探究小车速度随时间变化的规律
(课件)实验：探究小车速度随时间变化的规律
新知讲解
五、数据记录
1、纸带计时起点的选择：选取点迹清晰的纸带，舍掉开头过于密集
的点，从清楚的点开始，可选择相隔0.1 s（或更短）的若干计数点
进行测量，依次标号为0、1、2、3、4、5…….测量各计数点到0点的
距离x。
...
0
1
2
3
4
图中相隔0.08s为一个计数点
新知讲解
x
2、计数点瞬时速度的求法
课程回顾
在变速直线运动中，a与V0的方向相同则加速，a与V0 的方向相反则做减速直线运动。 三、从v-t图像看加速度 1、图像的斜率就是加速度，且越靠近纵轴斜率越大，即加 速度越大。 2、斜率为正，表示加速度与所设正方向相同； 3、斜率为负，表示加速度方向与所设正方向相反。
新知导入
物体的运动通常是比较复杂的，物体的运动规律各不相同。
拓展提高
2、打点计时器使用交流电源的频率为50 Hz，在“探究小车速 度随时间变化规律”的实验中，若交流电的频率变小了而未被 发现，则测得小车的速度值与真实值比较将（ A ） A.偏大 B.偏小 C.无影响 D.无法判断
课堂总结
1、注意事项：开始释放小车的时候，小车应该靠近打点计时 器。先通电，后释放小车。 2、计数点瞬时速度的求法
新知讲解
1、实验器材 电磁式打点计时器，6v低压电源，复写纸，导线，一段带有滑
轮的长木板，小车，细绳，钩码，刻度尺，坐标纸。
新知讲解
2、实验原理
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v ＝—ΔΔ—xt ，再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。
探究小车速度随时间变化的规律；练习使用打点计时器。
物理一轮复习：实验一 探究小车速度随时间变化的规律(含详解))
xn＋xn＋1
时速度，即 vn＝
来计算。
2T
2．利用纸带求物体加速度的两种方法
(1)逐差法
根据 x4－x1＝x 5－x2＝x 6－x3＝3aT2(T 为相邻计数点之间的时间间隔)，求
x4－x1
x5－x2
x6－x3
a1＋a2＋a3
出 a1＝
，a2＝
，a 3＝
，然后取平均值，a＝
2
22Leabharlann 3T3T3T
3
x4＋x5＋x6－（x1＋x2＋x3）
用纸带，在测量物体速度时，先接通打点计时器的电源，后让物体运动，
故 B 正确；由 T ＝
1
f
可知，使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越
小，故 C 正确；打点的时间间隔与电压无关，故 D 错误。
答案：(1)220
交流
(2)左 (3)0.23
0.40
(4)偏小
(5)BC
2．(2023·全国甲卷)某同学利用如图(a)所示的实验装置探究物体做直线
。
2T
数据处理
3．记录小车在几个时刻的瞬时速度，在直角坐标系中作出 v t 图像。
小车运动的 v t 图像是一条倾斜的直线，可以得出结论：小车的速度随
时间均匀变化。
实验02步——透析常见考法，明确常考点
类型一
教材原型实验
1．由纸带计算某点的瞬时速度
根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬
填到表中，小车发生对应位移所用时间和平均速度分别为Δt 和 v 。表
中ΔxAD＝________ cm， v
＝________ cm/s。
AD
位移区间
AB
实验探究小车速度随时间变化的规律
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14
本实验中，关于计数点间时间间隔的下列说法中 正确的有( )A A．每隔四个点取一个计数点，则计数点问的时 间间隔为0.10秒； B．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时 间间隔是0.08秒： C．每隔五个点取一个计数点，则计数点问的时 间间隔为0.08秒； D．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时 间间隔为0.10秒： E．每五个点取一个计数点，则计数点间的时间 间隔为0.08秒。
电池组 停表 天平
电源、导线 ；刻度尺
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13
题型三，实验数据分析及实验结论
用打点计时器测小车的运动速度,下列说法中正 确的是（ BCD ） A.必须选择点迹清晰的纸带,而且应以打点计时 器打的第一个点作为第一计数点 B.要舍去开头比较密集的点, 选后面较清晰的某 点作为第一个计数点 C.可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点 D.在数据处理时,从器材上直接读取的原始数据 一定要有表格记录
(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。实验装置见图。
(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。
可编辑版
4
（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，为了测量方便和减小误差,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X1，X2，X3
实验：探究小车速度随时间变化的规律(21页)
______(选填“靠近”或“远离”)仪器A的位置。
题图中仪器A叫作电火花计时器，使用
220 V交变电源；实验过程中，放开小车
前，小车要靠近打点计时器。
新知讲授
(2)下列是该实验中的一部分基本步骤；
A.放开小车，让小车带着纸带运动
B.安装纸带
C.把计时器固定好
D.启动电源，进行打点
CBDA
以上步骤的正确顺序是_______(填步骤前的选项字母)。
这些运动中都有速度的变化．
物体的速度变化存在规律吗？
怎样探索速度随时间变化的规律呢？
新知讲授
一、实验思路
1.实验目的：探究小车速度随时间变化的规律.
2.实验方案：
让小车在木板上在
重物的牵引下运动
槽码牵引小车在
长木板上运动
新知讲授
需要测量小车运动不同时刻的速度
测量位移和时间
小车拖动纸带运动，打点计时器打出点迹
起来，于是得到v－t图像。请你按以上办法(用一张薄纸压在图上，复制
得到纸带)绘制这个图像。
答案
见解析
新知讲授
如图所示
新知讲授
(2)这样做有道理吗？说说你的看法。
答案
见解析
有道理。因为剪下的纸条长度表示0.1 s时间内位移大小Δx，这些纸
Δx
带构成上述所示的直方图。小车运动速度大小近似认为v＝
，
0.1 s
2.先启动计时器，后放开小车，打点完成后立即关闭电源，观察纸带
的点迹是否清晰。
新知讲授
3.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。
4.实验获得的纸带
四、数据分析
新知讲授
新知讲授
第7讲 实验：探究小车速度随时间变化的规律(解析版)
第7讲实验：探究小车速度随时间变化的规律1.进一步练习使用打点计时器.2.会利用纸带求瞬时速度.3.会利用v－t图像处理实验数据，并由图像计算小车的加速度和判断小车的运动情况．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(带导线)、交变电源、纸带、一端带有定滑轮的长铝板、小车、细绳、槽码、刻度尺、复写纸、坐标纸．三、进行实验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(选填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置．先启动打点计时器，后放开小车(选填“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)，再做两次实验．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：x1、x2、x3、x4、x5…，再计算出相邻的两个计数点间的距离：Δx1＝x1，Δx2＝x2－x1，Δx3＝x3－x2，Δx4＝x4－x3，Δx5＝x5－x4，…，填入自己设计的表中．图22．求解并记录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，若交变电源频率为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 … 时间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．开始放开小车时，应使小车靠近(选填“靠近”或“远离”)打点计时器．2．先启动打点计时器，等打点稳定后，再放开小车(选填“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．例题1.1.下列实验过程中正确使用打点计时器的步骤顺序是()①启动电源,用手水平拉动纸带,纸带上就打出一行小点②关掉电源③取下纸带,从能够看清的某个点开始,往后数若干个点,如果数出n个点,这些点划分出的间隔数是(n-1),由此计算出纸带从打第1个点到打第n个点的运动时间④把纸带装好⑤了解打点计时器的结构,然后把它固定在长木板上⑥用刻度尺测量出从第1个点到第n个点的距离A.⑤④①②③⑥B.⑤④①③⑥②C.⑤④①⑥③②D.⑤④①②⑥③【答案】A【解析】进行实验前应充分了解打点计时器的结构和工作原理,并安装好打点计时器;在接通电源前,要将纸带装好,实验开始时应先接通电源,等打点计时器工作稳定后再拉动纸带;打点结束后,应立即关闭电源以保护打点计时器;最后将纸带与打点计时器分离,进行数据处理。
实验：探究小车速度随时间变化的规律教案
实验：探究小车速度随时间变化的规律教案
探究小车速度随时间变化的规律教案
一、实验目的：
通过实验，探究小车速度随时间变化的规律，了解匀变速直线运动的基本规律和方法。
二、实验材料：
小车、塑料轨道、计时器、测量尺。
三、实验步骤：
1、把轨道搭好，将小车放在轨道上，使小车离轨道起点的距离为0.3m。
2、利用计时器记录小车通过起点和各中点所需的时间并记录下来。
3、根据实验数据，计算出小车在各时间点时所行驶的距离。
4、绘制出小车随时间变化的位移和速度的图像。
四、实验结果分析：
在实验过程中，我们通过计时器记录小车在不同时间段相对位置的变化，通过测量尺测量小车的移动距离，得出小车在不同
时间段的速度大小，并绘制出了小车随时间变化的位移和速度的图像。
从实验结果可知，小车的速度随时间的增加等速递增，符合匀变速直线运动基本规律。
五、实验总结：
通过本次实验，我们学习了匀变速直线运动的基本运动规律，掌握了测量小车随着时间的推移而行驶长度和速度的方法，并通过实验数据的处理和图像的绘制，对匀变速直线运动规律有了更加深刻的认识。
同时，我们也体会到了实验的重要性和实验中数据处理的必要性。
探究小车速度随时间变化的规律
s3
3
s4
4
s5
5
s6
6
（1）在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车 的速度分别为多少？ （2）在平面直角坐标系中作出速度—时间图象。 （3）分析小车运动速度随时间变化的规律。
将打点计时器打出的纸带，以间隔相 同点的方式依次剪成短纸条，然后按 先后顺序粘在一起。用光滑线段将各 段纸带顶端的中点连起来，形成下列 图形。请根据图形的特点判断它们做 什么运动？并说出判断的理由。
点的分布规律。 ③ “拟合”图象：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，画出一条直 线，让尽可能多的点处在这条直线上，其余均 匀分布，去掉偏差太大的点
思 考
① 画出的是一条倾斜直线,说明什么？ ② 若某个点明显偏离直线，可能是什 么原因及怎样处理？
③ 从图上可以看出小车的速度随时间
取六个点，标号 0，1，2，3，4，5 如何计算所取点的速度？ 平均速度 → 瞬时速度
三 ` 数 据 处 理
1、列表法。
位置
时间/s v1/ms-1
0
0
1
2
3
4
5
v2/ms-1
三 1、列表法。 ` 2、图象法（v - t 图象）： 数 ① 根据所得数据，选择合适的标度建系 据 处 （图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积） 理 ② 根据所得数据确定点的位置,观察和思考
在探究小车速度随时间变化规律的实验中，如图 给出了从0点开始，每5个点为一个计数点的纸带， 其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点。测得： s1=1.40 cm，s2=1.90 cm，s3=2.38 cm， s4= 2.88 cm，s5=3.39 cm，s6=3.87 cm.那么：
实验：探究小车速度随时间变化的规律(原卷版)+解析版(含答案)
2020-2021学年高一物理卓越同步讲义（新教材人教A 版必修第一册）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一、知识点归纳知识点一、实验思路1．瞬时速度的计算：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． 知识点二、实验器材电磁打点计时器(或电火花计时器)、低压交流电源、导线、纸带、带滑轮的长木板、小车、钩码、细绳、复写纸片、刻度尺． 知识点三、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．4．换上新的纸带，重复实验两次．5．增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验． 知识点四、数据记录1．纸带的选取：从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，且开头过于密集的点应舍掉，用纸带的后一段进行测量；若纸带上点与点之间的距离较小，可多个间隔取一个计数点．2．数据的测量：如图所示，一般不是直接测量相邻两个计数点间的距离，而是先测量出各个计数点到计时零点间的距离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 4.3．速度的计算：各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替． 4．设计表格并记录相关数据将各计数点对应的时刻及相邻两计数点间的距离填入下表中，求出对应计数点的速度，并据此分析速度随时间的变化关系．计数点序号n 0 1 2 3 4 5 时间t /s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 相邻两计数点 间的距离Δx /m 对应计数点的速度v /(m·s －1)知识点五、数据分析 1．作出小车运动的v －t 图象(1)建系：在坐标纸上建立直角坐标系，用横坐标轴表示时间，纵坐标轴表示速度． (2)描点：在坐标纸上确定出各个坐标点的位置．(3)连线：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，偏差比较大的点舍去，如图所示． 2．实验结论(1)分析小车运动的v －t 图象，描述小车的运动速度随时间的变化规律． (2)据所画v －t 图象求出小车运动的加速度a ＝Δv Δt .知识点六、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，从而计算出的瞬时速度有误差． 知识点七、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．打点完毕，立即断开电源．4．为避免小车跟滑轮相碰，当小车到达滑轮前应及时用手按住．5．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．6．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．二、题型分析题型一 对实验原理和实验操作的考查【例1】(2019-2020学年·呼和浩特期末)用打点计时器可测纸带运动的时间和位移．下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理顺序，将各步骤的字母代号按顺序写在空白处．A ．在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在低压________(选填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上．B ．把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过____________，并压在________下面．C ．用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离Δx .D ．切断电源，取下纸带，如果共有n 个清晰的点，则这段纸带记录的时间Δt ＝____________．E ．打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点．F ．利用公式v ＝ΔxΔt 计算纸带运动的平均速度．实验步骤的合理顺序是____________．【变式1】某同学用如图所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。
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。
探究小车速度随时间变化的规律实验报告
探究小车速度随时间变化的规律实验报告探究小车速度随时间变化的规律实验报告引言：小车速度随时间变化的规律是物理学中一个重要的研究课题。
通过实验探究小车在不同条件下的速度变化规律，可以帮助我们更好地理解物体运动的本质和运动规律。
本实验旨在通过观察小车在不同斜度下的滑动情况，研究小车速度随时间变化的规律。
实验材料：1. 小车2. 斜面3. 计时器4. 直尺5. 测量器具实验步骤：1. 将斜面固定在桌子上，并确保斜面的倾斜度能够使小车顺利滑下。
2. 将小车放在斜面上，并确保小车的起始位置相同。
3. 使用计时器记录小车滑下斜面所需的时间。
4. 重复实验多次，取平均值作为数据的准确性保证。
5. 改变斜面的倾斜度，重复上述实验步骤，记录数据。
实验结果：根据实验数据，我们可以绘制出小车速度随时间变化的图表。
通过观察图表，我们可以得出以下结论：1. 随着时间的推移，小车的速度逐渐增加。
在实验中，我们可以观察到小车在滑下斜面的过程中，速度逐渐增大，直到达到一个稳定的值。
这表明小车的加速度在不断增加，直到达到平衡状态。
2. 斜面的倾斜度对小车速度的影响很大。
当斜面的倾斜度增加时，小车的速度也随之增加。
这是因为斜面的倾斜度增加会增加小车受到的重力分量，从而加速小车的下滑速度。
3. 小车速度随时间变化的规律是一个曲线。
在实验中，我们可以观察到小车速度随时间变化的图表呈现出一条曲线，而不是一条直线。
这是因为小车在滑下斜面的过程中，受到了摩擦力的影响，速度并不是线性增加的。
讨论与分析：通过本次实验，我们可以得出小车速度随时间变化的规律。
然而，实际情况中还存在一些其他因素的影响，例如空气阻力和摩擦力等。
这些因素会使得实验结果与理论结果有所偏差。
因此，在实际应用中需要综合考虑这些因素，进行更加精确的实验设计和数据分析。
结论：通过本次实验，我们探究了小车速度随时间变化的规律。
实验结果表明，小车的速度随着时间的推移逐渐增加，并受到斜面倾斜度的影响。
探究小车速度随时间变化的规律
三、纸带分析及数据处理
纸带能给我们提供哪些信息？
1.怎样分析和选取纸带上的点？ 开头过于密集的点舍掉， 选取计数点，如每五个点取一个计数 点(5*0.02=0.1s)，具体要看情况灵活 选定； 原则上能取六、七个计数点为宜；给 选取的点加标记。
2.如何计算出所取点的速度？
△ x0 △ x1 △ x2 △ x3
按以上办法得到v-t 图象。这样做有道 理吗？说说你在探究小车速度随时间变化 规律的实验中，下列哪些器材是本 实验必须的？＿＿＿ ①打点计时器 ②天平 ③低压直流 电源 ④细绳 ⑤纸带 ⑥小车 ⑦钩码 ⑧秒表 ⑨一端有滑轮的长木板
①④⑤⑥⑦⑨
还需器材是 ： （低压交流电源, 刻度尺）
打点计时器固定，连接好电路
⑵ 穿纸带，挂钩码。
⑶ 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。
⑷ 换纸带，加钩码，再做几次.
注意事项：
１.纸带、小车、拉线和定滑轮在一条直线上。 2．滑轮不能过高。 3．钩码数量不能过多(保证打点间距合适)，长 木板两端高低相差不能太大.（保证牵引力不变） 4．小车应由紧靠打点计时器处开始释放，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。 5．先接通电源，后让纸带运动。 6．打点结束后立即关闭电源。
练习
【创新拓展】 某同学用以下方法绘制的小车的v-t 图象，先把纸带每隔0.1s 剪断，得到 若干短纸条，再把这些纸条并排贴在一 张纸上，使这些纸条下端对齐，作为时 间轴，标出时间，最后将纸条上端中心 连起来，于是得到v-t图象。请你按以 上办法绘制这个图象。这样做有道理吗？ 说说你的看法。
V(cm/s)
第二章 匀变速直线运动的研究
第一节 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
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
2.1 实验 探究小车速度随时间变化的规律(解析版)
人教版高一物理必修第一册课堂同步精选练习2.1 实验探究小车速度随时间变化的规律（解析版）一、选择题（本题共10小题，每小题6分，满分60分）1. 关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作,下列说法中不正确的是()A.长木板不能侧向倾斜,但可一端高一端低B.在释放小车前,小车应紧靠在定滑轮旁C.应先接通电源,待打点计时器开始打点后再释放小车D.要在小车到达定滑轮前使小车停止运动【答案】B【解析】使用打点计时器时,应先接通电源,再释放纸带;为了充分使用好纸带,应将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处。
2.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,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,常用表格法和图象法【答案】C【解析】纸带上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,离线较远的点舍弃,C错;数据处理可选择表格法和图象法,D对。
3.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线对准起点,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【答案】C【解析】不论两个计数点间的距离大还是小,采用C项所述方法均可减小误差,C正确。
4.用打点计时器做探究匀变速直线运动规律的实验中,对纸带进行数据处理时,下列做法中不正确的是()A.要从3条纸带中选择一条点迹清晰的纸带进行处理B.要舍去纸带上的密集点,然后选取计数点C.必须每5个打印点选一个计数点D.用毫米刻度尺测量间距时,应估读到0.1 mm【答案】C【解析】纸带的选择原则是点迹清晰,舍去纸带上刚开始打的密集点,然后选取计数点进行测量,计数点的选择不一定要每5个点选1个计数点,若计时点间距比较大,可以适当减少点数。
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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(2)由上述数据画出小车的 v－t 图像如图所示，由图线 的斜率可求得它的加速度
a＝ΔΔvt＝1.206Hale Waihona Puke 1ms /s＝12.6 m/s2。
(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。
[例3] 在用打点计时器“研究物体的速度随时间的变化规律”的 实验中，某同学将打点计时器打出的三条纸带，分别以间隔相同点迹 的方式依次剪成短纸条，按先后顺序一端对齐粘贴在一起。然后用平 滑线段将各段纸带顶端的中点连起来，形成如图2－1－5所示的图像， 则根据纸带的特点即可研究物体的速度随时间的变化规律。以下说法 不正确的是 ( )
2.1实验:探究小车速度随时间变化的规律
回顾：打点计时器
（1）作用：计时仪器，每隔0.02s打一次点。
电磁打点计时器：4-6V交流电源 （2）工作条件
电火花式打点计时器：220V交流电源 （3）纸带上点的意义：
① 表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置。 ② 通过研究纸带上各点之间的间隔,可以判断物体的运动情况！
实验步骤
(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。随后立即关闭电源。
(4)换上新的纸带，重复实验两次。 (5)增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验。
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，然后从所有纸带中选取一条点迹清晰 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。 ______________________________________________。
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
答案： C
[例1] 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，利用打点计时
器在纸带上打的点记录小车的运动情况。某同学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。
[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。D 点的瞬时速度
vD＝x2CTE＝780.0.20 scm＝390 cm/s＝3.90 m/s， C 点的瞬时速度 vC＝x2BTD＝520.8.20 scm＝264 cm/s＝2.64 m/s， B 点的瞬时速度 vB＝x2ATC＝270.6.20 scm＝138 cm/s＝1.38 m/s。
数据处理
1．表格法 (1)从几条纸带中选择一条点迹清晰的纸带，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…，测量各计数点到0点的距离x，并记录填入表中。
(2)分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距离 Δx1、Δx2、Δx3…。
(3)计算平均速度，用平均速度代替相关计数点的瞬 时速度，填入上面的表格中。
(4)根据表格中的数据，分析速度随时间怎么变化。
数据处理
2．图像法 (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。
[解析] 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，所以错误操作是步骤A、D。 错误操作： (1)A选项中应先接通电源，再释放纸带； (2)D选项中取纸带前应先断开电源。 合理顺序：BECADF。
[例2] 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图2－1 －3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。
求某点瞬时速度的方法
理论依据：用平均速度近似代替瞬时速度。
xBD
O
AB C D
x AC
vB
x AC 2T
vC
xBD 2T
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、钩码、刻度尺、坐标纸。
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。
(1)根据________________计算各点瞬时速度，且vD＝________ m/s， vC＝________ m/s，vB＝________ m/s。
(2)在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，交点的物理意义是 _____________________________________________________。
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＝Δv/Δt 算 出加速度 B．根据实验数据画出 v－t 图象，量出其倾角，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＝Δv/Δt 算 出加速度
A．图甲表示物体做匀速直线运动 B．图乙表示物体做匀速直线运动 C．图乙表示物体的速度随时间均匀增加 D．图丙表示物体的速度先随时间均匀增加，后保持不变
[解析] 短纸带的高度即表示相应时间内物体的位移 Δx；因点迹间隔相同，故发生各位移 Δx 的时间间隔 Δt 相等， 而纸带宽度是相同的，正好可以用水平方向的宽度来表示时 间。Δt 相同时，v＝ΔΔxt ∝Δx，即纸带的高度恰可反映小车的 速度大小。综上可知，平滑的线段可表示物体运动的 v－t 图像，故选项 A、C、D 正确。