点二实验器材2.填在横线上(填编号)．①电磁打点计时器②天平③低压交流电源④低压直流电源⑤细绳和纸带⑥钩码和小车⑦停表⑧一端有滑轮的长木板⑨刻度尺所需的器材是________．知识点三实验步骤3.,其中有错误、多余或遗漏的步骤．(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．把一根细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重的钩码D．取下纸带,断开电源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________(填序号)．(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：________.4．某同学做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置如图所示．一小车放在水平长木板上,左侧拴有一细软线,跨过固定在木板边缘的滑轮与一槽码相连,小车右侧与穿过电火花计时器的纸带相连,在槽码牵引下,小车在木板上向左运动．电火花计时器所用的交流电频率为50 Hz.(1)实验中,除电火花计时器(含纸带、墨粉纸)、小车、长木板、导线、细线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有________．(填选项代号)A．电压为4～6 V的50 Hz交流电源B．电压为220 V的50 Hz交流电源C．刻度尺D．停表E．天平F．槽码(2)该同学进行了以下实验操作步骤,其中错误的步骤是________．A．将计时器固定在长木板有滑轮的一端,并接好电路B．将纸带固定在小车尾部,并穿过计时器的限位孔C．把一条细线拴在小车上,细线跨过定滑轮,下面吊着槽码D．拉住纸带,将小车移到靠近计时器的一端后,放开纸带,再接通电源知识点四数据处理5.拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E共五个计数点．测得计数点间的距离如图甲所示,每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出来．(1)试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、C、D三个点时小车的瞬时速度,则v B＝________ m/s,v C＝________ m/s,v D＝________ m/s.(结果保留三位有效数字)(2)在图乙所示的坐标系中作出小车的v－t图线,并根据图线求出a＝________ m/s2.(3)将图线延长与纵轴相交,此交点的物理意义是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.关键能力综合练进阶训练第二层一、单项选择题1．某同学在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,所得纸带点间距过密,若利用该纸带分析小车运动情况,下列做法可行的是( )A．每隔9个点取一个计数点,计数点时间间隔为0.2 sB．每隔2个点取一个计数点,计数点时间间隔为0.04 sC．只研究纸带后端几个间距较大的点所在区域D．只研究纸带前端较密的几个点所在区域2．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列说法中正确的是( )A．长木板一定要水平摆放B．使用刻度尺测量长度时,不必估读C．使用刻度尺测量长度时,要估读到分度值的下一位D．作v－t图像时,所描线必须经过每一个点3．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,下列说法正确的是( )A．小车在钩码的牵引下运动时只需打一条纸带,然后进行数据处理B．为使测量更为严谨,应把打下的第一个点作为第一个测量点C．为了便于测量,应舍掉开头一些过于密集的点,找一个适当的点当作计时起点D．两相邻计数点间的时间间隔必须是0.1 s4.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,利用纸带上的数据和第一章的方法得出各计数点的瞬时速度后,以速度v为纵轴,以时间t为横轴建立直角坐标系．某次实验中某同学描出的点如图所示,在直角坐标系上一共描出了10个点．下列思考有道理的是( )①这10个点无论如何也不在一条直线上,因此小车运动的v－t图线不可能为一条直线,而应为一条光滑的曲线②这10个点中有8个点虽然不在一条直线上,但它们在一条直线附近,只有F和B两点离这条直线太远③在10个点当中只有4个点能画在一条直线上(A、D、G、I),有6个点不在该直线上,这条直线肯定不能表示小车运动的规律④与直线偏差较小的点(C、E、H、J)可能是实验误差造成的,而与直线偏离较大的点(B、F)则可能是实验中出现错误造成的A．①③ B．②④C．①② D．③④二、多项选择题5.如图甲、乙所示为同一打点计时器打出的两条纸带,由纸带可知( )A．在打下计数点“0”至“5”的过程中,纸带甲的平均速度比乙的大B．在打下计数点“0”至“5”的过程中,纸带甲的平均速度比乙的小C．纸带甲的加速度比乙的大D．纸带甲的加速度比乙的小6．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、点间距适当的那一部分点进行测量、计算D．选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验三、非选择题7．(易错题)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,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为相邻的计数点(A点为第一个点),相邻计数点间的时间间隔T＝0.1 s.(1)根据____________________计算打各点时小车的瞬时速度大小,则v D＝________m/s,v C＝________ m/s,v B＝________ m/s.(2)在如图所示坐标系中画出小车的v－t图线,并根据图线求出a＝________.(3)将图线延长与纵轴相交,交点速度的物理意义：________________________________________________________________________________________________________________________________________________.8．如图甲所示,用打点计时器记录小车的运动情况．小车开始在水平玻璃板上运动,后来在薄布面上做减速运动．所打出的纸带及相邻两点间的距离(单位：cm)如图乙所示,纸带上相邻两点间对应的时间间隔为0.02 s．试用作图法(v－t图像)求出小车在玻璃板上的运动速度．学科素养升级练进阶训练第三层1．在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中：(1)实验提供了以下器材：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、复写纸、弹簧测力计．其中在本实验中不需要的器材是________．(2)如图甲所示是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出,打点计时器打点的时间间隔T＝0.02 s,则相邻两个计数点间的时间间隔为________ s.其中x1＝7.05 cm、x2＝7.68 cm、x3＝8.33 cm、x4＝8.95 cm、x5＝9.61 cm、x6＝10.26 cm.表中列出了打点计时器打下B、C、E、F时小车的瞬时速度,请在表中填入打点计时器打下D点时小车的瞬时速度．位置 B C D E F 速度/(m·s－1)0.7370.8010.9280.994(4)计算出的小车的加速度大小a＝________ m/s2.2．研究小车匀变速直线运动的实验装置如图甲所示,其中斜面倾角可调．已知电火花计时器所用交流电的周期为0.02 s．纸带上计数点的间距如图乙所示,其中每相邻两点之间还有4个点未画出．(1)部分实验步骤如下：A．调整倾角,使小车能够匀速下滑．B．关闭电源,取出纸带．C．接通电源,待计时器工作稳定后放开小车．D．把计时器固定在平板上,将纸带穿过限位孔．E．将小车停靠在计时器附近,小车尾部与纸带相连．F．选择220 V交流电源并接好电路．G．选择6～8 V直流电源并接好电路．H．选择6～10 V交流电源并接好电路．选择其中必需的实验步骤并按正确的先后顺序排列：________(用字母填写)．(2)小车加速度大小的计算式应为a＝________.(3)如果当时电源中交变电流的周期不正常,比已知的T略大,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________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．3．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中：(1)如图甲所示,所用计时器的工作电压为________；A．直流220 V B．交流220 VC．直流6 V D．交流8 V(2)某次实验得到如图乙所示的一条清晰纸带,截取了其中一段用刻度尺(单位：cm)进行测量,在纸带上标注了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点(每两个点迹标注一个计数点),已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz,取计数点A对应时刻为0.其中计数点E所在位置的刻度尺读数为________ cm,小车加速过程中D、F段的平均速度为________ m/s(计算结果保留两位有效数字),用这一速度表示小车通过E点时的瞬时速度,并将其描点在坐标纸上(其中B、C、D、F四个点已描点完成)．请同学们在坐标纸上拟合图线,并求解小车运动的加速度大小a ＝________ m/s2(计算结果保留两位有效数字)．第二章 匀变速直线运动的研究第1节 实验：探究小车速度随时间变化的规律必备知识基础练1．解析：(1)当电源频率是50 Hz 时,打点计时器每隔0.02 s 打一次点,每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,因此时间间隔为T ＝5×0.02 s＝0.1 s,由纸带数据,打C 点时小车的速度vC ＝x BD 2T ＝28.19－11.940.2×10－2m/s≈0.813 m/s. (2)当电源频率低于50 Hz 时,其打点周期大于0.02 s,所以仍按50 Hz 计算,即0.02 s,据v ＝x t可知,测出的速度数值将比真实值偏大．点睛：解答本题的关键是掌握纸带的处理,会通过纸带求解瞬时速度和加速度,并掌握实验操作步骤．能够知道相邻的计数点之间的时间间隔,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用,提高解决问题的能力．答案：(1)0.813 (2)偏大2．解析：电磁打点计时器是一种计时仪器,所用电源是低压交流电源,因此④⑦不需要．该实验不需要测量质量,因此②不需要．答案：①③⑤⑥⑧⑨3．解析：(1)所列步骤中有错误的是A 和D,应先接通电源,再放开纸带；实验结束后,先断开电源,再取下纸带．(2)遗漏步骤：G.换上新纸带重复实验三次． (3)多余的步骤是E,故合理的步骤顺序为BFCADG. 答案：(1)AD(2)G.换上新纸带重复实验三次 (3)BFCADG4．解析：(1)电火花计时器应使用220 V 的交流电源,实验需要用刻度尺测纸带上两点间的距离,实验需要用槽码牵引小车运动,故需要的实验器材有：BCF.(2)实验前应将计时器固定在长木板不带滑轮的一端,并接好电路,故A 错误；将纸带固定在小车尾部,并穿过计时器的限位孔,故B 正确；把一条细线拴在小车上,细线跨过定滑轮,下面吊着槽码,故C 正确；实验时应先接通电源,再释放纸带,故D 错误．所以选A 、D.答案：(1)BCF (2)AD5．解析：(1)v B ＝x AC 2T ＝27.60×10－30.2m/s ＝0.138 m/s,v C ＝x BD 2T ＝60.30－7.50×10－30.2 m/s ＝0.264 m/s,v D ＝x CE 2T ＝105.60－27.60×10－30.2m/s ＝0.390 m/s.(2)根据v －t 图像求加速度即画出图线后求图线的斜率,k ＝Δv Δt＝1.26 m/s 2. (3)将图线延长与纵轴的交点,即横坐标为0时的纵坐标的量,此为零时刻经过A 点的速度大小．方法总结：(1)利用纸带求速度的方法：利用平均速度近似等于中间时刻的瞬时速度．(2)利用纸带求加速度的方法：求出各点的瞬时速度画出v －t 图像,图线的斜率即加速度的数值．答案：(1)0.138 0.264 0.390 (2)如图所示 1.26(3)零时刻经过A 点的速度大小关键能力综合练1．解析：探究小车速度随时间变化的规律的实验中,如果所得纸带点间距过密,要利用该纸带分析小车的运动情况,应该每隔多个点取一个计数点,然后计算相邻的两个计数点之间的时间间隔,要考虑减小误差,就要得到尽量多的数据,往往两个计数点之间的间隔为5T 或10T 等整数,每隔9个点取一个计数点,时间间隔为0.2 s,每隔2个点取一个计数点,间隔为0.06 s,所以A 正确,B 错误．要研究纸带整个过程中的运动情况,不能取其中的一部分研究,所以C 、D 错误．答案：A2．解析：实验过程中,一般长木板应平放,不能侧向倾斜,但适当一端高一端低,也是可以的,A 错误．使用刻度尺测长度时,需要估读,要估读到分度值的下一位,B 错误,C 正确．作v －t 图像时,若各点与直线拟合,则作直线并使直线经过尽量多的点,D 错误．答案：C3．解析：小车在钩码的牵引下运动时,需要采用多次测量,打出多条纸带,进行数据处理,有利于减小误差,故A 错误；纸带上开始时打的点比较密集,点距过小,测量误差较大,故应舍去,找一个适当的点当作计时起点,故B 错误,C 正确；选取计数点,可增加测量距离,减小测量过程所产生的误差,两相邻计数点间的时间间隔不一定取0.1 s,故D 错误．答案：C4．解析：因为有误差,这些点才不可能在一条直线上,若理想化,这些点将都在一条直线上,①③错误,②④正确．答案：B5．解析：由题图纸带可以看出,打下计数点“0”至“5”的过程中,甲的位移比乙的小,而经历的时间相等,则甲的平均速度小于乙的平均速度,故A 错误,B 正确；纸带甲点迹均匀,则其加速度为零,而纸带乙的速度减小,加速度不为零,故C 错误,D 正确．答案：BD6．解析：把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位,这样可以增加测量点间的距离,减小测量过程所产生的误差,A 正确；小车的加速度过小,则物体运动间距太密集,测量误差较大,B 错误；纸带上密集的点,点间间距过小,测量误差较大,应舍去,而只利用点迹清晰、点间间隔适当的那部分进行测量、计算,C 正确；选用各处平整程度相同的长木板做实验,这样受力均匀,加速度变化小,实验误差小,D 正确．答案：ACD7．解析：(1)若时间较短,平均速度可以代替中间时刻的瞬时速度．v D ＝x CE 2T ＝78.00 cm 0.2 s＝390 cm/s ＝3.90 m/sv C ＝x BD 2T ＝52.80 cm 0.2 s＝264 cm/s ＝2.64 m/s v B ＝x AC 2T ＝27.60 cm 0.2 s＝138 cm/s ＝1.38 m/s (2)由(1)中数据画出小车的v －t 图像如图所示,由图线的斜率可求得小车的加速度 a ＝Δv Δt＝12.6 m/s 2(3)将图线延长后,与纵轴交点的速度表示零时刻小车的速度大小．答案：(1)某段时间内的平均速度表示中间时刻的瞬时速度 3.90 2.64 1.38(2)见解析图 12.6 m/s 2(3)零时刻小车的速度大小8．解析：设对应点1、2、3、4、5的瞬时速度分别为v 1、v 2、v 3、v 4、v 5,则有 v 1＝1.6＋1.40.04 cm/s ＝75 cm/s ＝0.75 m/s, v 2＝1.4＋1.20.04 cm/s ＝65 cm/s ＝0.65 m/s, v 3＝1.2＋1.00.04 cm/s ＝55 cm/s ＝0.55 m/s, v 4＝1.0＋0.80.04 cm/s ＝45 cm/s ＝0.45 m/s, v 5＝0.8＋0.60.04cm/s ＝35 cm/s ＝0.35 m/s, 以速度为纵坐标,以时间为横坐标建立直角坐标系．用描点法作出小车在薄布上做减速运动的v －t 图像．将图线延长,使其与纵轴相交,如图所示．由图像可知,小车做减速运动的初速度为0.85 m/s,即小车在玻璃板上的运动速度大小．答案：见解析学科素养升级练1．解析：(1)本实验中不需要测量力的大小,因此不需要的器材是弹簧测力计．(2)相邻两个计数点间的时间间隔为0.10 s ．根据某点的瞬时速度可用该点前后一段时间内的平均速度来代替知v D ＝x 3＋x 42×5T ＝0.083 3＋0.089 52×0.1m/s ＝0.864 m/s. (3)小车的速度—时间关系图线如图所示(4)在v －t 图像中,图线的斜率表示加速度,则a ＝Δv Δt＝(0.64±0.01)m/s 2. 答案：(1)弹簧测力计 (2)0.10 0.864(3)见解析图 (4)0.64±0.012．解析：(1)由于电火花计时器应用220 V 交流电,因此G 、H 不选,另外由于只测加速度,不用平衡摩擦力,A 步骤不选,具体步骤为：先固定计时器,后接好电源,放好小车,连好纸带,接通电源,放开小车,最后断开电源,取出纸带,因此步骤是FDECB(DFECB)．(2)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T ＝0.1 s,设A 到B 之间的距离为x 1,以后各段分别为x 2、x 3、x 4、x 5、x 6,根据匀变速直线运动的推论公式Δx ＝aT 2可以求出加速度的大小,得 x 4－x 1＝3a 1T 2x 5－x 2＝3a 2T 2x 6－x 3＝3a 3T 2为了更加准确地求解加速度,我们对三个加速度取平均值得a ＝13(a 1＋a 2＋a 3),即小车运动的加速度计算表达式为a ＝d 6－d 3－d 39T 2＝d 6－2d 39T2. (3)交变电流的周期比已知的T 略大,使得打点时间间隔变长,最后测量的Δv 偏大,而计算时认为周期正常,因此测量出的加速度的值偏大．答案：(1)FDECB(DFECB) (2)d 6－2d 39T2 (3)偏大 3．解析：(1)电火花计时器的工作电压为220 V 交流电,而电磁打点计时器工作电压为约8 V 交流电,图中为电火花计时器,故B 正确,A 、C 、D 错误．(2)计数点E 所在位置的刻度尺读数为14.50 cm,D 、F 段的位移x DF ＝19.15 cm －10.30 cm＝8.85 cm,则重物下落过程中D 、F 段的平均速度v ＝x DF 2T ＝8.85×10－22×0.04m/s≈1.1 m/s. 根据描点作图,v －t 图像如图所示a ＝Δv Δt ＝ 1.22－0.7020－2.4×10－2 m/s 2＝3.0 m/s 2. 答案：(1)B (2)14.50 1.1 3.0。
高一物理必修一学案 第二章 匀变速直线运动的研究
2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律学习目标1.会正确使用打点计时器打出匀变速直线运动的纸带。
2.会用描点法作出v-t 图象。
3.能从v-t 图象分析出匀变速直线运动的速度随时间的变化规律。
学习重点能从v-t 图象分析出匀变速直线运动的速度随时间的变化规律。
学习难点会计算各点的瞬时速度。
学习过程自主学习1.实验目的：探究小车速度随变化的规律。
2.实验原理：利用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、低压电源、纸带、带滑轮的长木板、小车、、细线、复写片、。
二、探究点拨（一）实验步骤1.如课本31页图所示，把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没有滑轮的一端，连接好电路。
2.把一条细线拴在小车上，使细线跨过滑轮，下边挂上合适的。
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，接通后，放开，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一行小点，随后立即关闭电源。
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，舍掉开头比较密集的点迹，在后边便于测量的地方找一个点做计时起点。
为了测量方便和减少误差，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=0.02 s ×5=0.1 s 。
在选好的计时起点下面表明A，在第6点下面表明B，在第11点下面表明C……，点A、B、C……叫做计数点，两个相邻计数点间的距离分别是x1、x2、x3……5.利用第一章方法得出各计数点的瞬时速度填入下表：6.以速度v为轴，时间t为轴建立直角坐标系，根据表中的数据，在直角坐标系中描点。
7.通过观察思考，找出这些点的分布规律。
（二）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，计时器工作后，再放开小车，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。
实验：研究匀变速直线运动的规律2022-2023学年高一物理(人教版2019必修第一册)
【详解】（1）由题意可知任意两水滴之间的时间间隔为T=0.5s，滴A水滴时小车的运动速度大小为
，根据Δx=aT2，可得小车加速下滑过程中的加速度大小为
，解得a=0.18m/s2（2）随着水滴的不断滴出，滴水的时间
间隔可能会发生变化，造成实验误差。
4.（2022·广东·模拟预测）如图所示为用频闪相机在特殊空间拍摄的羽毛与苹果同时下落的局部频闪照片，已知该频闪相
二.实验器材
打点计时器、 交变电源 、纸带、一端附有定滑轮的长铝板、小车、细绳、钩码、复
写纸、坐标纸、刻度尺、细铅笔(以小车的匀变速直线运动为例)
.
三.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 启动打点计时器 ，打点计时器正常工作后，再 放开小车 ，当小车停止运动时要
及时断开电源.
,（2）根据匀变速运动速度与位移关系有v2=2ax，联立以上两式可得
。
，由题意知
，
2
（2022·辽宁锦州·高二期末）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，用手轻推一下小车。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6个水滴的位置。（已知滴水计
若Δx＝ x2－x1 ＝ x3－x2 ＝ x4－x3＝…＝xn－xn－1，则说明物体在做匀变速直线运动，且
Δx＝ aT2 .
2.测定匀变速直线运动加速度的方法
(1)图像法
xn＋xn＋1
①先根据“平均速度”法求出各计数点的速度vn＝
2T .
②作v－t图像，求出图像的斜率即物体的 加速度 .
高一物理第二章匀变速直线运动的研究
高一物理第二章匀变速直线运动的研究在高一物理的课堂上，有一章特别有意思，那就是匀变速直线运动。
说到这个，大家可能会觉得“呃，这又是公式又是图像的，真无聊。
”其实不然，咱们把这件事情聊得轻松一点，像是在聊天一样，保证让你乐在其中。
咱们得知道，匀变速直线运动到底是什么。
简单来说，就是物体在一条直线上，速度以恒定的速率在变化。
这听上去有点抽象，但举个例子就明了。
想象一下，骑自行车的你，刚开始蹬的时候慢吞吞的，后来加速，感觉风都在跟你对话。
前半段你还得使劲，后半段速度就嗖嗖的，像火箭一样。
这种情况下，你的速度一直在变化，但变化的速率是均匀的，懂了吗？想象一下，你在公园的跑道上，开始的时候你可能慢悠悠地走，突然想起来要赶时间了，就加速向前跑。
你会发现，自己一开始需要用点力气，但后面速度上来了，就像开了挂一样。
不过，速度在变快，记得别摔跤啊，安全第一！说到速度，这就引出了一个重要的概念——加速度。
加速度就是速度变化的快慢。
想象一下你在开车，踩油门的时候，加速度就像是给你一股推力，让你感觉“哇，车真快！”可是如果你突然刹车，那种感觉就像从云端掉到地面，整个人都被甩了一下，真是“心惊肉跳”。
所以，加速度既能让你飞起来，也能让你有点儿害怕。
有趣的是，匀变速运动的公式也不算难。
大家知道，位移、速度和时间之间其实有关系。
用一个简单的公式来表达，就是 ( s = vt + frac{1{2at^2 )。
这听起来像是天书，但其实很简单。
想象一下，如果你骑着自行车，越骑越快，所用的时间长了，位移就会大大增加。
这个公式就帮你把这些关系给捋顺了。
再聊聊实例吧，假设你和小伙伴们在操场上玩游戏，一个人负责计时，另一个人负责起跑。
你准备好了，嗖的一声冲出去，开始时慢，但很快加速，想要赢得比赛。
你注意到，刚开始的几秒钟，你的速度比较慢，后来越来越快，最后简直像个小火箭。
这时候，如果你能把时间和位移记录下来，你就能用公式来算出自己的加速度，简直酷炫得不行。
高一物理匀变速直线运动的研究
高一物理匀变速直线运动的研究一、引言物理学中，直线运动是最基本的运动形式之一。
匀变速直线运动是直线运动的特殊形式，其速度可以保持恒定或者不断变化。
本文将对高一物理中的匀变速直线运动进行研究。
二、概述匀变速直线运动是指物体在直线上做匀速或者变速运动的情况。
在匀变速直线运动中，物体的速度可以随时间的变化而变化。
通过研究匀变速直线运动，我们可以了解物体在直线上的运动规律，并且可以推导出相关的数学模型。
三、匀速直线运动匀速直线运动是指物体在直线上以恒定速度运动的情况。
在匀速直线运动中，物体的速度保持不变，即物体在单位时间内所走的距离相等。
匀速直线运动可以通过以下公式来描述：位移 = 速度× 时间四、变速直线运动变速直线运动是指物体在直线上速度不断变化的情况。
在变速直线运动中，物体的速度可以随时间的变化而变化，因此物体在单位时间内所走的距离也不一样。
变速直线运动可以通过以下公式来描述：位移 = 初速度× 时间 + 加速度× 时间的平方的一半五、匀变速直线运动的实例1. 自由落体运动：自由落体运动是一种匀变速直线运动，物体在重力的作用下，速度不断增加。
根据重力加速度的大小，我们可以推导出物体在自由落体运动中所走的距离和所用的时间。
2. 汽车行驶：汽车在直线上的行驶可以看作是一种匀变速直线运动。
汽车在起步时速度较小，随着时间的推移速度逐渐增加，直到达到最大速度。
我们可以通过测量汽车的位移和时间，来研究汽车的匀变速直线运动。
六、匀变速直线运动的应用匀变速直线运动在日常生活和工程中有着广泛的应用。
例如，我们可以通过研究匀变速直线运动来优化汽车的驾驶行为，提高行驶的安全性和舒适性。
此外，匀变速直线运动也可以应用于机械工程中的各种设备设计和运动控制中。
七、结论通过对高一物理中匀变速直线运动的研究，我们可以深入了解物体在直线上的运动规律。
匀速直线运动和变速直线运动是匀变速直线运动的两种特殊情况，它们可以通过数学模型进行描述。
高一物理匀变速直线运动
4、匀变速直线运动的一些有用的推论
基 一、匀变速直线运动的速度公式：
本
v = v 0+at
公 二、匀变速直线运动的位移公式：
式
x = v0 t + 2—1 a t 2
1.公式 x = v0 t + 2—1 a t 2 中的 x 、v0 、
a 均为矢量，应用时必须选取统一方向为正方
列方程：v = v 0+at
x = v0 t + 2—1 a t 2
v 2 – v02 = 2 a x
a 2 02
2x
一 匀变速直线运动的位移与速度的关系
些
v 2 – v02 = 2 a x
有 注意：1、优点：不需计算时间t 。
用
2、公式中四个矢量 v、v0、a、x
的
要规定统一的正方向。
的 S2-s1=s3-s2=s4-s3=…..=at2 推 应用：纸带处理求加速度a：——逐差法
论
a
s6
s5
s4 s3 9t 2
s2
s1
a=-2.5m/s2 20m
课 《新学案》P35 T3
本 某汽车沿一直线运动，在t时间内通过的位移为
习 L，在L/2处速度为v1,在t/2处速度为v2,则 （ A D）
题 A、匀加速运动,v1 > v2, B匀减速运动v1< v2,
C、匀加速运动，v1< v2 D、匀减速运动v1 > v2
v v2 v1
v v0 v1 v2
v0
0
t t t/2 l/2
0 t t l/2 t/2
新题型| |信息题
实验：匀变速直线运动的研究+实验报告 高一上学期物理教科版(2019)必修第一册
实验报告实验名称：匀变速直线运动的研究（必修第一册2.1）姓名：一、实验目的1.进一步练习使用打点计时器并学会利用数据求加速度。
2.学会利用v-t图像处理实验数据，探究小车速度随时间变化的规律。
3.通过探究小车速度随时间变化的规律，体会研究直线运动的一般思路。
二、实验原理1.利用纸带计算瞬时速度：各计数点的瞬时速度可用该点前后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图像判断运动性质：用描点法可作出小车的v－t图像，根据图像的形状可判断小车的运动性质。
3.逐差法求加速度。
三、实验器材小车、附有滑轮的长木板、打点计时器、纸带、细绳、钩码、刻度尺、坐标纸。
四、实验步骤（以电磁打点计时器为例）1.安装实验器材。
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，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，待它稳定工作后释放小车，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.关闭电源，取下纸带。
5.换上新的纸带，重复实验两次。
6.增减所挂的狗吗，按以上步骤再做两次实验。
五、数据记录1.从三条纸带中选择一条点迹清晰的，舍掉开头一些过于密集的点，找一个适当的点作为计时起点。
2.每间隔4个计时点选取1个计数点依次记为A、B、C、D…相邻计数点时间间隔为T= ，测量各计数点到O点的距离x，记录并填入表中。
3.分别计算出相邻两计数点之间的距离X1、X2、X3、X4…4.选取相邻的两段位移，用其平均速度表示中间计数点的瞬时速度，即，填入表中。
计数点序号O A B C D …计数点对应的时刻t/s计数点对应的位置坐标x/m计数点的瞬时速度v/m·s-1六、数据处理1.判断小车运动性质计算法：取任意两个点，用它们的速度差Δv＝v2－v1除以相应的时间差Δt＝t2－t1，求得加速度。
高一物理必修第一册第二章匀变速直线运动的研究—初速度为零的匀加速直线运动的特殊规律
解：假设经过t时间追上
人经过的位移为 x1 v t
25m
车 则经 有过v的t位120移at2为该式2x52无解12 ，at 212t2 6t250
所以人无法追上车
不能追上：求最小距离
例1、车从静止开始以1m/s2的加速度前进，车后相距
25m处，某人同时开始以6m/s的速度匀速追车，能否追
上？如追不上，求人、车间的最小距离。
1at2② 2
根据① ②解出x=3m
临界问题
例4（课时作业p104 18）特快列车甲以速度v1行驶， 司机突然发现在正前方距甲车x处有列车乙正以速度v2 （v2<v1)向同一方向运动，为使甲、乙两车不相撞，司 机立即使甲车以大小为a的加速度做匀减速运动，而乙
车仍做原来的匀速运动，求a的大小应满足的条件。
例4：如图，在水平面上固定着三个完全相同的木块， 一子弹以水平初速度v射入木块，若子弹在木块中做匀 减速直线运动，当穿透第三个木块时速度恰好为0，则 子弹依次射入每个木块时的速度比和穿过每个木块所
用的时间比分别为（BD）
A、v1:v2:v33:2:1 B、v1:v2:v3 3: 2:1 C、t1:t2:t31: 2: 3
解法一：找临界条件
解法二：二次函数极值法
解图像:要的使顶两点车的不纵相1 2坐a撞2标t，必则v2须有为v1正tv2值tx， x0则v41t1212aax2tv20v12 0
可解得 a v2 v12
4 1a 2
2x
临界问题
例4（课时作业p104 18）特快列车甲以速度v1行驶， 司机突然发现在正前方距甲车x处有列车乙正以速度v2 （v2<v1)向同一方向运动，为使甲、乙两车不相撞，司 机立即使甲车以大小为a的加速度做匀减速运动，而乙
高一物理匀变速直线运动的实验研究 教案
城东蜊市阳光实验学校一.教学内容：匀变速直线运动的实验研究二.学习目的：1、掌握研究匀变速直线运动的实验原理、步骤及本卷须知。
2、掌握运用“逐差法〞和“图象法〞求加速度的原理和方法。
3、重点掌握纸带的处理方法。
三.高考考点分析：匀变速直线运动实验规律的考察是高考的热点，这个实验在高考中可以和验证机械能守恒的实验及验证动量守恒实验互相综合，通过对于纸带的处理分析物体的运动情况，出题形式灵敏多变，富于创新，凸显学生对于实验的理解才能，如2021年卷第17题。
2021年卷第14题。
四.重难点解析：1.实验原理〔1〕由纸带判断物体是否做匀变速直线运动。
设物体做匀变速直线运动，加速度是a，在各个连续相等的时间是是间隔T内的位移分别是1s、s2、s3……由运动公式可得：22312atsssss=⋯=-=-=∆，即连续相等的时间是是间隔内的位移差相等。
因此，要由纸带判断物体是否做匀变速直线运动，只要看纸带上时间是是间隔相等的连续相邻的计数点间的间隔之差是否相等即可。
〔2〕由纸带求物体运动加速度的方法：①逐差法：根据2362514at3ssssss=-=-=-，求出1a、a2、a3，再算出a1、a2、a3的平均值，即为我们所求的匀变速直线运动物体的加速度。
“逐差法〞求加速度的目的是尽可能多地使用我们测量的数据s1、s2、s3…，以减小偶然误差。
②tv-图象法：根据匀变速直线运动在某段时间是是中间时刻的瞬时速度等于这段时间是是内的平均速度，即t 2s s v 1n n n ++=；求出打第n 个计数点时纸带的瞬时速度，再作出t v -图象，图线的斜率即为匀变速直线运动物体的加速度。
2.实验器材打点计时器，一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、电源。
3.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，下边挂上适宜的钩码，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，并把纸带的另一端固定在小车的后面；〔3〕把小车停在打点计时器处，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列小点，换上新纸带，重复实验三次。
高一物理探究匀变速直线运动PPT优秀课件
(1)计算小车通过计数点“B”的瞬时速度 vB＝________m/s. (2)小车的加速度是 a＝__________m/s2. 思路点拨：(1)相邻两计数点之间还有四个点未画出，说明 计数点的时间间隔为 T＝0.1 s 所以 B 点速度为 vB＝s2ATC＝52.20×0×0.110－3 m/s＝0.26 m/s
(5)一般情况下，每 5 个点取一个计数点，标明各计数点， 测出相邻两个计数点之间的__距__离_，求出各计数点的__瞬__时__速__度， 并求出加速度；
(6)描点作图，画出小车的_v_－__t_图__象__． 4．分析图象得出结论：如果图象是一条倾斜的直线，则小 车做_匀__变__速__直__线__运__动__．
实验：探究匀变速直线运动
实验原理分析 1．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． 2．实验原理：分析纸带求出各位置速度并求出加速度． 3．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，并把 纸带穿过_打__点__计__时__器__，连接好电路；
通过计数点 44.0
的速度(cm/s)
23456 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
62.0 81.0 100.0 110.0 168.0
(1)为了计算加速度，合理的方法是( )
A．根据任意两计数点的速度公式，用 a＝Δv/Δt 算加速度 B．根据实验数据画出 v－t 图，量出其倾角，由公式 a＝tan α求加速度 C．根据实验数据画出 v－t 图，由图上相距较远的两点， 由 a＝Δv/Δt，求 a D．依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出其平均值 作小车的加速度 (2)由上表中给出的数据，用作图法求其加速度．
高中物理第二章匀变速直线运动的研究1实验：探究小车速度随时间变化的规律学案第一册
第二章匀变速直线运动的研究本章素养概述〔情境导入〕在生活中，高山滑雪、汽车启动、百米赛跑……；在自然界里,物体下落、猎豹捕食，蚂蚁搬家……这些物体的运动，大多是变速运动,其运动规律比较复杂。
本章在掌握了描述运动学的几个物理量的基础上，具体研究一种最简单的变速运动——匀变速直线运动的规律。
〔内容提要〕本章的探究不是从抽象的概念出发，而是先让同学们探究小车在重物牵引下做的变速运动,观察、记录小车随时间变化的情况。
然后从实例出发,学习匀变速直线运动的速度与时间的关系、位移与时间的关系。
最后研究最简单的匀加速直线运动——自由落体运动,领会伽利略对自由落体运动的研究方法对近代科学的影响。
本章重点:①进一步理解位移、速度和加速度；②掌握匀变速直线运动的规律;③掌握自由落体运动的规律。
本章难点：①经历匀变速直线运动的研究过程；②运用匀变速直线运动的规律解决实际问题；③追及、相遇问题。
〔学法指导〕1．本章规律多，公式和推论多，学习中注意不要去死记硬背这些规律和公式,重要的是领会概念的实质，把握公式的来龙去脉，要通过一些具体的实例，通过实际物理现象的分析、物理过程的认识，构建正确的物理情景，逐步形成良好的思维习惯。
2．重视物理过程的分析，特别是多解问题的分析,要选择合适的规律，找准过程的连接点。
注意运用数学工具（如图像、函数)分析物理过程及临界状态量，例如解决追及与相遇问题。
3．要有意识地培养自己画运动示意图分析复杂运动的习惯，这样运动过程会变得形象、直观，便于研究。
解题时要思路开阔,通过联想比较，筛选最简洁的解题公式。
另外还要注意总结分析问题的方法，除了常用的解析法，还有图像法、比例法、极值法、逆向转换法等.1.实验:探究小车速度随时间变化的规律目标体系构建明确目标·梳理脉络【学习目标】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．体验如何从实验研究中获取数据，学会利用图像处理实验数据。
第二章匀变速直线运动的研究——基本规律、推论及其应用 课件-高一物理人教版(2019)必修第一册
例:做匀加速直线运动的列车出站时，车头经过站
台时的速度为1m/s，车尾经过站台时的速度为
7m/s，则车身的中部经过站台的速度为（ C ）
A、3.5m/s
B、4.0m/s
C、5.0m/s
D、5.5m/s
推论3：物体做匀变速直线运动，在任意两个 相邻相等时间内的位移差等于一个常数。值为 △x=aT2。
4、一颗子弹沿水平方向射来， 恰穿透固定在水平面上三块相同的木 板，设子弹穿过木板时的加速度恒定，则子弹穿过三块木板所用的时 间之比为________。
V0
A
B
C
答案：
（2）打点计时器打下C、E两个点时，小车的瞬时速度的大小分
别为vC=___________m/s和vE=___________m/s。（结果均保留两 位有效数字） （3）整个运动过程中小车的加速度大小a=___________m/s2。 （结果保留三位有效数字） 【答案】 0.1 0.48 0.65 0.870
答案：1.5m/s2; 4.5m/s
1．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时
器打出的一条纸带如图所示。A、B、C、D、E、F、G为纸带上
七个计数点，相邻两个计数点之间还有四个计时点没有画出。 打点计时器使用的交变电流的频率为50Hz，回答下列问题。
（1）打相邻两个计数点的时间间隔为___________s。
匀变速直线运动 的规律推论及其应用
推论1：物体做匀变速直线运动，在任意一段时 间t内的平均速度等于该段时间中间时刻t/2的瞬 时速度。
规律应用：有一物体做匀加速直线运动，第一 个2秒内通过的位移为12m，第4秒内通过的 位移为24m，求该质点的加速度。
答案：7.2m/s2;
第二章匀变速直线运动的研究知识梳理高一物理
第二章匀变速直线运动的研究知识梳理第1节实验：探究小车速度随时间变化的规律一、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。
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。
四、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0.1 s)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d1、d2、d3…然后再算出相邻的两个计数点的距离x1＝d1；x2＝d2－d1；x3＝d3－d2；x4＝d4－d3…2.瞬时速度的计算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。
3.画出小车的v －t 图像(1)定标度：坐标轴的标度选取要合理，应使图像大致分布在坐标平面中央。
人教版高中物理必修1同步学习 第2章 匀变速直线运动的研究 1实验：探究小车速度随时间变化的规律77
第1节 实验：探究小车速度随时间变化的规律学习目标：1.明确实验思路,学会用列表法、图像法处理实验数据并分析运动特点.2.进一步掌握打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法．知识点一 实验思路1．进一步练习使用打点计时器．2．利用v －t 图像处理数据,并据此判断小车的运动性质． 3．能根据实验数据求加速度． 知识点二 实验数据测量 1．位置记录跟小车连在一起的纸带记录运动小车在不同时刻的位置． 2．瞬时速度的计算如果打出的纸带如图所示,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.3．根据v －t 图像判断运动性质用描点法可作出小车运动的v －t 图像,根据图像的形状可判断小车的运动性质． 4．加速度的计算利用v －t 图线的斜率求出小车的加速度． 利用a ＝v t －v 0t 求加速度．知识点三 实验器材打点计时器、一端附有定滑轮的长木板、小车、学生电源、细绳、槽码、刻度尺、纸带．1．打点计时器打出的纸带只能记录时间．( )2．在v －t 图像中,可以根据图线倾角的正切值计算加速度．( )3．实验中,悬挂的槽码越多,实验数据越准确．( )4．实验中,小车释放前应靠近打点计时器．( )[答案] 1.× 2.× 3.× 4.√探究小车速度随时间变化的规律的实验中,是否需要平衡摩擦力？[答案]不需要平衡摩擦力,只要保证小车所受到的力为恒力,加速度恒定就可以完成实验．要点一实验思路1．把一端附有定滑轮的长木板放在桌面上,并使定滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在木板上远离定滑轮的一端,连接好电路,如图所示．2．把细绳拴在小车上,使细绳跨过定滑轮,并在下面挂上合适的槽码,接通电源,待打点计时器打点稳定后再放开小车,让小车拉着纸带运动,打完一条纸带后立即关闭电源．【典例1】在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,某同学进行了以下实验操作步骤,试找出其中的错误和遗漏的步骤(遗漏步骤可编上序号G、H、…)．A．将打点计时器固定在长木板无滑轮一端,并接好电路B．拉住纸带,将小车移到靠近打点计时器的一端后,放开纸带,再接通电源C．把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当的槽码D．取下纸带,再断开电源E．将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔F．从所打的纸带中选取理想的纸带进行测量分析错误和遗漏：①_____________________________；②_____________________________；③_____________________________.正确的操作步骤为________________．[思路点拨] 熟练掌握实验操作的步骤及操作中的注意事项是能否完成本实验的关键．[解析]正确的实验步骤是：把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没有滑轮的一端,并连好电路,把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,另一端吊合适的槽码,把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面,使小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,再放开小车,让小车运动,打完一条纸带,断开电源,取下纸带,换上新纸带,再重做两次．即顺序为AECBDGF.[答案]①B中应先接通电源,再放开纸带②D中应先断开电源,再取下纸带③G.换上新纸带,重复实验两次AECBDGF(1)实验前,应让小车停在靠近打点计时器的位置,这样可以最大限度地利用纸带的有限长度.(2)实验操作时,必须先接通电源,再释放小车.(3)要避免小车和滑轮相碰,在小车与滑轮相碰前要及时用手按住小车.(4)打完一条纸带后要立即关闭电源,避免计时器线圈过热而损坏.(5)电磁打点计时器使用的电源是低压交流电源,电火花打点计时器使用的电源是220 V的交流电源.(6)在测量长度时,用刻度尺对齐起始计数点,依次读出各计数点到起始点的长度值,不能分段测量.)1．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列说法中正确的是( )A．长木板一定要水平摆放B．使用刻度尺测量长度时,不必估读C．使用刻度尺测量长度时,要估读到最小刻度的下一位D．作v－t图像时,所描线必须经过每一个点[解析]实验过程中,一般长木板应平放,不能侧向倾斜,但适当一端高一端低,也是可以的,A错误；使用刻度尺测长度时,需要估读,B错误、C正确；作v－t图像时,若各点与直线拟合,则作直线并使直线经过尽量多的点,D错误．[答案] C2．在“研究匀变速直线运动”的实验中,使用电磁打点计时器(所用交流电的频率为50 Hz),得到如图所示的纸带．图中的点为计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出来,下列表述正确的是( )A ．实验时应先放开纸带再接通电源B ．从纸带上不可能求出计数点C 对应的速率 C ．从纸带上可以求出计数点B 对应的速率D ．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s[解析] 在“研究匀变速直线运动”的实验中,实验时应先接通电源再放开纸带,A 错误；根据C 点为B 与D 的中间时刻点则有v C ＝s BD2T ,B 错误；同理,C 正确；由于相邻的计数点之间还有4个点没有画出,所以时间间隔为0.1 s,D 错误．[答案] C要点二物理量的测量、进行实验1．纸带的选取及测量在三条纸带中选择一条点迹最清晰的纸带,舍掉开头一些过于密集的点迹,找一个适当的点当作计时起点(0点)．为了便于测量,常常每5个计时点取1个计数点(两相邻计数点中间还有4个计时点)进行测量,两相邻计数点间的时间间隔T ＝0.1 s.2．采集数据如图所示,不能直接测量两个计数点间的距离,而是先一次性测出各个计数点到计时起点的距离x 1、x 2、x 3、x 4、…,然后再计算出相邻的两个计数点间的距离．Δx 1＝x 1,Δx 2＝x 2－x 1,Δx 3＝x 3－x 2,Δx 4＝x 4－x 3,Δx 5＝x 5－x 4.3．计算速度我们可以用平均速度代替各计数点的瞬时速度,即v 1＝Δx 1＋Δx 22Δt ,v 2＝Δx 2＋Δx 32Δt,…(Δt 为相邻两个计数点间的时间间隔),将各计数点对应的时刻和瞬时速度填入下表：位置编号0 1 2 3 4 5时间t/s速度v/(m·s－1)4.作v－t图像以速度v为纵轴、时间t为横轴建立平面直角坐标系,根据表中数据在坐标系中描点,观察点的分布规律,然后用一条平滑的曲线(包括直线)“拟合”这些点,作出描述小车运动的v－t图像．如图所示．【典例2】一小球在桌面上从静止开始做加速直线运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下小球每次曝光的位置,并将小球的位置编号．如图甲所示,1位置恰为小球刚开始运动的瞬间,作为零时刻．摄影机连续两次曝光的时间间隔均相同．(1)小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置的速度如表所示,将表中的数据补充完整.计数点序号 1 2 3 4 5 速度v n/(m·s－1) v1＝0 v2＝0.06 v3＝____ v4＝0.18 v5＝____(2)在图乙所示的坐标纸上作出小球的速度—时间图像(保留描点痕迹)．(3)由v －t 图像可知小车运动的规律：速度随时间____________．[思路点拨] (1)横轴与纵轴都要注意选取合适的标度,使画出的图线基本占满整个坐标纸,以便于观察；(2)作图像时,应保证大多数点落在同一条直线上,不落在同一直线上的点要均匀分布在直线的两侧．[解析] (1)因为x 1＋x 2＝0.06 m,且v 2＝0.062T m/s ＝0.06 m/s,所以T ＝0.5 s因为x 2＋x 3＝0.12 m,则v 3＝x 2＋x 32T ＝0.122×0.5 m/s ＝0.12 m/s 因为x 4＋x 5＝0.24 m,则v 5＝x 4＋x 52T ＝0.242×0.5m/s ＝0.24 m/s (2)其v －t 图像如图所示．(3)小车运动的v －t 图像是一条斜向上的直线,表示小车的速度随时间均匀增加． [答案] (1)0.12 0.24 (2)图见解析 (3)均匀增加(1)作图时建立的坐标轴的单位长度的选取要合适,尽量使图线分布在坐标平面的中央区域. (2)应让曲线连接尽可能多的点,不能连接的点应均匀分布在图线两侧,以减小偶然误差.(3)v －t 图像的斜率表示小车的加速度,即,但不能采用求正切值的方法求加速度.3．用接在50 Hz 交流电源上的打点计时器,研究小车做匀加速直线运动的规律,某次实验中得到的一条纸带如图所示,从比较清晰的点起,每五个打印点取一个点作为计数点,分别标作0、1、2、3、4.测得0、1两计数点间的距离s 1＝30.0 mm,3、4两计数点间的距离s 4＝48.0 mm,则小车在0与1两计数点间的平均速度为________m/s,小车的加速度为________m/s 2.[解析] 根据平均速度的定义式,可得小车在0与1两计数点间的平均速度v 01＝0.0300.1m/s ＝0.30 m/s 小车在3与4两计数点间的平均速度v 34＝0.0480.1 m/s ＝0.48 m/s故小车的加速度a ＝Δv Δt ＝v 34－v 013T ＝0.48－0.303×0.1 m/s 2＝0.6 m/s 2.[答案] 0.30 0.64．打点计时器使用的交流电频率为50 Hz,记录小车做变速运动的纸带如图所示,在纸带上选择0、1、2、3、4、5六个计数点,相邻两计数点之间还有四个点没有画出．纸带旁并排放着带有最小刻度为1毫米的刻度尺,0刻度线跟计数点0对齐．(1)分别计算小车在打计数点2、计数点4时的瞬时速度大小；(2)求小车在打计数点2和计数点4这段时间间隔内的平均加速度大小．[解析] (1)计数点1、3、5到0点的距离可以通过刻度尺直接读出,读数时注意估读到毫米位的下一位,依次为x 1＝1.20 cm 、x 3＝5.40 cm 、x 5＝12.00 cm.小车在打计数点2时的瞬时速度大小等于其在计数点1、3之间的平均速度大小,即v 2＝x 3－x 12T ＝0.21m/s ；同理,v 4＝x 5－x 32T＝0.33 m/s.(2)平均加速度大小a ＝v 4－v 22T ＝0.33－0.212×0.1 m/s 2＝0.60 m/s 2.[答案] (1)0.21 m/s 0.33 m/s (2)0.60 m/s 2要点三实验误差分析误差的来源 误差的说明使用的电源频率不稳定,导致计时误差 这是系统误差．电源频率增加时,计算用的时间0.02 s 比真实时间大,计算出的速度偏小；电源频率减小时,计算用的时间0.02 s 比真实时间小,计算出的速度偏大纸带上计数点间距离的测量存在误差 这是偶然误差．多次测量取平均值是减小偶然误差的有效手段 木板各处的粗糙程度不同,摩擦不均匀 这是系统误差．应选择平整的长木板,或提前在长木板上均匀刷上油漆作v －t 图像时存在误差这是偶然误差．画v －t 图像时选择合适标度,作图时认真、准确可以减小误差【典例3】 (多选)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,对于减小实验误差来说,下列方法有益的是( )A ．把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位来选取计数点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进行测量、计算D ．选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验[思路点拨] 明确本实验的误差来源及减小误差的方法是解决本题的关键．[解析] 选取计数点可以使用于测量和计算的相邻点间的间隔增大,在用直尺测量这些点间的间隔时,在一次测量绝对误差基本相同的情况下,相对误差较小,因此A 选项正确；在此实验中,如果小车运动的加速度过小,打出的点很密,长度测量的相对误差较大,测量准确度会降低,因此使小车的加速度略大一些较好,如果每五个点取一个计数点,那么以能在纸带上50 cm长度内清楚地取出七八个计数点为宜,B错误；C 项保证了选点的正确；D项是物体做匀变速直线运动的前提．故A、C、D正确．[答案]ACD参与本实验计算的量有位移x和时间T,因此误差主要来源于x.(1)我们应选择点迹小而清晰的纸带,且要用分度值为1 mm的刻度尺测量并估读到0.1 mm.(2)读数时眼睛要正对点和刻度尺,以尽量减小误差.(3)小车速度应适当大些,这样可以减小测量长度的误差.(4)适当选几个(如五个)计时点的时间间隔作为时间单位,可减小测量时间间隔的误差,测量两计数点间的距离时,要一次完成测量,不能分段测量.5．在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下述测量每相邻两计数点间距离的方法正确的是( )A．当某两个计数点间的距离较大时,可以用短尺把它分段来测量B．当某两个计数点间的距离较小时,可以用短尺一次把它测完C．测量每两个相邻计数点间的距离,应该用毫米刻度尺的零刻线对准起点,读出各计数点对应的刻度值,然后逐一相减,得到每两个相邻计数点间距离的数值D．分别测出每两个计数点间的距离,这样便于记录[解析]为了减小测量误差,测量两个相邻计数点间的距离时,应该用毫米刻度尺量出各点到第一个点的距离,再逐一相减,得到每两个相邻计数点间的距离,故只有C项正确．[答案] C6．在实验中,利用纸带上的数据得出各计数点的瞬时速度后,以速度v为纵轴,以时间t为横轴建立直角坐标系．某次实验中某同学描出的点如图所示．在直角坐标系上一共描出了10个点．下列思考有道理的是( )①这10个点无论如何也不在一条直线上,因此小车运动的v－t图像不可能为一条直线,而应为一条光滑的曲线②这10个点中有8个点虽然不在一条直线上,但它们都在一条直线附近,只有F和B两点离这条直线太远③在10个点当中只有4个点能画在一条直线上(A、D、G、I),有6个点不在该直线上,这条直线肯定不能表示小车运动的规律④与直线偏差较小的点(C、E、H、J)可能是实验误差造成的,而与直线偏离较大的点(B、F)则可能是实验中出现错误造成的( )A．①③B．②④ C．①②D．③④[解析]考虑有误差,才不可能在一直线上,而偏离直线太远,则不属于误差,而是错误．而若理想化,则这些点应在一直线上,①③错误；②④正确；故选B.[答案] B课后作业(五)[要点对点练]要点一：实验思路及进行实验1．某同学用打点计时器做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验．他按图所示安装好了实验器材,接好了导线,准备打开电源开关进行实验．他所组装器材中,有三处错误,请你指出：(1)_____________________________；(2)_____________________________；(3)_____________________________．[答案](1)电压不应选2 V挡位,应选4～6 V挡位(2)不应接直流输出,应接交流输出(3)小车不应靠在滑轮处,应靠近打点计时器处2．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,从下列所给器材中选出本实验所必须的器材有________；为能按实验要求达到实验目的,还缺少的器材有________(写出一种即可)．①电磁打点计时器②天平③低压直流电源④细绳⑤纸带⑥小车⑦槽码⑧停表⑨一端带有滑轮的长木板[解析]在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,所需的实验步骤：(1)木板平放,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定,连接好电路；(2)穿纸带,挂槽码；(3)先接通电源,然后放开小车,让小车拖着纸带运动,打完一条后立即关闭电源．由实验步骤可以看出需要的仪器有①④⑤⑥⑦⑨.为了得到小车的运动规律,还需要用刻度尺来测量计数点之间的距离,用来计算速度和加速度；电磁打点计时器工作时需要低压交流电源．[答案]①④⑤⑥⑦⑨低压交流电源(或刻度尺)要点二：数据记录及处理3．在用打点计时器探究匀变速直线运动的速度随时间变化规律的实验中,获得的一段纸带如图所示,A、B、C、D为相邻的四个计数点,已知AB＝1.80 cm,BC＝2.00 cm,CD＝2.20 cm,相邻两计数点间的时间间隔为0.1 s．关于该实验,下列说法正确的是( )A．相邻两计数点间的时间间隔为0.1 s是用停表测出的B．实验时应先释放小车再接通电源C．打点计时器打C点时,小车的速度为0.42 m/sD ．小车运动的加速度是0.2 m/s 2[解析] 相邻两计数点间的时间间隔T ＝0.1 s,并不是停表测量出的,而是按打点先后顺序每5个点取1个计数点得到的,A 错误；实验时应先接通电源,再释放小车,B 错误；打点计时器打C 点时小车的速度等于B 、D 两点间的平均速度,则v C ＝x BD 2T ＝(2.00＋2.20)×10－22×0.1 m/s ＝0.21 m/s,C 错误；同理v B ＝x AC2T ＝(1.80＋2.00)×10－22×0.1 m/s ＝0.19 m/s,故a ＝v C －v B T＝0.2 m/s 2,D 正确．[答案] D4．研究小车做匀变速直线运动的实验装置如图甲所示,其中斜面倾角θ可调．打点计时器的工作频率为50 Hz.纸带上计数点的间距如图乙所示,其中每相邻两点之间还有4个点未画出．(1)部分实验步骤如下：A ．测量完毕,关闭电源,取出纸带；B ．接通电源,等打点计时器工作稳定后放开小车；C ．将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连；D ．把打点计时器固定在平板上,让纸带穿过限位孔． 上述实验步骤的正确顺序是________(用字母填写)． (2)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔T ＝________s.(3)计数点5对应的瞬时速度大小的计算式为v 5＝____________________. [解析] (1)实验步骤的正确顺序是DCBA.(2)相邻两计数点之间有4个点未画出,故T ＝0.02×5 s ＝0.1 s. (3)用一小段时间内的平均速度替代瞬时速度,即v 5＝s 4＋s 52T .[答案] (1)DCBA (2)0.1 (3)s 4＋s 52T要点三：实验误差分析5．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列说法不正确的是( ) A ．纸带上可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点 B ．使用刻度尺测量长度时,要进行估读 C ．作v －t 图像时,所描曲线必须经过每一个点 D ．在处理数据时,常用公式法和图像法[解析] 实验中可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点,但每隔四个点取一个计数点的时间间隔为0.1 s,计算时更方便,A 正确；使用刻度尺测长度时,要进行估读,B 正确；作v －t 图像时,应使尽量多的点落在线上,但离线较远的点要舍弃,C 错误；数据处理常选择公式法和图像法,D 正确．C 符合题意．[答案] C6．(多选)在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列关于作v －t 图像的说法正确的是( )A ．只要确定了v －t 图像中的两点,就可以得到小车运动的v －t 图像,因此,实验只需要测出两组数据B ．作v －t 图像时,所取的点越多,图像就越准确C ．作出的v －t 图线应该通过所有的点,图线曲折也可以D ．对于偏离直线较远的点,说明误差太大,应舍去[解析] 作v －t 图像时,选取的点越多,作出的图像就越准确；误差较大的点应舍去,B 、D 正确． [答案] BD[综合提升练]7．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 ．先接通电源或先释放纸带都可以D ．纸带上打点越密集,说明纸带运动速度越大(2)使用电磁打点计时器,应选用________(选填“直流”或“交流”)电源,若频率为50 Hz,则每隔________s 打一个点．(3)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5个点取一个计数点,分别标明0、1、2、3、4,量得x 1＝30.0 mm,x 2＝36.0 mm,x 3＝42.0 mm,x 4＝48.0 mm,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.[解析] (1)实验时应先接通电源,再释放纸带,故A 、C 错误,B 正确；纸带上打点越密集,说明纸带运动速度越小,故D 错误．(2)打点计时器使用交流电源,频率为50 Hz,每隔0.02 s 打一个点．(3)1和4点之间的平均速度为v ＝x 2＋x 3＋x 43T ＝(36.0＋42.0＋48.0)×10－30.3 m/s ＝0.42 m/s,计数点2的瞬时速度为v 2＝x 2＋x 32T＝ (36.0＋42.0)×10－30.2m/s ＝0.39 m/s.[答案] (1)B (2)交流 0.02 (3)0.42 0.398．如图甲所示,用打点计时器记录小车的运动情况．小车开始在水平玻璃板上运动,后来在薄布面上做减速运动．所打出的纸带及相邻两点间的距离(单位：cm)如图乙所示,纸带上相邻两点间对应的时间间隔为0.02 s.(1)计算计时器打出点2、3时小车的速度大小,填入表中．计数点序号 1 2 3 4 5 速度 v n /(m ·s －1)v 1＝0.75v 2＝____v 3＝____v 4＝0.45v 5＝0.35(2)在平面直角坐标系中作出小车在薄布上运动的v －t 图像． (3)求出小车在玻璃板上的运动速度大小．[解析] (1)根据题图乙可得v 2＝1.4＋1.20.04 cm/s ＝65 cm/s ＝0.65 m/s,v 3＝1.2＋1.00.04 cm/s ＝55 cm/s＝0.55 m/s.(2)以速度为纵坐标,以时间为横坐标建立直角坐标系．用描点法作出小车在薄布上做减速运动的v －t 图像．将图线延长,使其与纵轴相交,如图所示．(3)由图像可知,小车做减速运动的初速度为0.85 m/s,即小车在玻璃板上的运动速度大小． [答案] (1)0.65 0.55 (2)图见解析 (3)0.85 m/s9．某实验小组采用如图甲所示的实验装置探究小车做匀变速直线运动的规律,打点计时器工作频率为50 Hz.图乙是实验中得到的一条较理想的纸带,每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10 s.通过计算已经得出了打下A 、B 、C 、D 四个点时小车的瞬时速度,以A 点为计时起点,通过描点连线得到了如图丙所示的图像．试分析下列问题：(1)打点计时器打E 点时小车的瞬时速度v E ＝________m/s.(保留三位有效数字) (2)小车运动的加速度为a ＝________m/s 2.(保留两位有效数字) (3)打点计时器打下A 点时的速度为v A ＝________m/s.[解析] (1)根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知：v E ＝x DE ＋x EF2T＝(5.99＋6.80)×10－22×0.10m/s ＝0.640 m/s.(2)在v －t 图像中,图线的斜率表示加速度,则a ＝0.560－0.4000.3－0.1 m/s 2＝0.80 m/s 2.(3)由加速度的定义可知a ＝v E －v A4T,解得v A ＝0.640 m/s －0.80×0.4 m/s ＝0.320 m/s. [答案] (1)0.640 (2)0.80 (3)0.32010．为了测定气垫导轨上滑块的加速度大小,在滑块上安装了宽度为3.0 cm 的遮光板,如图所示,滑块在牵引力作用下先后加速通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt 1＝0.30 s,通过第二个光电门的时间为Δt 2＝0.10 s,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间间隔为Δt ＝3.0 s,则滑块的加速度为多大？[解析] 遮光板通过第一个光电门的速度v 1＝L Δt 1＝0.030.30 m/s ＝0.10 m/s,遮光板通过第二个光电门的速度v 2＝L Δt 2＝0.030.10 m/s ＝0.30 m/s,故滑块的加速度a ＝v 2－v 1Δt ＝0.30－0.103.0m/s2＝0.067 m/s 2.[答案] 0.067 m/s2。
高一物理必修一第一章运动的描述匀变速直线运动的研究
【加固训练】 1.《中国诗词大会》第二季于2017年春节期间在央视 一套、十套播出，备受广大观众喜欢，中国大地掀起 诗词热。唐代诗人李白写下“朝辞白帝彩云间，千里 江陵一日还”的诗句，根据“千里江陵一日还”可估 算出船速大小约为 ( )
A.13 km/h C.68 km/h
B.21 km/h D.83 km/h
t
B.Δt越短， 越x 接近瞬时速度
t
C. 是x 否越接近瞬时速度与Δt的长短无关
t
D.为使 x更接近瞬时速度，可换用宽度更大的遮光条
t
【解析】选B。x是滑块通过光电门的平均速度，当
t
时间趋近于0时，可以认为是滑块通过光电门的瞬时速
度，即Δt越短， 越x 接近瞬时速度，故A、C错误，B
t
正确；为使 x更接近瞬时速度，可换用宽度更窄的遮
【解析】选B。由题可知，路程为1 000里=500 km，时
间为24 h，所以船速为 v s 50≈02k1m km/h。故B
t 24 h
正确，A、C、D错误。
2.（多选）如图所示为甲、乙两质点做直线运动时， 通过打点计时器记录的两条纸带，两纸带上各计数点 间的时间间隔都相同。关于两质点的运动情况的描述， 正确的是 ( )
A.大小为1 m/s2，方向沿斜面向上 B.大小为1 m/s2，方向沿斜面向下 C.大小为4 m/s2，方向沿斜面向下 D.大小为4 m/s2，方向沿斜面向上
【解析】选B、C。取初速度方向为正方向，则v0=5 m/s。
若2 s后的速度方向沿斜面向上，v=3 m/s，则a v
t
v v0 3 =5-m1 /ms2 /s2，即加速度大小为1 m/s2，方
A.两质点在t0～t4时间内的平均速度相同 B.两质点在t2时刻的速度大小相等 C.两质点速度相等的时刻在t3～t4之间 D.两质点不一定是从同一地点出发的，但在t0时刻甲 的速度为0
高一物理【匀变速直线运动的研究】章末知识点归纳
拐点表示从一种运动变为另一种运动， 两图线交点表示两物体速度相等
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2.对两种图像的理解 (1)xt图像、vt图像都不是物体运动的轨迹，图像中各点的坐标值x、v 与t一一对应。 (2)xt图像、vt图像的形状由x与t、v与t的函数关系决定。 (3)无论是xt图像还是vt图像，所描述的运动都是直线运动。
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三、追及相遇问题 1．追及相遇问题 两物体在同一直线上一前一后运动，速度相同时它们之间可能出现距 离最大、距离最小或者相遇(碰撞)的情况，这类问题称为追及相遇问 题。
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2．分析追及相遇问题的思路和方法 (1)讨论追及相遇问题的实质是分析两物体能否在同一时刻到达同一位 置，注意抓住一个条件、用好两个关系。
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[解析] v-t 图像的斜率表示加速度，根据题图图像可得 a 客＝－2100 m/s2＝
－2 m/s2，a 货＝－1155 m/s2＝－1 m/s2，因此两车刹车时客车的加速度比货
车的大，选项 A 正确；因为客车在前，货车在后，且在 5 s 之前，客车的
速度大于货车的速度，在 5 s 之后，客车的速度小于货车的速度，所以在
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(多选)货车和客车在平直公路上同一车道行驶，客车在前， 货车在后，突然出现紧急情况，两车同时刹车，刚开始刹车时两车相 距20 m，刹车过程中两车的vt图像如图所示，则下列判断正确的是
( AD ) A．两车刹车时客车的加速度比货车的大 B．在t＝5 s时刻两车相距最近 C．两车会在客车停止之后发生追尾事故 D．两车相距最近的距离为7.5 m
3.2 研究匀变速直线运动实验报告
第三章 第２节 匀变速直线运动得实验探究 班级 姓名 座号一、实验目得1、练习使用打点计时器。
2、掌握判断物体就就是否做匀变速直线运动得方法。
３、利用纸带求某点得瞬时速度与匀变速质点运动得加速度。
二、实验原理１、判断物体就就是否做匀变速直线运动(1)利用平均速度v ＝错误!,当Δt 很短时,可以近似认为平均速度错误!等于t 时刻得瞬时速度,利用速度与时间关系判断物体就就是否做匀变速直线运动。
（2)利用Δs ＝s 2－s 1=s 3-ｓ2=…=s n -s n －１＝aT 2判断物体就就是否做匀变速直线运动。
2、 求匀变速直线运动得瞬时速度根据平均速度等于中间时刻得瞬时速度求出= ,= 、、、、、、=3、求匀变速直线运动得加速度(1）法一、逐差法以取六个间隔为例,则a 1＝s 4－s １3T 2，a 2=＼f(ｓ5－s 2,3T 2）,a 3=＼ｆ(s 6-s ３，３T 2）、 加速度得平均值为a =13（ａ1＋ａ2＋a 3) ＝13错误!=错误![(s 4＋s ５+s 6)-(ｓ１+ｓ2+s 3)] 逐差法处理数据求加速度得平均值,好处就就是各个数据都得到了利用,达到正、负偶然误差充分抵消得作用,使计算结果更接近真实值。
(２)法二、用v-ｔ图求加速度用横坐标表示时间ｔ,用纵坐标表示瞬时速度v 建立坐标系,标出(T ，)，(2Ｔ,)、、、、、、各点，把这些点连接起来可画出一条直线(让尽可能多得点处在直线上,不在直线上得点尽可能等量地分布在直线两侧)，求此直线得斜率即为物体得加速度。
三、实验器材电火花打点计时器、纸带、交流电源、小车、细绳、钩码、长木板、刻度尺、导线等。
四、实验步骤①将打点计时器固定在长木板得一端。
②连接好打点计时器得电路。
（注意此过程中要断开开关)③将纸带穿过打点计时器,连接在小车后面,并使小车靠近打点计时器，并连接砝码到小车。
④闭合电路开关，然后释放小车,打完纸带后立即关闭电源。
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第二节匀变速直线运动的实验探究教案
一、实验目的
使用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度。
二、实验原理
设物体做匀加速直线运动，加速度是a，在各个连续相等的时间T里的位移分别是s1、s2、s3……则有（见第二章的习题）
△s=s2-s1=s3-s2=s4-s3=……=aT2
由上式还可得到
s4-s1=(s4-s3)+(s3-s2)+(s2-s1)=3aT2
同理有
s5-s2=s6-s3=……=3aT2
可见，测出各段位移s1、s2……即可求出
21
4 13T s
s a -
=
22
5 23T s
s a -
=……
再算出a1、a2……的平均值，就是我们所要测定的匀变速直线运动的加速度。
三、实验器材
电火花计时器或电磁打点计时器，一端附有滑轮的长木板，小车，纸带，刻度尺，导线，电源，钩码，细绳。
四、实验步骤
（1）按教材191页图实-10所示，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=0.02×5=0.1s。
在选好的开始点下面标明A，在第六点下面标明B，在第十一点下面标明C，在第十六点下面标明D，……，
点A 、B 、C 、D ……叫做计数点，如图所示。
两个相邻计数点间的距离分别是s 1、s 2、s 3……
（5）测出六段位移s 1、s 2、s 3、s 4、s5、s 6的长度，把测量结果填入下表1中。
（6）根据测量结果，利用“实验原理”中给出的公式算出加速度a 1、a 2、a 3的值。
注意：T=0.1s 。
求出a 1、a 2、a 3的平均值，它就是小车做匀变速直线运动的加速度。
把计算的结果填入下表1中
小车做匀变速直线运动的加速度a= 表1 计算小车的加速度a= T=0.1s 计数点
位移s/m
位移差△s/m
分段加速度a/m ·s -2
小车加速度a/m ·s -2 0
1 S 1=
2 S 2=
3 S 3=
4 S 4= S 4-S 1=
5 S 5= S 5-S 2= 6
S 6=
S 6-S 3=
五、布置作业
完成实验报告
六、参考题
1、图为用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度的实验时记录下的一条纸带。
纸带上选取1、
2、
3、
4、5各点为记数点，将直尺靠在纸带边，零刻线与纸带上某一点0对齐。
由0到1、2、3……点的距离分别用d 1、d 2、d 3……表示，测量出d 1、d 2、d 3……的值，填入表中。
已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz ，由测量数据计算出小车的加速度a 和纸带上打下点3时小车的速度v 3，并说明加速度的方向。
距 离 d 1 d 2 d 3 d 4 d 5 测量值(cm)
s 1 s 2 s 3
A B C D
加速度大小a＝____m／s2，方向______，小车在点3时的速度大小v3＝______m／s。
2、根据图所示的打点计时器构造图，指出各主要部件的名称：①____，②____，③____，
④____，⑤____，⑥____，⑦____，⑧____，⑨____
3、电磁打点计时器的电源应是________电源，通常的工作电压为________伏，实验室使用我国民用电时，每隔________秒打一次点，如果每打5个取一个计数点，即相邻两个计数点间的时间间隔为________秒。
4、在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间。
计时器所用电源的频率为50Hz，图为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点，用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离如图所示（单位：cm）。
由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的即时速度大小v4＝________m／s，小车的加速度大小a＝________m／s2。
参考答案：
1、测量值：1．75 2．90 3．80 4．50 5．00 0．56
与运动方向相反12．9
2、略
3、低压交流，4~6；0.02秒，0.1
4、0.405 0.756。