2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律
2.1探究小车速度随时间变化的规律1
• 5．取下纸带前先断开电源． • 6．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小，或者加速度 太小而使各段位移无多大差别，从而使误 差增大． • 7．要区别打点计时器打出的点和人为选取 的计数点，弄清楚时间间隔．
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10
二.数据处理:
1.列表法
--
0.201
0.280
0.355
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7
• 3．连接好电路，将小车停在靠近打点计时 器的位置，先 接通电源 ，然后释放小车． • 4．打完一次纸带后立即 断开电源 ，换上 纸带，重复操作三次． • 5．从打出的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，在后 边便于测量的地方找一个点作计数点．为 了计算方便和减小误差，通常每打5个点即 相隔0.1 s选择一个计数点．
• 【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，打出的点子很密，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7～8个计数 点为宜．C项保证了选点的正常．D项是物 体做匀变速直线运动的前提． 20 • 【答案】 ACD ppt
• 如何依据纸带信息，判断小车的运动是否是匀变 速直线运动？
• 如图2—1—1表示实验打出的纸带，O、A、B、C、 D、E、F……为每隔时间t选定的一系列计数 点．我们可以认为OA、AB、……EF段的平均速 度就等于这些段所对应时间的中间时刻的瞬时速 度，即
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v 1＝v1， v 2＝v2，„„ v 6＝v6. x1 x2 x6 因为 v 1＝ t ， v 2＝ t ，„„ v 6＝ t ， x2 x1 v2－v1 v 2－ v 1 t － t x2－x1 所以a1＝ t ＝ ＝ t ＝ t2 ， t x3－x2 x6－x5 同理a2＝ t2 ，„„a5＝ t2 . 若小车做匀变速直线运动，则a1＝a2＝„＝a5，即有 x2－x1＝x3－x2＝„＝x6－x5＝Δx＝at2 因此，小车是否做匀变速直线运动，只要看小车在 各个连续相等时间内的位移差是否都相等即可．
2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律
答案 (1)步骤A中应先通电，再放纸带 (2)步骤D中取下纸 带前应先断开电源 (3)补充步骤G：换上新纸带，重复三次实验 步骤顺序 BECFADG
【跟踪1】 在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验 中，给你以下器材：打点计时器、电池组、纸带、复写 纸、停表、天平(带砝码)、小车、钩码、细绳、一端带有 定滑轮的长木板．其中不需要的器材是________、 ________、______，还需要增添的器材有________、 ________和________． 答案 电池组 停表 天平(带砝码) 导线 低压交流电 源 刻度尺
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某一时刻的瞬时速度，即 xn＋2Txn＋1.
vn＝
(2)设计表格并记录相关数据
位置编号 时间t/s
01 2 3 4 5 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
x/m (dn－dn－1)/m
v/(m·s－1)
的位置.
实验 原理
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.
实验步骤
1．把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．
【跟踪2】 运动小车拖动的纸带经过打点计时器后，在纸带上 留下的点中有6个连续清晰的点，测出这6个点的第1点到第 6点的距离为18 cm，则小车运动的平均速度为 ( )． A．0.03 m/s B．1.5 m/s C．1.8 m/s D．180 m/s
2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律(人教版必修1)
②分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距离Δ x1、 Δ x2、Δ 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. ④根据表格中的数据，分析速度随时间变化的规律.
(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
2.试探究分析应选择什么样的纸带进行研究？选择纸带的哪
一部分进行研究？ 提示：选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点迹密集部分， 选用点迹较稀疏部分进行研究.
3.计时点和计数点一样吗？一般如何选取计数点？这样选取
的目的是什么？ 提示：(1)人为选取的计数点和打点计时器打出的计时点不 一样，相邻两计数点间还有计时点. (2)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. (3)这样选取的目的是为了便于测量和计算.
1.开始释放小车时为何要求小车靠近打点计时器？先通电打 点还是先释放小车？打点完毕后为何要及时断开电源？
提示：(1)开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器.这样
才能充分利用纸带，从纸带的一端开始打点，而不至于从纸 带中间开始打点. (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.可以保护打点计时器，防止复 写纸因局部打点次数过多而损坏.
是_____(计算结果保留三位有效数字).
解答本题时可按以下思路分析： (1)由打点计时器的打点频率可求得打点时间间隔. (2)用一段时间内的平均速度代替中间时刻的瞬时速度.
【规范解答】(1)相邻两计时点之间的时间间隔等于交流电的
T 周期， 0.02 s . 1 f
(2)读A、B两点数值分别为：1.00 cm、1.70 cm，则A、B两点 间距x=(1.70-1.00) cm=0.70 cm,两计数点之间的时间间隔 t=5〓0.02 s=0.1 s. C点对应的速度为： C v BD v
2-1实验探究小车速度随时间变化的规律—高一物理人教版必修第一册导学案Word版含解析
2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律基础知识导学（一）实验思路（自学教材“实验思路”部分）1．实验目的：研究小车速度随时间变化的规律，测量小车在不同时刻的瞬时速度．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、导线、交流电源．3．实验思路：如图所示，把一端带有滑轮的长铝板平放在实验桌上，铝板上放一个可以左右移动的小车，小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过滑轮系有槽码的细绳．小车在槽码的牵引下运动，通过研究纸带上的信息，就可以知道小车运动的速度是怎样随时间变化的．（二）进行实验（自学教材“进行实验”部分）1．按照图固定好实验器材，并连接好电路．2．把小车停在靠近打点计时器的位置．3．启动计时器，然后放开小车，让它拖着纸带运动．打点计时器在纸带上打下一行小点．4．关闭电源，取下纸带5．增减所挂的槽码（或在小车上放置重物），更换纸带，再做两次实验．（三）数据记录及数据分析（自学教材“数据记录及数据分析”部分）1．数据测量（1）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01x3、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．2．数据分析（1）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v 、t 数据，在坐标系中描点作出v t 图像．（2）观察所得到的直线，分析小车的速度随时间的变化规律．3．实验结论：小车速度随时间均匀增加．（四）实验操作与注意事项知识链接：控制实验条件的原因① 细线、纸带保持水平状态：保证小车运动的加速度不变．① 小车要靠近打点计时器：保证纸带上打出足够多的点．① 槽码个数适当：便于分析实验数据和作图．① 先打点后释放小车：保证纸带上有足够多的点．1．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．2．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，应立即断开电源．（4）要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，在小车到达滑轮前及时用手按住．（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，而使各段位移差别不大，误差增大．（6）要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个计时点取一个计数点，即时间间隔t ＝0.1s ．（7）在坐标纸上画v t 图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像尽量分布在较大的坐标平面内．重难问题探究1、在选择点迹清晰的纸带后，要“避开点迹密集部分，从距打点的开始端几厘米处选择一个点记为点O ”。
2.1探究小车速度随时间变化的规律教案
2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律一.实验目的1.进一步练习打点计时器的使用、纸带的数据处理和瞬时速度的求解方法；2.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；3.能用v-t图象探究小车速度随时间的变化规律。
二.实验原理1.计算打各计数点时小车的速度，应在计数点附近取一个很短的时间t∆，用t∆内的平均速度作为打该计数点小车的瞬时速度。
2.用描点法作出小车的v-t图象，图象的斜率表示加速度。
若v-t图象是一条倾斜的直线，说明小车的速度是均匀变化的。
三.实验仪器交流电源、导线、打点计时器、小车、钩码、一端带有定滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸等。
四.实验步骤1.将打点计时器固定在长木板的一端, 连接好电路。
2.将挂有重物的细绳跨过滑轮与小车相连接。
3.将穿过打点计时器的纸带与小车相连接。
4.使小车停靠在打点计时器处，先接通电源，后释放小车，让小车在水平长木板上运动，打点计时器同时开始工作，在纸带上打出一系列的点。
5.打出纸带后，关闭电源，取下纸带，改变钩码的质量，重复上述步骤，多打出几条纸带（3-5条）。
6.实验操作完毕，整理器材，进行数据处理。
五.数据处理1.纸带的选取：选择点迹较清晰的，舍掉开头一些过于密集的点，找到适当的点为计时起点。
2.采集数据的方法公式：020112122x x x v T T +==，131223222x x x v T T +==,233424322x x xv T T+==.....(1)(1)(1)(1)22n n n n n n n x x x v T T -+-++==算出瞬时速度并记入下表，根据数据在坐标纸上画出小车运动的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。
（2）描点：在坐标系中确定出各个坐标的位置。
（3）联系：用一条曲线或直线“拟合”这些点。
4.由纸带求加速度：如图所示，纸带计数点1,2,3,4,5，...，n 所对应给的速度分别为v 1,v 2,v 3,v 4,v 5,...v n ,T 为计数点间时间间隔。
2.1_探究小车速度随时间变化的规律
【实验仪器】
电磁打点计时器、纸带、复写 纸、低压交流电源、小车、细绳、
一端附有滑轮的长木板、刻度尺、
钩码、导线
注意:区分电火花打点计时器----交流电压220V
【实验原理示意图】
【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，试 放手后，小车能在长木板上平稳的加 速滑行一段距离，把纸带穿过打点计 时器，并把它的一端固定在小车后面。
4、如何根据v—t图象求小车的加速度？
方法一：取任意两组数据求出Δ v和Δ t，然后代 入Δ v／Δ t求解。
方法二：图象上取一段时间Δ t（尽量取大一 些），找出两个时刻对应的坐标值求出Δ v，代 入Δ v／Δ t求解。
哪一种方法更好？我们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 或偏小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小 误差的一种手段，也就是说应该用图象上的点， 而不是用实验所得到的数据。
X5
X3 X1
0
X4
X2
A
B
C
D
E
3、如何处理计算出来的数据？
图象法：①根据所得数据，选择合适的标 度建立坐标系（让图象尽量分布在坐标系 平面的大部分面积）。
②描点：观察和思考点的分布走势规律。
③拟合：根据点的分布走势规律，用平滑 曲线拟合，让尽可能多的点子处在平滑曲 线上，不在平滑曲线上的点应对称地分布 在其两侧；明显偏离的点子应大胆舍弃。
反思总结： 1、经过本节课的学习，我们进一步掌握 了打点计时器的使用方法和利用打点计 时器研究物体运动的方法； 2、通过纸带会计算各个计数点的速度； 3、并能在坐标纸上画出物体的v-t图象。
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)。
2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律
7、如图给出了汽车从A点出发到B点做直线运动的V-t 图像，根据图像填空． 匀加速 运动，加速度是______ 0.5m/s2 ． (1)在0～40s内汽车做______ 匀速直线 运动，加速度是 (2)在40s～120s内汽车做________ 0 _________ ． 匀减速 运动，加速度是 (3)在120s～200s内汽车做________ 2 -0.25m/s 2800m 。 ______，发生位移是_______ (4)由图像得到汽车从A点开始到速度大小为10m/s时所 20s, 160s 。 需的时间_________
运动的加速度。
S1 0
1
S2
2
S3
3
S4
4
S5
5
S3 S 4 v3 2T
方法一：取任意两组数据求出Δ v和Δ t，然后代 入Δ v／Δ t求解。
方法二：图象上取一段时间Δ t（尽量取大一 些），找出两个时刻对应的坐标值求出Δ v，代入 Δ v／Δ t求解。
哪一种方法更好？我们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 或偏小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小 误差的一种手段，也就是说应该用图象上的点， 而不是用实验所得到的数据。
问题三：如何处理计算出来的数据？
1、将实验数据填入设计好的表格中。
2、根据所得数据，选择合适的标度建立坐标系 （让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积） 3、描点：观察和思考点的分布规律。 4、拟合：从点的分布可以有很大把握地说这些 点应该在一条直线上，用直线拟合，让尽可能多 的点处在直线上，不在直线上的点应对称地分布 在直线两侧。
由纸带求物体运动加速度的方法： ⑴用“逐差法”求加速度.
根据S4－S1= S5－S2= S6－S3=3aT2 a S6 S5 S4 S3 S2 S1 2 9 T （T为相邻两计数点之间的时间间隔）
2.1实验：探究小车速度随时间的变化规律 说课稿
《实验：探究小车速度随时间变化的规律》说课稿引语：各位尊敬的评委老师们，大家下午好！今天我说课的内容是《实验：探究小车速度随时间变化的规律》。
下面我将说教材、说学情、说教法、说学法以及教学过程、板书设计这六个模块进行我的说课。
一、说教材（一）教材地位及作用(过渡句:要想游刃有余的把控课堂，必须熟悉本堂课的教学内容，所以我对教材进行了梳理) 本节课是人教版必修一第二章匀变速直线运动的研究第一节，本节课要学的内容为探究实验，基于探究的问题，在上一章掌握了测量物体做直线运动速度方法的基础上，要求学生通过研究小车在重物牵引下运动的速度随时间变化的规律，本节课的核心是通过小车在钩码牵引下运动的探究实验，进一步掌握打点计时器的使用方法和利用打点计时器研究物体运动的方法，最终得出小车速度随时间变化的规律。
主要从实验思路、进行实验、数据记录、数据分析等方面层层深入，展开探究过程。
本节的重点是探究实验的设计与数据记录，难点是数据分析。
后面几节都要运用到本实验打出的纸带来进行研究。
因此，本节课有着重要的地位。
（二）教学目标(过渡句:目标是教学的指明灯，为了我的课堂能达成让学生学到知识的同时学会学习的方法，结合对教材内容的分析，所以我确定了如下教学目标)物理观念：根据相关实验器材，设计实验并熟练操作。
科学思维：会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度科学探究：初步学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法科学态度与责任：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来研究问题，解决问题，提高创新意识（三）教学重难点(过渡句:依据以上对教学目标的分析，结合教材的内容和学生的特点，我确定了以下的教学重点和难点)本节课的教学重点：对实验的设计，数据的处理。
本节课的教学难点：（1）各点瞬时速度的计算。
（2）对实验数据的处理、规律的探究。
二、学情分析(过渡句:学生是教学的主体，要想在课堂上达成自己的目标，需要了解学生的知识基础和生活经验，所以我对学情进行了分析)本节课的授课对于高一这个阶段的学生已经具备了一定高度实验能力，数据分析能力，归纳总结能力，而且在这节课之前学生已经学习过了打点计时器，学习了测量瞬时速度的方法，因此本节课对于学生来讲理解上并不难，较有难度的是实验的操作过程，要注意的事项以及数据分析方法。
新人教版2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律课件
v2
和
vn+1
中间各
点的瞬时速度在运算中都消除了。
(4)逐差法：分别以 1、2、3、4、5、6 等计数点的速度计算加速度，即 a1＝v43－Tv1，a2＝ v53－Tv2，a3＝v63－Tv3，则 a 平均＝a1+a32+a3=(v4－v1)+ (v59－Tv2)+(v6－v3)=(v6+v5+v4）9-T（v1+v2+v3), 这样可使各点的速度都参与运算，可减下误差。“逐差法”比“平均值法”更科学、准 确，应重点掌握，只是计算过程比较烦琐。
(3)平均值法;由 a＝ΔΔvt知，各相邻计数点间的加速度分别是 a1＝v2－T v1，a2＝v3－T v2，a3
＝
v4－v3 T
，
...
an
＝
vn+1－vn T
.
所
求
加
速
度
的
平
均
值
a
平
均
值
＝
a1+a2+a3+....+an n
=(v2－v1)+
(v3－v2)+ nT
...+(vn+1－vn)=vn+n1－T v1,可以看出对结果起作用的只有
xn＋xn＋1。例如，图中计数点 2T
4
的速度
v4＝x
4＋x 2T
5。并将求得的各计数点
1、2、
3、4、5
的瞬时速度即
v1＝Δx
12＋TΔx2，v2＝Δx
2＋Δx 2T
v3＝x
4－x 2T
2、v
4＝x
5－x3、…. 2T
人教版高中物理必修一第二章实验探究小车速度随时间变化的规律
§2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律班级__________姓名___________学号___________一、基础知识梳理1、研究小车速度随时间变化的规律（1）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。
（2）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、复写纸片、。
(3)．实验步骤①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把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上台适的钩码，把纸带穿过打点计时器并把它的一端固定在小车的后面。
③把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源后，后放开小车，让小车运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点。
换上新纸带，重复实验三次。
④从三条纸带中选择一条比较理想的使用，舍掉开头的比较密集的点子，在后边便于测量的地方找一个开始点，我们把每打五次点的时间作为时间的单位，也就是T=0．02×5=0．1s，在选好的开始点下面标明0，在第六点下面标明1，在第十一点下面标明2，在第十六点下面标明3……标明的点O，1，2，3……叫做记数点，两个相邻记数点间的距离分别是S1，S2，S3⑥根据测量结果，计算出v。
⑦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。
⑧通过观察思考，找出这些点的分布规律。
（4）．注意事项①开始释放小车时，应使小车停在靠近打点计时器的位置。
②应该先接通电源，再释放小车，。
③小车行至终点时先切断电源，后取下纸带。
④选择一条理想的纸带，“理想”是指纸带上的点迹清晰，适当舍弃点迹密集的部分，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。
二、典型例题例 1 在下列给出的器材中，选出“探究小车速度随时间变化的规律”实验中所需的器材填在横线上（填编号）.A.电火花打点计时器B.天平C.低压交流电源D.低压直流电源E.细线和纸带F.钩码和小车G.秒表H.一端有定滑轮的长木板选出的器材是______________________；遗漏的器材有_______________________．例2 某一同学在做“探究小车速度随时间变化规律”的实验时，发现纸带上打出的不是圆点，而是如图所示的一些短线，可能是因为( )A. 打点计时器错接在直流电源上B. 电源电压不稳定C. 电源的频率不稳定D. 打点针压得过紧例 3 在“探究小车速度随时间变化规律”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。
【参考版】21实验探究小车速度随时间变化的规律教案
【参考版】2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律教案教案：探究小车速度随时间变化的规律一、教学目标：1. 了解速度的定义和计算方法；2. 掌握利用速度-时间图分析物体运动状态的方法；3. 能够设计实验，探究小车速度随时间变化的规律；4. 培养学生的观察、实验设计和数据分析能力。
二、教学重难点：1. 了解速度的定义和计算方法；2. 利用速度-时间图分析物体运动状态的方法；3. 设计实验，探究小车速度随时间变化的规律。
三、教学准备：1. 实验装置：小车、直线轨道、计时器、测速仪等；2. 实验材料：纸、铅笔、尺子、计算器等；3. 实验记录表格。
四、教学过程：1. 导入新课：通过一个生活实例引入速度的概念，例如：两个人同时出发，一个人步行，另一个人骑自行车，他们谁先到达目的地？2. 学习速度的定义和计算方法：（1）通过讲解和示范，介绍速度的定义和计算方法：速度等于物体在单位时间内所走过的距离除以所用的时间，用公式表示为：速度=距离÷时间。
（2）通过实际生活中的例子，让学生理解速度的概念和计算方法。
3. 学习速度-时间图的绘制和分析方法：（1）讲解速度-时间图的含义和绘制方法：横轴表示时间，纵轴表示速度，根据实验数据绘制出速度-时间图。
（2）通过示范和练习，让学生掌握速度-时间图的绘制方法。
（3）通过实例分析，让学生理解速度-时间图对物体运动状态的表示和分析方法。
4. 设计实验，探究小车速度随时间变化的规律：（1）分组讨论，学生自行设计一个实验方案，探究小车速度随时间变化的规律。
（2）学生按照设计方案进行实验，记录实验数据。
（3）根据实验数据，绘制速度-时间图，并进行分析和讨论。
（4）总结实验结果，得出结论。
5. 实验报告撰写：（1）要求学生根据实验结果和分析，撰写实验报告。
（2）指导学生如何撰写实验报告，包括实验目的、实验装置和方法、实验过程、数据处理和分析、实验结果和结论等内容。
五、课堂小结：通过本节课的学习，我们了解了速度的定义和计算方法，学习了速度-时间图的绘制和分析方法，通过实验探究了小车速度随时间变化的规律，并撰写了实验报告。
物理必修一第二章2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律
1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、时间t为建立直角坐标系，用描点法画出小车的v－t图像，图线的表示加速度的大小，如果v－t图像是一条倾斜的直线，说明小车的速度是的．二、实验器材打点计时器(带导线)、、纸带、一端带有定滑轮的长铝板、小车、细绳、槽码、、复写纸、坐标纸．三、实验步骤1．如图1所示，把一端带有定滑轮的长铝板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面．铝板上放一个可以左右移动的小车，小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过滑轮系有槽码的细绳．图12．把小车停在(“靠近”或“远离”)打点计时器的位置．先，后(填“启动打点计时器”或“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行小点．随后，立即关闭电源．3．换上新纸带，并增减所挂槽码(或在小车上放置重物)重新操作两次．四、数据记录1．采集数据舍掉纸带开头一些过于密集的点，找一个适当的点作为计时起点．可选择相隔0.1 s(或更短)的若干计数点进行测量．如图2所示，先测量出各个计数点到计时起点的距离：x 1、x 2、x 3、x 4、x 5…，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，…，填入自己设计的表中．图22．求各计数点的瞬时速度(1)各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替，即v 1＝Δx 1＋Δx 22T ，v 2＝Δx 2＋Δx 32T ，…T 为相邻两个计数点间的时间间隔，若交流电源频率为50 Hz ，每5个点取一个计数点(中间隔4个点)，则T ＝0.1 s. (2)设计表格并记录相关数据位置编号 0 1 2 3 4 5 6 … 时刻t /s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 v 1/(m·s －1) v 2/(m·s －1) v 3/(m·s －1)…五、数据分析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，不在直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，如图3所示．图33．观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律． 4．根据所画v －t 图像求出小车运动的加速度a ＝ΔvΔt .六、注意事项1．开始释放小车时，应使小车(填“靠近”或“远离”)打点计时器．2．先，等打点稳定后，再(填“启动打点计时器”或“放开小车”)．3．打点完毕，立即关闭电源．4．选取一条点迹清晰的纸带，舍掉开头点迹密集部分，选取适当的计数点(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．5．不要分段测量各段距离，应尽可能地一次测量完毕(可统一量出各计数点到计时起点之间的距离)．6．在坐标纸上画v－t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像大致布满坐标纸.一、实验原理与操作在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，(1)下列给出的器材中，有一部分已经选好了，请选出还需要的器材．A．电磁打点计时器B．天平C．低压交变电源D．低压直流电源E．细绳和纸带F．槽码和小车G．秒表H．一端有滑轮的长铝板Ι.刻度尺选出的器材有AEFH，还需要________．(2)某同学按照以下步骤进行操作：A．换上纸带重复做三次，选择一条较为理想的纸带；B．将电磁打点计时器固定在长铝板上没有滑轮的一端，接上低压交变电源；C．把小车停在靠近电磁打点计时器的地方，先放开小车，再启动电磁打点计时器；D．断开电源，取下纸带；E．把一条细绳拴在小车前端，绳跨过滑轮挂上槽码，把纸带固定在小车后端并让纸带穿过电磁打点计时器．以上步骤有错误的是________(填步骤前的字母)，应更正为________；步骤合理的顺序是________(填步骤前的字母)．二、实验数据处理在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器使用的交变电源的频率为50 Hz，记录小车运动的一段纸带如图4所示，在纸带上选取A、B、C、D、E、F六个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出．图4(1)由纸带提供的数据求出打下C 、E 两点时小车的速度，填入下表：计数点序号 B C D E 计数点对应的时刻t /s 0 0.1 0.2 0.3 通过计数点时小车的速度v /(m·s －1)0.250.45(2)根据上表中的数据，在图5中作出小车运动的v －t 图线，并分析小车速度随时间变化的规律．图5(3)根据作出的v －t 图线可得小车运动的加速度为________ m/s 2.(3)由(2)中图像的斜率可求得加速度a ＝ΔvΔt＝1 m/s 2.作v －t 图像时，我们利用的是瞬时速度，但某一点的瞬时速度是难以测量的，我们可以用一小段时间内的平均速度表示该点的瞬时速度，这是处理这一类问题的方法.针对训练 如图6甲所示是小球沿斜面滚下的频闪照片，照片中相邻小球影像间的时间间隔是0.1 s, 这样便记录了小球运动的时间．小球运动的位移可以通过刻度尺读出．请在图乙所示坐标纸中作出小球滚下过程的v －t 图像，并求出加速度a .图61．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法正确的是()A．小车在槽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，找一个适当的点作为计时起点D．两相邻计数点间的时间间隔必须是0.1 s2．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，下述测量各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，可以用短尺进行分段测量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．测量各相邻计数点间的距离，应该用最小刻度为毫米的长尺的零刻度对准计时起点，读出各计数点对应的刻度值，然后逐一相减，得到各相邻计数点间距离的数值D．逐次测出各相邻计数点间的距离，这样便于记录3．(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4．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学得到一条用电火花打点计时器打下的纸带如图7甲所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，电火花打点计时器接220 V、50 Hz交变电源．他经过测量并计算得到电火花打点计时器在打B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度如下表：对应点 B C D E F速度(m/s)0.1410.1850.2200.2540.301图7(1)设电火花打点计时器的打点周期为T，计算v F的公式为v F＝________；(2)根据(1)中得到的数据，以A点对应的时刻为t＝0，试在图乙所示坐标系中合理地选择标度，作出v－t图像．(3)利用该图像求小车的加速度a＝________m/s2；(结果保留2位有效数字)(4)如果当时电网中交变电流的电压变成210 V，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”)．5．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图8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.图8(1)根据______计算各点的瞬时速度，则v D＝______m/s，v C＝________m/s，v B＝________m/s.(2)在如图9所示坐标系中画出小车运动的v－t图线，并根据图线求出a＝________.图9(3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度的物理意义：_________________________________ ________________________________________________________________________.(3)将图线延长后，与纵轴的交点的速度表示零时刻小车经过A点的速度大小．。
2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律
2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律:1、巩固打点计时器的使用、纸带数据的处理和测量瞬时速度的方法。
（重点）2、会从实验探究中获得数据，并能够运用图像处理实验数据。
（重、难点）3、知道小车在重物牵引下运动速度随时间的变化规律。
（重点）知识点1：实验过程【实验目的】：1.巩固打点计时器的使用。
2.学会用平均速度计算瞬时速度。
3.会利用v-t图像处理实验数据，并以此判断物体运动的性质。
4.会根据实验数据求加速度。
【实验原理】1.利用打点计时器打出的纸带上记录的信息，通过公式可计算各时刻的瞬时速度。
2.利用描点法作出小车的v-t图像，根据图像判断小车的运动性质。
3.利用v-t图像判断小车的加速度。
【实验器材】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、导线两根、纸带、米尺【实验步骤】1.把一端附有定滑轮的长木板放在桌面上，并使定滑轮的一端，连接好电路，如图所示2.把一条细线栓在小车上，使细线跨过定滑轮，并在下面挂上合适的钩码，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。
3.换上新纸带重复操作两次。
4.在三条纸带中选择一条最清晰的，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。
5.选择相隔0.1s的若干计数点进行测量，把数据填入表格中。
6.计算出各计数点的瞬时速度，填入表格中。
7.增减所挂钩码数，再做两次实验。
[引申拓展]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，待打点计时器工作稳定后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源。
3.安装打点计时器时，要尽量使纸带、小车、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上。
4.牵引小车的重物（或钩码）的质量要适宜，如果质量过大，纸带上打出的计时点太少；如果质量过小，点过于密集，不便于测量距离。
例1：在测定匀变速直线运动加速度的实验中，某同学的操作中有以下实验步骤：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，下面叼着适当重的钩码；D.取下纸带；E.将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔。
2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律
阅读课本P36做一做， 利用271BAY中的WPS处 理实验数据，绘制v-t图像。
整理落实
结合推送的ppt文档，整理本节课的主要内容。 1.实验思路 2.实验器材和装置 3.实验步骤 4.纸带选取和数据处理 5.v-t图象作图
在研究匀变速直线运动的实验中，建立坐标轴描点后， 如果有一个点明显偏离绝大部分点所在的直线，请问如何 处理？为什么？
误差分析
1．利用平均速度来代替计数点的瞬时速度自身带来系统误差．为减
小误差，应取以计数点为中心的较小位移△x来求平均速度． 2．分段测量计数点间的位移x带来误差．减小此误差的方法是一次测
1.观察每次实验所得纸带上的点迹分布情况，判断小车的速度变化 情况，说明你的判断依据。
选择一个点迹清晰，位置适当的点作为计时起点。将获得的数据填 入下列表格。 2.据表分析，再次说明小车的速度随时间如何变化？
根据数据绘制v-t图象。（手绘） 3.通过v-t图像，观察、思究匀变速直线运动的实验中，建立坐标轴描点后，是否可以用折线把所 有的点连接起来？为什么？应该如何做？
在研究匀变速直线运动的实验中，建立坐标轴描点后，是否可以用折线把所 有的点连接起来？为什么？应该如何做？
通常速度不会发生突变，所以，如果用一条平滑的曲线来描出这些点，曲线 所反映的情况就会与实际更加接近。
1.讨论交流器材、安装、实验步骤； 2.组长分工，带领进行实验； 3.选出合适的纸带迅速开始处理，不拖沓； 4.保护仪器。
注意事项：
1.牵引小车的钩码质量要适宜。 2.开始释放小车时，让小车靠近打点计时器。 3.先接通电源，再释放小车。小车停止运动后立即关闭电源。 4.防止钩码落地以及小车与滑轮相撞。当小车到达滑轮前时及时 用手按住小车。
2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律
回 忆
纸带能给我们提供哪些信息？
通过测量或计算还能得到哪些信息？
四 怎样分析和选取纸带上的点 ` 开头过于密集的点舍掉，从清楚的点开 纸 带 始,每隔五个间隔取一个计数点，(每两个 分 计数点之间的时间间隔是0.1s）； 析 取七个点，标号 0，1，2，3，4，5，6 如何计算所取点的速度？
⑷ 换纸带，加钩码，再பைடு நூலகம்一次.
三 1．固定打点计时器时应让限位孔处在长 ` 实 木板的中央位置。 验 2．滑轮不能过高,细绳应与木板平行. 注 3．小车应由紧靠打点计时器处开始释放， 意 点 在撞击长木板末端前应让小车停止运动,防 止小车从板上掉下来。 4．先接通电源，后让纸带运动。 5．打点结束后立即关闭电源。
（2）纸带的选取与测量点的选取：从三条纸带中选取较理想的纸 带，舍去点迹密集的部分；在后边便于测量的地方找一个开始点作 为起点，再往后选取“测量点”。测量点的选取一般用连续打5个 点的时间作为时间单位，即T=0.1 s。 （3）测量与数据收集：用毫米刻度尺测量每相邻两测量点间的距 离，填表并计算瞬时速度。
1 在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，打点计时器使用的交流电源的频率 为50 Hz，记录了小车运动的一段纸带如图2-1-７所示，在纸带上选择A、B、C、D、 E、F六个计数点，相邻两个计数点之间还有四个点未画出。 （1）由纸带提供的数据求出打下C、E点时小车的速度，填入下表： 计数点序号 计数点对应的时刻t/s 通过计数点时小车的速度v/(m·-1) s
平均速度 → 瞬时速度（如何测△x）
如何设计表格记录数据？
五 ` 数 据 处 理
（1） 由于小车做变速运动，因此要选取较短时间求平均速度， 此时的平均速度与瞬时速度几乎相同，方法是：以待求点为 中间时刻，测出相邻的前后计数点之间的位移x1和x2，则
高中物理：2.1.实验探究小车速度随时间变化的规律
1．实验：探究小车速度随时间变化的规律知识纲要导引核心素养目标(1) 经历匀变速直线运动的实验过程．了解匀变速直线运动的规律，体会实验在发现自然规律中的作用．(2) 能用公式和图象描述匀变速直线运动，体会数学在研究物理问题中的重要性．(3) 探究小车速度随时间变化的规律．(4) 认识实验对物理学发展的推动作用知识点一实验探究一、实验目的1．进一步练习使用打点计时器．2．利用v - t 图象处理数据，并据此判断物体的运动性质．3．能根据实验数据求加速度．二、实验原理1．利用打点计时器所打纸带的信息，代入计算式v n＝xn ＋2Txn＋1，即用以n 点为中心的一小段时间间隔的平均速度代替n点的瞬时速度．2．用描点法作出小车的v - t 图象，根据图象的形状判断小车的运动性质，若所得图象为一条倾斜直线则表明小车做匀变速直线运动．3．利用v - t 图象求出小车的加速度．三、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、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列小点．4．换上新的纸带，重新实验两次．5．增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验．控制实验条件的原因①细线、纸带保持水平状态：保证小车运动的加速度不变．②小车要靠近打点计时器：保证纸带上打出足够多的点．③钩码个数适当：便于分析实验数据和作图．④先打点后释放小车：保证纸带上有足够多的点．知识点二数据处理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．位置123456长度x1x2x3x4x5x6各段长度4 0～21～32～43～56(2)依次测出01、02、03、04、填入表中.⋯x1x2x3x4、时间间隔－ v(m ·s 1)x42－T x2、 v 4＝ x52－T x3、⋯ .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． 处理纸带需注意两点(1) 区别打点计时器打点的周期和计数周期．(2) 在测量各段位移时， 应测量各计数点到第一个计数点的距(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， 如图所示．(3) 观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律．Δv(4) 根据所画 v - t 图象求出小车运动的加速度 a ＝ Δt .图象法 处理数据时的两点注意(1)坐标轴单位长度的选取要合适， 使图象分布在坐标平面的 中央面积上．(2)如果作出的 v - t 图象是一条直线，则直线的斜率表示加 速度 a的大小 .核心一 实验原理及操作步骤例 1 打点计时器是高中物理中重要的物理实验仪器，图中 甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的． 请回答下面的 问题．(1)甲图是 _______ 打点计时器，电源采用的是 ____________ ．(2)乙图是 _______ 打点计时器，电源采用的是 ___________(3)1、2、3、4、⋯各点的瞬时速度分别为： x 2 x 3－ x 1 v1＝ 2T 、v 2＝ 2T 离．读数应估读到分度值的下一位，这样便于减小测量误差．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．(3)某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器在纸带上打点记录小车的运动情况．他做此实验时步骤如下：A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，放开纸带，再接通电源．B．将打点计时器固定在长木板上，并接好电路．C．把一条绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面挂上适当的钩码．D．小车停止运动后，直接取下纸带．E．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔．F．换上新纸带，重复操作三次，然后从各纸带中选取一条清晰的进行数据处理．其中错误或遗漏的步骤有：① ______________ ；② _____________ .将以上步骤完善后按合理的顺序填写在下面横线上 ______________ ．【解析】(1)甲图是电磁打点计时器，电源采用4～6 V 低压交流电．(2)乙图是电火花打点计时器，所用电源为220 V 交流电．(3) 实验过程中应先接通电源再放开纸带，取纸带前应先断开电源，所以错误操作是A 、D 步骤．合理的顺序应是BECADF.【★答案★】见解析(1)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．(2)注意几步：“固定长木板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”．训练1 (多选)关于用打点计时器探究小车速度随时间变化规律的实验，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解析：A 错，B 对：打点计时器与滑轮间的距离要尽可能大， 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． C 对：若先释放小车再接通电源，只能在 纸带的后面部分打点． D 错：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．★答案★：BC核心二 实验数据处理例 2 在研究物体速度随时间变化规律的实验中，如图 1 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，相邻计数点间的时间间隔 T ＝0.1 s.图1图2(1) 根据 ___________ 可计算各点的瞬时速度，可得 v D ＝ _________ m/s ，v C ＝ _________ m/s ， v B ＝ ________ m/s.(2)在如图 2 所示坐标系中画出小车的 v - t 图线，并根据图 线求出 a ＝ ______________ .【解析】 (1)在时间间隔较小时， 与某点相邻的前后两点间 的平均速度等于该点的瞬时速度．3.90 m/sm/sx AC 27.60 cmv B ＝ ＝ ＝ 138 cm/s ＝1.38 m/s. 2T 0.2 s小车的 v - t 图线如图所示，由图线的斜D 点的瞬时速度 x CE v D ＝2T ＝ 105.60－27.60 cm ＝390 cm/s ＝ 0.2 sC 点的瞬时速度 x BD 60.30－ 7.50 cm vC ＝ 2T ＝ 0.2 s＝ 264 cm/s ＝2.64 B 点的瞬时速度率可求得它的加速度【★答案 ★】 (1)与该点相邻的前后两点间的平均速度等于 该点的瞬时速度 3.90 2.64 1.38(2)如上图所示 12.6 m/s 2 利用打点纸带某小段时间内的平均速度替代中间时刻的瞬 时速度．训练 2 在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，算出 小车经过各计计数点序号 1 2 3 4 5 6计数点对应的时刻(s) 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60通过计数点的速度 (cm/s)44.0 62.0 81.0 100. 0 119. 0 138.0 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 ＝ Δt 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，由图线上相距较远的两点 所对应的速度、时间用公式 a ＝ ΔΔv t 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 为小车的加速度解析： 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． 正确的 方法是根据图象找出不同时刻所对应的速度值，然后利用公式 a ＝ΔΔv t 算出加速度，即方法 C.★答案★：C在物理学中， 根据实验数据画出 v - t 图象，当横、纵坐标 取不同a ＝ Δv Δt 1.26 m/s 0.1 s ＝12.6 m/s 2.的标度时，图象的倾角就会不同，所以量出其倾角，用公式a＝tanα算出的数值并不是加速度.1．根据已打出的纸带，不用公式计算就可以直接得出的物理量是( )①时间间隔②位移③加速度④平均速度A ．①② B．②③C．③④ D．①④★答案★：A2．在“探究小车速度随时间变化的规律”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 图象时，所描曲线必须经过每一个点D．在数据处理时，常用公式法和图象法★答案★：C 3．某同学研究匀变速直线运动的规律时，实验装置如图所示，其中A 为砂桶和砂，B 为定滑轮，C 为小车，D 为纸带，E 为电磁打点计时器，F为电压6 V 的蓄电池，G是开关．(1)请指出实验装置中的两处错误．① _______________________(2)实验中得到了一条较为理想的纸带，并在纸带上每5 个点取一个计数点，将这些计数点依次记为0、1、2、3、4⋯，如图所示．则纸带上C 点对应的瞬时速度是__________ m/s；小车运动的加速度是 _______ m/s2(设小车加速度不变)．解析：(1)电磁打点计时器使用4 V～6 V 的交变电源工作，实验中使用了直流电源；研究匀变速直线运动实验时，为了保证纸带上打出清晰而且足够的计数点，应让小车靠近打点计时器，该实验中没有做到这一点．x BD 9.00－2.40 ×10－2(2)v C＝t＝0.2m/s＝0.33 m/sx CE 13.19－5.41 × 10－2m/s≈0.39 m/s＝＝t CE 0.2vD则加速度a＝vD－T vC＝0.6 m/s2. ★答案★：(1)见解析(2)0.33 0.64．某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时，打点计时器所用电源的频率是50 Hz，在实验中得到一条点迹清晰的纸带，他把某一点记作O，再依次选6 个点作为计数点，分别标以A、B、C、D、E和F，如图甲所示．(1)如果测得C、D 两点相距2.70 cm，D、E 两点相距2.90 cm，则在打D 点时小车的速度是 ____________ m/s.(2)该同学分别算出打各点时小车的速度，然后根据数据在v- t 坐标系中已描好点，请在图乙中作出小车的v - t 图象，并求出小车的加速度a＝________________ m/s2.解析：x CD＋x DE 0.027 m＋0.029 m(1)v D＝CD2T DE＝0.04 s＝1.4 m/s.(2)如下图所示，Δv a＝Δt5 m/s2.★答案★：(1)1.4 (2)如上图所示5。
2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律
2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律1．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，应该用带有毫米刻度的长尺的零刻度对准起点，读出各计数点对应的刻度值，然后逐一相减，得出每两个计数点间距离的数值D．分别逐个测出每两个计数点间的距离，这样便于记录2．下列实验操作中，哪些是对该实验没有必要的( )A．要用天平测出钩码的质量B．启动打点计时器和释放小车必须是同时的C．在纸带上确定计时起点时，必须要用打出的第一个点D．作图象时，必须要把描出的各点都要连在同一条曲线上3．该实验中选出下列器材中的哪些更好些( )A．秒表B．打点计时器C．卷尺D．最小刻度值是毫米的直尺4．运动小车拖动的纸带经过打点计时器后，在纸带上留下的点中有6个连续清晰的点，测出这6个点的第1点到第6点的距离为18 cm，则( )A．小车运动的平均速度为0.03 m/s B．小车运动的平均速度为1.5 m/sC．小车运动的平均速度为1.8 m/s D．小车运动的平均速度为180 m/s 5．小车牵引纸带沿斜面下滑，用打点计时器打出纸带如图5所示．已知打点周期为0.02 s．根据纸带提供的数据填写表格并求出平均加速度，作出v－t图象．图5段6.a 、b 两物体运动的v －t 图象如图6所示，根据图象回答下列问题：(1)a 、b 两物体是否从位移坐标的原点开始运动； (2)图象交点的物理意义； (3)描述两物体的运动情况．7．为研究实验小车沿斜面向下运动的规律，把打点计时器纸带的一端固定在小车上，小车拖动纸带运动时，纸带上打出的点如图7所示．图7某同学利用求平均值的方法测得0～4位置的瞬时速度如下表，试建立v －t 坐标系，描出与表中各时刻速度相对应的点，作出表示物体速度与时间关系的曲线．这是一条什么曲线，说明了什么？时间t /s /(图6参考答案课后巩固提升1．C 2.ABCD 3.BD 4.C 5．0.145 0.245 0.3550.455 0.560 0.665 1.0 m/s 2 如右图所示解析 据v ＝x t得，各段平均速度分别为：v 1＝x 1t＝1.45×10－20.02×5m/s ＝1.45×10－1 m/s.v2＝x 2t＝2.45×10－20.02×5m/s ＝2.45×10－1 m/s.v 3＝x 3t＝3.55×10－20.02×5m/s ＝3.55×10－1 m/s.v 4＝x 4t＝4.55×10－20.02×5m/s ＝4.55×10－1 m/s.v 5＝x 5t ＝5.60×10－20.02×5m/s ＝5.60×10－1 m/s.v 6＝x 6t＝6.65×10－20.02×5 m/s ＝6.65×10－1 m/s.故v －t 图象如右图所示．在图象上找两个相距较远的点，通过a ＝ΔvΔt计算加速度，数值约为a ＝1.0 m/s 2.6．(1)不一定，从速度图象中看不出物体从哪个位置开始运动． (2)两物体的速度相等． (3)a 物体的初速度为10 m/s ，加速度大小为1.25 m/s 2，和运动方向相同，沿规定的正方向做匀加速直线运动；b 物体的初速度为20 m/s ，加速度大小为2.5 m/s 2，和初速度方向相反，沿规定的正方向做匀减速直线运动．7．建立坐标系，并描点、连线，得v －t 图象如下图所示．可见这些点大致分布在一条直线上，故表示小车做匀加速直线运动．。
2.1实验探究小车速度随时间变化的规律(分层作业)
第1节实验：探究小车速度随时间变化的规律一、实验原理操作1．在“探究小车的速度随时间变化的规律”的实验中，某同学操作过程中有以下实验步骤：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长木板上，并连接好电路；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．断开电源，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）其中有一处错误的步骤是（填步骤前字母）；应改正为。
（2）将改正后的步骤按合理的顺序补充完整为EB DG。
【答案】 A 先接通电源，再放开纸带CFA【详解】（1）[1]为了充分利用纸带，在纸带上得到更多的数据，实验时拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，应先接通打点计时器电源，待打点计时器打点稳定后再放开纸带，因此有一处错误的步骤是A。
[2]应改正为先接通打点计时器电源，待打点计时器打点稳定后再放开纸带。
（2）[3]实验前应先安装仪器，后实验，因此改正后的步骤按合理的顺序为：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；B．将打点计时器固定在长木板上，并连接好电路；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；F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔；A．实验时拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，应先接通打点计时器电源，待打点计时器打点稳定后再放开纸带；D．断开电源，取下纸带；G．换上新纸带，重复操作两次。
即合理的实验步骤顺序是EBCFADG。
二、实验数据处理2．图中的甲、乙是高中物理实验中常用的两种打点计时器，请回答下面的问题：（1）图乙是（填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”），电源采用的是；（填“交流8V”“交流220V”或“四节蓄电池”）；（2）某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，关于轨道末端滑轮高度的调节正确的是；A．B．C．（3）该同学用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G 共7个计数点，相邻两点间的距离如图丙所示，每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出。
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实验：探究小车速度随时间变化的规律课型：实验课
【学习目标】
1•会正确使用打点计时器打出的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。
4.培养学生的探索发现精神。
【学习重点】
1•图象法研究速度随时间变化的规律.
2.对运动的速度随时间变化规律的探究
【学习难点】
1•各点瞬时速度的计算.
2•对实验数据的处理、规律的探究.
【方法指导】
探究实验、讨论、练习
【知识链接】
【自主学习】（A级）
一. 实验目的____________________ 探究小车速度随变化的规律。
二. 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。
三•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、复写纸片、 __________ 。
四•实验步骤
1 •如课本34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 X 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另U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：
v(m/s)
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。
五•注意事项
. 开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。
. 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。
当小车到达滑轮前及时用手按住它。
. 要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，
段位移无多. 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
大差别，从而使误差增大。
加速度的大小以能在60cm长的纸带上清楚地取得六七个计数
点为宜。
5.要区别计时器打出的点和人为选取的计数点。
一般在纸带上每5个点取一个计数点，间隔为0.1 s 。
【达标检测】
【A级练习】1 .在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，按照实验进行的先后顺序，将下述步骤地代号填在横线上 _________________________________ 。
A.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面
B .把打点计时器固定在木板的没有滑轮的一端，并连好电路
C.换上新的纸带，再重做两次
D.把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面
E .使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动
F.把一条细线拴在小车上，细线跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码
G.断开电源，取出纸带
（B级）2.在下列给出的器材中，选出“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中所需的器材并填在横线上（填序号）。
①打点计时器②天平③低压交流电源④低压直流电源⑤细线和纸带⑥钩码和小车⑦秒表⑧一端有滑轮的长木板⑨刻度尺
选出的器材是____________________________________
（C级）3.某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，算出小车经过各计数点的
计数点序号 1 2 3 4 5 6
计数点对应时刻（S）0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
通过计数点的速度（m/s）44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 138.0
请作出小车的图象，并分析运动特点。
（B级）4.两做直线运动的质点 A、B的V- t图象如图所示，试分析它们的运动情况。
【B级练习】5. 一个人沿平直的街道匀速步行到邮局去发信，又以原速率
步行返回原处，设出发时的方向为正，在下列四个图中近似描述他的运动的是
（）
第4题图
Av Av Av Av
"t 0
第5题图
t
（B级）6.甲、乙两物体在同一直线上运动, 它们的v-t图象如图，可知（
A.在t i时刻，甲和乙的速度相同
B.在t i时刻，甲和乙的速度大小相等，方向相反
C.在t2时刻，甲和乙的速度方向相同，加速度方
向也相同
D.在t2时刻，甲和乙的速度相同，加速度也相同
【C级练习】7.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图给出了从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：s i=1.40 cm, S2=1.90 cm,
（1）在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：v i= 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速度一时间图象。
（3）分析小车运动速度随时间变化的规律。
（B级）8、为了计算加速度，最合理的方法是.............................. （）
A•根据任意两计数点的速度用公式O算出加速度
B.根据实验数据画出 v-t图，量出其倾角，由公式 a =tana求出加速度
C.根据实验数据画出 v-t图，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间，用公式a=A v/ △ t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
（C级）9、汽车沿平直的公路行驶，小明坐在汽车驾驶员旁，注视着速度计，并记下间隔相等的各时刻的速度值，如下表所示.
从表中数据得到汽车在各段时间内的运动特点：在o〜15 s内，汽车的速度在变化，每 5s速度
增大 _____ km/h;在15〜30 s内汽车速度不变，速度大小为____________ km/h;在35〜45s内汽车速度
在变化，每5 s速度减小__________ km/ h.。