探究速度随时间变化的规律

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实验：探究小车速度随时间变化的规律(21页)

靠近
______(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
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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。

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示例文章篇一：《实验探究小车速度随时间变化的规律》嘿，同学们！今天咱们要一起来搞一个超有趣的实验，那就是探究小车速度随时间变化的规律！一走进实验室，我的心就砰砰直跳，激动得不行。

你瞧那崭新的小车，安静地待在桌子上，仿佛在说：“快来探索我的秘密吧！”老师把我们分成了几个小组，我和小明、小红一组。

老师刚一说完实验步骤，我就迫不及待地想开始啦。

我们先把轨道组装好，这可不是一件容易的事儿，轨道总是歪歪扭扭的，就像一条调皮的小蛇，不肯乖乖听话。

我着急地说：“哎呀，这轨道怎么这么难弄啊！”小明安慰我：“别着急，咱们慢慢来，肯定能弄好。

”在我们仨的共同努力下，轨道终于稳稳当当啦。

接着，我们把小车放在轨道起点，眼睛紧紧盯着它，就像猎人盯着猎物一样。

小红拿着秒表，手都有点发抖，她紧张地说：“我怕我按不准秒表。

”我鼓励她：“别怕，相信自己！”“开始！”我一声令下，小明轻轻推动小车，小车就像离弦的箭一样冲了出去。

小红也准确地按下了秒表。

这一瞬间，我感觉时间都凝固了，心里不停地念叨：“小车小车，你快些跑。

”第一次实验结束，我们赶紧记录数据。

哎呀，这数据好像不太对劲呀！难道是哪里出错了？我疑惑地挠挠头。

小明仔细检查了一遍实验装置，说：“我觉得可能是小车启动的时候用力不均匀。

”于是，我们又重新做了一次。

这一次，我们更加小心，每一个步骤都做得认认真真。

当小车再次冲出去的时候，我的心都提到了嗓子眼儿。

实验做完了，我们看着密密麻麻的数据，开始计算分析。

这过程可真不简单，就像走在一条布满荆棘的小路上。

但是我们没有放弃，互相讨论，互相帮助。

最后，我们终于得出了小车速度随时间变化的规律。

那种成就感，就像在沙漠里走了很久终于找到了绿洲！通过这次实验，我明白了做实验可不能马虎，要细心、耐心，还要团队合作。

这不就像我们平时踢足球一样吗？每个人都有自己的位置，只有团结一心，才能赢得比赛！所以呀，同学们，实验能让我们发现好多神奇的东西，咱们以后可都要积极参加实验，探索更多的未知！示例文章篇二：《实验探究小车速度随时间变化的规律》同学们，你们知道吗？在科学的世界里，有一个超级有趣的实验，那就是探究小车速度随时间变化的规律！今天，我就来和大家分享一下这个神奇的实验。

(完整版)2.1探究小车速度随时间变化的规律实验报告

厦门大同中学物理实验报告姓名班级座号指导教师得分实验名称：匀变速运动的实验探究一.实验目的1。

练习打点计时器的使用、纸带的数据处理和瞬时速度的测量方法；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。

实验原理利用打出的纸带，计算出多个点的瞬时速度，分析速度和时间的关系。

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.实验仪器电源、导线、打点计时器、小车、4个25 g的钩码、一端带有滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸等.四.实验步骤1.将打点计时器用配套的螺旋夹固定在长木板的一边, 连接好电路。

(如无螺旋夹时可在长木板上敲几个长钉紧靠打点计时器的前后借以固定；有的用大弹簧夹子把打点计时器紧夹在长木板边缘也可，但要注意不能影响打点计时器工作。

）2.将挂有重物的细绳跨过滑轮与小车相连接。

(调节滑轮的高度使细线与木板平行，小车能在木板上平稳滑行,操作时必须注意使细绳的拉力通过小车的重心,以免小车前进时小车转动或摇晃，可在系好细绳后试拉一下小车,观察车身是否作直线运动。

)3.将穿过打点计时器的纸带与小车厢连接。

（操作时要将纸带紧紧地夹在小车上，以免小车运动时纸带松开，可用弹簧夹子夹住，但不要使纸带破损,以免小车启动时把纸带拉断。

)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。

（操作时应试打几次，不要使点迹过分密集或过分疏散，若觉得太密集时可增加绕过滑轮线绳下所系的重物，反之则减小。

）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)。

高考物理实验突破：速度随时间变化的规律

探究速度随时间变化的规律1.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、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片.2.实验原理3.实验步骤(1)按照如图1所示实验装置，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源；(2)把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面；(3)把小车停靠在打点计时器处，先接通电源，后放开小车；(4)小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带；(5)换纸带重复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析.4.注意事项(1)平行：纸带、细绳要和长木板平行.(2)两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源，后取纸带.(3)防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地及小车与滑轮相撞.(4)减小误差：小车的加速度宜适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出6～7个计数点为宜.5.数据处理(1)目的通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度，确定物体的运动性质等.(2)方法①分析物体的运动性质——测量相邻计数点间的距离，计算相邻计数点距离之差，看其是否为常数，从而确定物体的运动性质.②利用逐差法求解平均加速度a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 33T 2⇒a ＝a 1＋a 2＋a 33＝(x 4＋x 5＋x 6)－(x 1＋x 2＋x 3)9T 2③利用平均速度求瞬时速度：v n ＝x n ＋x n ＋12T ＝d n ＋1－d n －12T④利用速度—时间图象求加速度a.作出速度—时间图象，通过图象的斜率求解物体的加速度；b.剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度.2.依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动(1)x 1、x 2、x 3…x n 是相邻两计数点间的距离.(2)Δx 是两个连续相等的时间里的位移差：Δx 1＝x 2－x 1，Δx 2＝x 3－x 2….(3)T 是相邻两计数点间的时间间隔：T ＝0.02n (打点计时器的频率为50 Hz ，n 为两计数点间计时点的间隔数).(4)Δx ＝aT 2，只要小车做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等.6.复习启示高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材，是在教材实验的基础上创设新情景.因此，要在夯实基础实验的基础上注意迁移创新能力的培养，善于用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题.7.情景拓展.数据处理方法：(1)加速度的获得：靠重物的拉力获得加速度→长木板倾斜靠重力获得加速度.(2)速度的测量方法：由打点纸带求速度→测定遮光片的宽度d和遮光片通过光电门的挡光时间Δt，由v＝dΔt求速度.(3)加速度的测量方法：由打点纸带利用逐差法求加速度→利用经过两个光电门的瞬时速度，由速度位移关系式求加速度.。

实验-探究速度随时间变化的规律

实验学案5 探究速度随时间变化的规律实验目的1．练习使用打点计时器，利用打点纸带探究小车速度随时间变化的规律 2．能画出小车运动的v －t 图象，并根据图象求加速度．实验原理1．打点计时器(1)作用：计时仪器，每隔0.02_s 打一次点． (2)工作条件：①电磁打点计时器：4 V ～6 V 的交流电源． ②电火花计时器：220_V 的交流电源． (3)纸带上各点的意义：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． 2．利用纸带判断物体运动性质的方法(1)沿直线运动的物体，若相等时间内的位移相等，即x 1＝x 2＝x 3＝…，则物体做匀速直线运动．(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 ＝x 2－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(1)“平均速度法”求瞬时速度，即v n ＝(x n ＋x n ＋1)2T ，如图1所示．图1(2)“逐差法”求加速度，即a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 33T 2，然后取平均值，即a ＝a 1＋a 2＋a 33，这样可以使所给数据全部得到利用，以提高结果的准确性． (3)“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，直线的斜率即加速度．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、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸片．实验步骤 1．仪器安装(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，并将它的一端固定在小车的后面．实验装置见图2所示，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行．图22．测量与记录(1)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，随后立即关闭电源．换上新纸带，重复三次．(2)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，从后边便于测量的点开始确定计数点，为了计算方便和减小误差，通常用连续打点五次的时间作为时间单位，即T ＝0.1 s ，如图3所示，正确使用毫米刻度尺测量每相邻两计数点之间的距离．图3(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．(4)增减所挂钩码数，或在小车上放置重物，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．图4(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4，可以看到，对于每次实验，描出的几个点大致落在一条直线上．(2)做一条直线，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v －t 图象，它是一条倾斜的直线．2．由实验得出v －t 图象后，进一步分析得出小车运动的速度随时间变化的规律(1)小车运动的v －t 图象是一条倾斜的直线如图5所示，当时间增加相同的值Δt 时，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．图53．求出小车的加速度：利用v －t 图象的斜率求加速度a ＝ΔvΔt或利用逐差法求加速度a ＝(x 6＋x 5＋x 4)－(x 3＋x 2＋x 1)3×3T 2注意事项1．纸带和细绳要和木板平行，小车运动要平稳．2．实验中应先接通电源，后让小车运动；实验后先断开电源后取纸带． 3．要防止钩码落地和小车与滑轮相撞．4．小车的加速度宜适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50 cm 的纸带上清楚地取出6～7个计数点为宜．5．选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰，舍弃打点密集的部分，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．题型一对实验原理的正确理解【例1】在做“研究匀变速直线运动”的实验时，为了能够较准确地测出加速度，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：______________________A ．把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面B ．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C ．再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，每次必须由静止释放小车D ．把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面E ．把小车停在靠近打点计时器处，接通直流电源后，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，随后立即关闭电源，换上新纸带，重复三次F ．从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个开始点，并把每打五个点的时间作为时间单位．在选好的开始点下面记作0，往后第六个点作为计数点1，依此标出计数点2、3、4、5、6，并测算出相邻两点间的距离G ．根据公式a 1＝(x 4－x 1)/3T 2，a 2＝(x 5－x 2)/3T 2，a 3＝(x 6－x 3)/3T 2及a ＝(a 1＋a 2＋a 3)/3求出a答案 ABCDFG解析在实验中尽可能地保证小车做匀变速直线运动，同时也要求纸带能尽可能地直接反映小车的运动情况，既要减小运动误差也要减小纸带的分析误差．其中E 项中的电源应采用交流电，而不是直流电．题型二纸带数据的处理【例2】 (2010·重庆·22)某同学用打点计时器测做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率f ＝50 Hz ，在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，如图6所示，A 、B 、C 、D 是依次排列的4个计数点，但仅能读出其中3个计数点到零点的距离：x A ＝16.6 mm ，x B ＝126.5 mm ，x D ＝624.5 mm图6若无法再做实验，可由以上信息推知： (1)相邻两计数点的时间间隔为________ s(2)打C 点时物体的速度大小为________ m /s (取2位有效数字) (3)物体的加速度大小为________(用x A 、x B 、x D 和f 表示)答案 (1)0.1 (2)2.5 (3)x D －3x B ＋2x A 75f 2解析 (1)由电源频率f ＝50 Hz ，可知电源周期 T 0＝0.02 s所以打点周期T ＝5×0.02 s ＝0.1 s (2)打C 点时物体的速度v C ＝x D －x B 2T ＝0.6245－0.12650.2 m /s≈2.5 m /s(3)x AB ＝x B －x A ，x BC ＝x C －x B ， x CD ＝x D －x C又因x CD －x BC ＝x BC －x AB ＝aT 2＝a(5f)2所以a ＝x D －3x B ＋2x A 75f 2[规范思维] 高考对“纸带”的命题往往从以下三个方面设置问题：(1)利用连续相等时间内的位移之差x 2－x 1＝x 3－x 2＝x 4－x 3＝……等于恒量进行有关计算或判断．(2)利用平均速度法求瞬时速度； (3)利用Δx ＝aT 2(或逐差法)求a.[针对训练] 某同学在研究小车的运动实验中，获得一条点迹清楚的纸带，如图7所示，已知打点计时器每隔0.02 s 打一个点，该同学选择了A 、B 、C 、D 、E 、F 六个计数点，测量数据如图所示，单位是cm .图7(1)小车做什么运动？(2)试计算瞬时速度v B 、v C 、v D 、v E 各多大？ (3)计算小车的加速度多大？答案 (1)匀加速直线运动(2)0.415 m /s 0.495 m /s 0.575 m /s 0.655 m /s (3)2.0 m /s 2解析 (1)因为相邻的位移差Δx ＝BC －AB ＝CD －BC ＝DE －CD ＝EF －DE ＝常数，所以小车做匀加速直线运动． (2)由图可知，相邻计数点的时间间隔 T ＝2×0.02 s ＝0.04 s由求瞬时速度的方法可得：v B ＝x AC 2T ＝3.32×10－22×0.04m /s ＝0.415 m /sv C ＝x BD 2T ＝(5.46－1.50)×10－22×0.04 m /s＝0.495 m /sv D ＝x CE 2T ＝(7.92－3.32)×10－22×0.04 m /s＝0.575 m /sv E ＝x DF 2T ＝(10.70－5.46)×10－22×0.04 m /s＝0.655 m /s(3)a 1＝x EF －x BC 3T 2，a 2＝x DE －x AB3T 2a ＝a 1＋a 22＝x EF －x BC ＋x DE －x AB 2×3T 2＝x DF －x AC 6T 2＝(10.70－5.46－3.32)×10－26×(0.04)2m /s 2 ＝2.0 m /s 21．(2010·鸡西一模)在“研究匀变速直线运动”的实验中，下列方法中有助于减少实验误差的是( )A ．选取计数点，把每打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 ．舍去纸带上开始时密集的点，只利用点迹清晰、点间隔适当的那一部分进行测量、计算D ．适当增加挂在细绳下钩码的个数答案 ACD解析选取计数点可以使用于测量和计算的相邻点的间隔增大，在用直尺测量这些点间的间隔时，在测量绝对误差基本相同的情况下，相对误差较小，因此A 正确；在实验中，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，测量准确性降低，因此小车的加速度应适当大些，而使小车加速度增大的常见方法是，适当增加挂在细绳下钩码的个数，以增大拉力，故B 项错，D 项对；为了减少长度测量的相对误差，舍去纸带上过于密集，甚至分辨不清的点，因此C 项正确．2．“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8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( )图8A ．实验时应先放开纸带再接通电源B ．(x 6－x 1)等于(x 2－x 1)的6倍C ．从纸带可求出计数点B 对应的速率D ．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s 答案 C3A ．根据任意两个计数点的速度，由公式a ＝ΔvΔt算出加速度B ．根据实验数据画出v －t 图线，量出其倾角α，由公式a ＝tan α算出加速度C ．根据实验数据画出v －t 图线，由图线上任意两点所对应的速度，用公式a ＝ΔvΔt算出加速度D ．依次算出通过连续两个计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度答案 C解析方法A 偶然性较大，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 图线，才可充分利用各次测量数据，减少偶然误差．由于物理图象中，坐标轴的分度大小往往是不相等的，根据同一数据，可以画出倾角不同的许多图线，方法B 是错误的，另外测量角度误差较大．正确的方法是根据图线找出任意两个时刻对应的速度值，由a ＝ΔvΔt计算．C 正确．4．(2010·广东·34改编) 图9是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带． (1)已知打点计时器电源频率为50 Hz ，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________． (2)ABCD 是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出．从图中读出A 、B 两点间距x ＝____；C 点对应的速度是______(计算结果保留三位有效数字)．图9答案 (1)0.02 s (2)0.70 cm 10.0 cm /s5．一个小球沿斜面向下运动，用每间隔110s 曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片，如图10所示，即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为110s ，测得小球在几个连续相等时间内的位移数据如下表所示图10x 1(cm ) x 2(cm ) x 3(cm ) x 4(cm ) 8.20 9.30 10.40 11.50(1))，小球运动的性质属________直线运动．(2)有甲、乙两同学计算小球加速度的方法如下：甲同学：a 1＝x 2－x 1T 2，a 2＝x 3－x 2T 2，a 3＝x 4－x 3T2，a ＝a 1＋a 2＋a 33.乙同学：a 1＝x 3－x 12T 2，a 2＝x 4－x 22T 2，a ＝a 1＋a 22. 你认为甲、乙中两位同学的计算方法更准确的是______，加速度值为________．答案 (1)相等匀加速 (2)乙同学 1.10 m /s 2解析 (1)x 2－x 1＝9.30 cm －8.20 cm ＝1.10 cm x 3－x 2＝10.40 cm －9.30 cm ＝1.10 cm x 4－x 3＝11.50 cm －10.40 cm ＝1.10 cm由以上数据可以得出，小球在相邻的相等的时间间隔内位移差相等．即Δx ＝K (恒量)，所以小球的运动性质属匀加速直线运动．(2)用逐差法求加速度可以减小实验误差．故乙同学计算方法更准确．a 1＝10.40－8.202×0.12 cm /s 2＝1.10 m /s 2 a 2＝11.50－9.302×0.12 cm /s 2＝1.10 m /s 2 a ＝a 1＋a 22＝1.10 m /s 26．(2009·天津理综)如图11所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力加速度．图11(1)所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需________(填字母代号)中的器材．A ．直流电源、天平及砝码B ．直流电源、毫米刻度尺C ．交流电源、天平及砝码D ．交流电源、毫米刻度尺(2)通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度．为使图线的斜率等于重力加速度，除作v －t 图象外，还可作________图象，其纵轴表示的是________，横轴表示的是________．答案 (1)D (2)v 22—h 速度平方的二分之一重物下落的高度解析 (1)打点计时器需接交流电源．重力加速度与物体的质量无关，所以不要天平和砝码．计算速度需要测相邻计数点间的距离，需要毫米刻度尺，选D .(2)由公式v 2＝2gh ，如绘出v 22—h 图象，其斜率也等于重力加速度．7．某同学用如图12所示的实验装置研究小车在斜面上的运动．实验步骤如下：图12a ．安装好实验器材．b ．接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次．选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如图13甲中0、1、2、…、6点所示．乙图13c ．测量1、2、3、…、6计数点到0计数点的距离，分别记作：x 1、x 2、x 3、…、x 6.d ．通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动．e ．分别计算出x 1、x 2、x 3、…、x 6与对应时间的比值x 1t 1、x 2t 2、x 3t 3、…、x 6t 6.f ．以x t 为纵坐标、t 为横坐标，标出x t 与对应时间t 的坐标点，画出xt －t 图线．结合上述实验步骤，请你完成下列任务；(1)实验中，除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有________和________．(填选项代号)A ．电压合适的50 Hz 交流电源B ．电压可调的直流电源C ．刻度尺D ．秒表E ．天平F ．重锤(2)将最小刻度为1 mm 的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位置如图乙所示，则x 2＝____ cm ，x 5＝________ cm .(3)该同学在图14中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标点，请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出xt－t 图线．图14(4)根据xt－t 图线判断，在打0计数点时，小车的速度v 0＝______ m /s ；它在斜面上运动的加速度a ＝______ m /s 2.答案 (1)A C (2)2.98(2.97～2.99)， 13．20(13.19～13.21) (3)见解析图 (4)0.18(0.16～0.20) 4.80(4.50～5.10)解析 (1)还需要的实验器材有电压合适的50 Hz 交流电源和刻度尺； (2)用毫米刻度尺读数，注意要估读一位，则x 2＝2.98 cm ，x 5＝13.20 cm ； (3)描点连线如下图所示(4)设打0点时速度为v 0由运动学公式得x ＝v 0t ＋12at 2，即x t ＝v 0＋12at ，v 0即图线在xt 轴上的截距．由图可读出v 0＝0.18 m /s图线的斜率k ＝12a ＝2.4，a ＝4.80 m /s 2。

探究小车速度随时间变化的规律高考物理实验题

专题02 探究小车速度随时间变化的规律1.实验的设计原理(1)由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法如图所示，0、1、2、···为时间间隔相等的各计数点，x 1、x 2、x 3、···为相邻两计数点间的距离，若Δx =x 2-x 1=x 3-x 2=x 4-x 3=C (常量)，即两连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。

(2)由纸带求物体运动加速度的方法 ①用“逐差法”求加速度根据x 4-x 1=x 5-x 2=x 6-x 3=3aT ²(T 为相邻两计数点间的时间间隔)求出236322522141333T x x a T x x a T x x a -=-=-=、、，再算出平均值3321a a a a ++=①用图像法求加速度先根据Tx x v n n n 21++=以求出所选的各计数点对应的瞬时速度，后作出v -t 图像，图线的斜率为物体运动的加速度。

2.实验步骤(1)按图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没有滑轮的一端，连接好电路。

(2)把细绳的一端固定在小车上，跨过滑轮后在另一端挂上适量的钩码，让纸带穿过打点计时器的限位孔后一端固定在小车上，用手拉住小车。

(3)先接通电源，后放开小车，让小车运动，这样打点计时器就在纸带上打下一系列点，取下纸带，更换新纸带，至少重复3次。

(4)选取点迹清晰的纸带进行研究，舍去开头比较密集的点，确定好计数始点，每隔4个计时点取一个计数点，使时间间隔为T =0.1s 。

(5)用毫米刻度尺量出各计数点之间的距离1x 、2x 、3x ①n x 。

用逐差法计算加速度的值，最后求其平均值（计算出各计数点对应的瞬时速度，作出v -t 图像，求得直线的斜率即小车运动的加速度)。

典例1：（2022·浙江·高考真题）（1）①“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置如图1所示，长木板水平放置，细绳与长木板平行。

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的物理教案

探究小车速度随时间变化的规律一、教学目标1. 让学生通过实验观察小车速度随时间的变化规律，培养学生的观察能力和实验操作能力。

2. 通过对实验数据的分析，使学生理解并掌握匀速直线运动、加速直线运动和减速直线运动的概念。

3. 引导学生运用物理学知识解决实际问题，提高学生的学以致用能力。

二、教学内容1. 匀速直线运动：速度保持不变的运动。

2. 加速直线运动：速度随时间逐渐增加的运动。

3. 减速直线运动：速度随时间逐渐减少的运动。

4. 实验方法：使用尺子测量小车行驶的距离，使用秒表记录时间，计算速度。

5. 数据分析：观察速度随时间的变化趋势，得出运动规律。

三、教学过程1. 导入：通过提问方式引导学生回顾已学的运动学知识，为新课的学习做好铺垫。

2. 讲解：讲解匀速直线运动、加速直线运动和减速直线运动的概念，并用示意图展示。

3. 实验：分组进行实验，学生操作测量小车行驶距离和时间，教师巡回指导。

4. 数据分析：学生根据实验数据计算速度，并观察速度随时间的变化趋势。

5. 总结：引导学生总结小车速度随时间变化的规律，并解释原因。

四、教学评价1. 学生能准确测量小车行驶的距离和时间，正确计算速度。

2. 学生能观察到速度随时间的变化趋势，并能够用物理学知识解释。

3. 学生能运用所学知识解决实际问题，如估算小车在特定时间内的行驶距离。

五、教学资源1. 实验器材：小车、尺子、秒表。

2. 教学课件：展示匀速直线运动、加速直线运动和减速直线运动的示意图。

3. 参考资料：提供有关运动学的基础知识，以便学生自主学习。

六、教学步骤1. 准备实验：让学生提前准备好小车、尺子和秒表等实验器材。

2. 讲解实验原理：讲解实验的原理和目的，确保学生明白实验的意义。

3. 演示实验：教师演示如何测量小车行驶距离和时间，并引导学生操作。

4. 学生实验：学生分组进行实验，测量小车在不间内的行驶距离。

5. 数据记录：学生将实验数据记录在表格中，包括时间、距离和速度。

实验：探究小车速度随时间变化的规律-优质教案

1．实验：探究小车速度随时间变化的规律教材分析教学内容的核心是引导学生实际研究某一物体在运动中速度随时间变化的规律，目的是让学生通过科学探究活动来完成。

小车在重物牵引下运动看似简单，而就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。

教科书设计这个学生实验为一节，该实验要在本章第一节课进行，不要放到“匀变速直线运动的速度与时间的关系”之后，否则就违背了探究式学习的宗旨。

学情分析学生在第一章已经学习了打点计时器有使用，也初步掌握了对纸带的分析、计算，并基本能用图象处理实验数据，为本节知识的探究学习奠定了基础。

学生将运用这些知识和技能探究小车速度随时间变化的规律。

体现通过实验探究培养学生学习物理和研究物理问题的方法，学习寻找规律的方法。

设计思路首先复习前一章实验中打点计时器使用方法和注意事项，以及测量瞬时速度的方法。

通过本节课学习，要让学生掌握正确的实验操作过程，并了解纸带的选择方法和对纸带进行分析计算。

作v－t图象时，让学生认真观察、思考直角坐标系中描出的点的分布规律，认真研究课文中“描出的几个点大致……能够全部落在直线上。

”一段话的意义。

然后作出v－t图象，引导学生讨论，从作出的v－t 图象探究到什么样的规律。

三维目标知识与技能1．根据相关实验器材，设计实验并熟练操作；2．会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度；3．会用表格法处理数据，并合理猜想；4．巧用v—t图象处理数据，观察规律；5．掌握画图象的一般方法，并能用简洁语言进行阐述。

过程与方法1．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；2．对打出的纸带，会用近似的方法得出各点的瞬时速度；3．初步学会根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法；4．认识数学化繁为简的工具作用，直观地运用物理图象展现规律，验证规律；5．通过实验探究过程，进一步熟练打点计时器的应用，体验瞬时速度的求解方法。

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．。

人教版必修一 2.1实验：探究小车速度随时间的变化规律教案

§2.1实验：探究小车速度随时间的变化规律一、教学目标:知识与技能1．根据相关实验器材，设计实验并熟练操作．2．会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度．3．会用表格法处理数据，并合理猜想．4．巧用v—t图象处理数据，观察规律．5．掌握画图象的一般方法，并能用简洁语言进行阐述．过程与方法1．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．2．对打出的纸带，会用近似的方法得出各点的瞬时速度．3．初步学会根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法．4．认识数学化繁为简的工具作用，直观地运用物理图象展现规律，验证规律．5．通过实验探究过程，进一步熟练打点计时器的应用，体验瞬时速度的求解方法．情感态度与价值观1．通过对小车运动的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性．2．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．3．在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力．4．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系，可引申到各事物间的关联性，使自己融入社会．5．通过经历实验探索过程，体验运动规律探索的方法．二、教学重点、难点教学重点：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．教学活动[新课导入](课件展示)下列语言表述中提及的运动情景．师：物体的运动通常是比较复杂的．放眼所见，物体的运动规律各不相同．在生活中，人们跳远助跑、水中嬉戏、驾车行驶、高山滑雪；在自然界里，雨点下落、鸽子飞翔、猎豹捕食、蜗牛爬行、蚂蚁搬家……这些运动中都有速度的变化．物体的速度变化存在规律吗?怎样探索复杂运动蕴含的规律呢?要想探究一个物体随时间变化的规律，必须知道物体在一系列不同时刻的速度．直接测量瞬时速度是比较困难的，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．[新课教学]一、进行实验[讨论与交流]进行实验前，让学生先回顾上一章是怎样使用打点计时器的，讨论后回答．生1：把打点计时器固定好，装好纸带．开启电源，手水平地拉动纸带，纸带上就会打出一行小点．生2：不，老师，他忘了及时关闭电源．师：对，千万别忘了及时关闭电源．这样做的好处是什么?为什么要这样做?生3：为了节省电能，因为国家电力能源紧张．生4：不，因为打点计时器是按间歇工作设计的，所以长期工作可能会因线圈发热而损坏．这样做是为了保护打点计时器．师：好，大家根据以前的经验，阅读课本第34页“进行实验”标题下的两段文字后分组进行讨论实验方案．让学生自己设计好实验，井口头阐述相关实验器材及步骤．生：实验中需要的器材应该有：附有滑轮的长木板，小车，带小钩的细线，钩码，打点计时器，纸带，刻度尺，学生电源，导线等．生：我们是在钩码的牵引下让小车运动的，为了研究小车的速度随时间变化的规律，需要把打点计时器固定在长木板上．让小车拖动纸带运动，然后我们再研究所打纸带上的点，从而得出小车的运动情况．生：为了得到打点清晰、较好的纸带，我们最好是多打几条纸带．生：我们分别选两个、三个、四个钩码来牵引小车，看小车的运动快慢情况，速度的变化情况．教师及时评价学生的讨论结果，适时指出不当之处，肯定学生的创新和正确的地方．教师课件投影参考实验过程．投影展示的内容实验过程参考提示：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．3．换上新纸带，重复操作三次．引导学生熟练地摆好器材，进行合理、准确的操作，得到一条点迹清晰的纸带．学生进行实验，老师巡回指导，引导学生“三思而后行”，注意实验逻辑性、合理性及其相关注意事项，而且确保准确，并巡视全场，对出现的问题予以及时纠正．帮助实力较弱的小组实现实验．学生进行实验操作，注意把实验过程和已学过的“练习使用打点计时器”相对比，及时提出问题．点评：(1)在动手操作之前，可以让学生先在头脑中实验，提前思考实验顺序和注意事项；保证操作的顺利进行．(2)和已学实验进行对比，使学生很好地应用了比较法，且有助于加深记忆．(3)对学生出现的问题，可拿出来让全班同学参与解决，比如：“有的同学先松手，再开打点计时器电源；有的同学则反之．哪种好?为什么?”这样让学生参与讨论，调动学生思考的积极性和主动性．二、处理数据师：我们通过打点计时器得到了若干条纸带，采集了第一手资料，面对打出的纸带如何研究小车的运动呢?接下来我们采集数据，处理数据．学生讨论怎样选择纸带，如何测量数据，如何设计表格，填写数据．[课堂交流]生1：要选择一条最清晰的纸带．生2：开始的几个点不清晰，该怎么测啊!生3：我建议舍去这几个点算了．生4：对啊，计时起点是人为选取的，我们可以找一清晰的点开始当作计时的起点．教师及时评论学生的讨论，肯定学生的成绩．师：我们可以选一个清晰的点作为计时的起点．还可以选择计数点，建议你们在测量前每五个点选一个计数点．学生实时测量，教师巡回指导，指出学生中出现的问题．师：大家在测量时，我建议你们在选好计时起点后，测量以后的各个计数点与这个计时起点的距离．大家想想，这样做，有什么好处?生：我们是每两个计数点间就测量一个数据．这不是一样吗?师：我说的就是你这种做法是合适的，大家就此讨论．生：他这样做是每次都要挪动刻度尺，测出每两个点间的距离，而我的做法与老师您说的一样，我感觉这样能减少测量误差．学生测量数据，记录结果．教师引导学生学会计算各点瞬时速度的方法和表格处理方法．师：大家想想怎样计算计数点的瞬时速度．生：测量包含某个所研究的点在内的一段时间内的位移△x，同时找出对应的时间△t，根据v=Δx/Δt算出该点附近的平均速度，把它当作计时器打下这个点时的瞬时速度．生：我们这个小组是选了相邻三个计数点间的间隔为研究对象，根据测量结果算出这两个o.1s内的距离△x，把v=Δx/Δt算出的平均速度近似当作这三个点中的中间点的瞬时速度．师：大家可以参考按他说的做，这在近似计算来看，还是个很好的方法。

《实验：探究小车速度随时间变化的规律》课件(共20张PPT)

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
分析：
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，才可充分利用各次测量数据，减少偶
v1/ms-1 v2/ms-1
思考：
①为什么要用直线拟合？ 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怎样变化？
问题七：如何根据速度—时间图象（ v—t图象）求小车的加速度和初速度？
①取任意两组数据求出Δv和Δt，然后代入Δv／Δt求解。
②在v—t图象上取一段时间Δt（尽量取大一些），找出两个时刻对应的坐标值求出Δv，代入Δv／Δt求解。
【实验】
问题一：打点计时器结构如何？问题二：
用打点计时器测小车的速度所需哪些实验器材、实验步骤？
打点计时器、学生电源、导线、试验小车、细绳、纸带、复写纸、带滑轮长木板
问题三：本实验特别要注意哪些事项？
实验步骤：
（1）把一端附有滑轮的长木板平放（一高一低可否？）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。
选择包括该点在内的一段位移（该点最好处在中间时刻位置）Δx，找出对应的时间Δt，用Δx／ Δt作为该点的瞬时速度）；
对于选取的两个端点的速度暂时不计算（误差较大）；
测量各个计数点之间的距离应考虑估读、单位。
可以表示D、F及它们中间任意一点的瞬时速度
问题六：如何处理计算出来的数据？
１．列表法。（注意列表要求）２．图象法：

实验：探究小车速度随时间变化的规律

v/（m.s-1） 1.2
1.0
0.8
△v
0.6
0.4
△t
0.2
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
根据画出的v-t图像求出小车运动的加速度。
结论：小车的速度随时间的增加而均匀增加。
t/s
1、【2017•河南郸城一中高一月考】电火花计时器的电源应是 __交__流____电源，通常的工作电压为___2_2_0___V ，实验室使用我国民用电时，每隔___0_.0_2___s时间打一次点。
01 2
34Biblioteka 5DE F G Δt
四、进行实验 1、实验步骤
①把一端带有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端，连接好电路。 ②让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，把小车停在靠近打点计时器的位置。
③先接通电源启动计时器，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，打完一条纸带后立即关闭电源。
物体的运动通常是比较复杂的，物体的运动规律各不相同。
高山滑雪、鸽子飞翔、猎豹捕食等这些运动中都有速度的变化。怎样探索速度随时间变化的规律呢？
要想知道速度随时间变化的规律，必须知道物体在一系列不同时刻的速度。
这一节我们研究小车在重物牵引下的运动，看看小车的速度是怎样随时间变化的。
实验：探究小车速度随时间变化的规律
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。 ...

1-2.1-实验：探究速度随时间变化的规律

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【基础知识】1．在本实验中，求取两个计数点之间的距离时，应用刻度尺按在纸带上，一次性读取各点所对的刻度值，再依次相减，这样做可避免多次移动刻度尺带来的误差。

2．本实验采用包含某计数点的适当长度x ∆与这段运动所需时间t ∆的比值，即这段长度的平均速度来粗略代替该点的瞬时速度。

3．本实验采用图像法处理数据，在绘制的t υ-图像中，以横轴表示时间，纵轴表示速度，按需要取定单位、标度，描点后用平滑曲线连结各点就得到v – t 图象．斜率的大小等于加速度的值。

4．实验中应当首先接通打点计时器的电源，然后放开小车让它运动，打完纸带后应立即关闭打点计时器的电源。

【学法指导】一、疑难分析1．对变速运动的物体，如果取运动过程中一小段时间的位移与这段时间相比，得到的平均速度可以用来表示这一段是非问题中某个时刻的瞬时速度，所取的时间越短，平均速度越接近瞬时速度，从理论上来说，如果所取时间趋近于0取极限，则速度即为瞬时速度.2．电磁打点计时器使用的是低压交流电源，电压一般为4—6伏；而电火花计时器直接使用220伏交流电，但是，不管是电磁打点计时器还是电火花计时器，其打点频率与与电源频率是相同的，如果电源频率是50Hz ，它们的打点周期都是0.02s ．二、典型例题（一）利用平均速度速度求瞬时速度在研究变速运动时，平均速度的定义式为：tx v ∆∆=，当t ∆趋近于零或很小时，可以用包含某点的一段距离内的平均速度来近似地当成该点的瞬时速度．【例1】如图所示，王勇在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中得到的一截纸带，测得A 到B 之间的距离是4.00cm ，B 到C 之间的距离是6.00cm ，AB 间、BC 间都有4个点没有画出，试粗略求取B 点的速度．【交流】因AB 、BC 两点间都有4个点未画出，则可知AB 、BC 之间的时间间隔都是0.1s ，2.010)00.600.4(2-⨯+=∆∆=t x v AC m/s=0.50m/s ，虽然这样算出的是AC 间的平均速度，但可以粗略地认为是B 点的瞬时速度．4682 【答案】0.50m/s ．（二）对v －ｔ图象的理解v -t 图象不是物体运动的轨迹；反映的物体运动的速度与时间的关系。