2.1实验：探究小车匀速直线运动

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2.1实验：探究小车速度与时间的关系及逐差法

如图所示
1.打点计时器纸带限位器要与长木板纵轴位置对齐在固定在长木板上，使纸带、小车、拉使纸带、小车、使纸带线和定滑轮在一条直线上 2.
数据处理
问题一：怎样选取纸带上的点？问题一：怎样选取纸带上的点？
为了计算的方便和减小误差，为了计算的方便和减小误差，一般用连续打五个点的时间作为时间单位， t=0.1s，五个点的时间作为时间单位，即t=0.1s，也就是每隔四个点取一个计数点
作业：同步导练P47 单元检测下周一上实验课
思考
小车在做匀加速直线运动，小车在做匀加速直线运动，那用什么方法求小车的加速度？方法求小车的加速度？ 1、图像法：v-t图像的斜率即为小车的图像法：加速度 2、逐差法求小车的加速度
用位移差平均值求加速度的缺陷由此看出，此法在取平均值的表象下，由此看出，此法在取平均值的表象下，实际上只有s1和s6两个数据被利用只有s1 两个数据被利用，实际上只有s1和s6两个数据被利用，其余的数据s2 s3、s4、s5都没有用 s2、都没有用，数据s2、s3、s4、s5都没有用，因而失去了多个数据正负偶然误差互相抵消的作用，多个数据正负偶然误差互相抵消的作用，算出的结果的误差较大。出的结果的误差较大。怎样才能把所有测量数据都利用起来呢？怎样才能把所有测量数据都利用起来呢？
( s4 − s1 ) a1 = 3T 2
( s5 − s2 ) a2 = 2 3T
另外，另外，还有两种特殊情况 ①如果题目中数据理想情况，发现S2S1=S3-S2=S4-S3=……此时不需再用逐差法，直接使用即可求出
②若题设条件只有
又如
Example 2: 小球作直线运动时的频闪照片
如图所示，已知频闪周期T= T=0 如图所示，已知频闪周期T=0.1s，小球相邻位置间距（由照片中的刻度尺量得）邻位置间距（由照片中的刻度尺量得）分 A=6 51cm AB=5 59cm BC=4 70cm cm， cm， cm，别为OA=6.51cm，AB=5.59cm，BC=4.70cm， CD=3 80cm DE=2 89cm EF=2 00cm cm， cm， cm。 CD=3.80cm，DE=2.89cm，EF=2.00cm。小球在位置A 小球在位置A时的速度大小vA= 0.605 m/s 小球运动的加速度大小a= 0.90 m/s2。

高中物理必修第二章2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律

法
3. 描绘小车的
v/(m/s)
v
I
t
图
各点的分布大致都落在一条直线上，因此，我们可以推断：如果没有实验误差的理想情况下，所描出的各点应全部落到这条直线上。画直线时，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.
t/s
通过图像可以判断小车做匀加速直线运动
4. 如何利用
问题2：如何计算出所取点的瞬时速度？
△
x △x
1
2
△
x
3
△
x
4
△
x
5
例：求3这个计数点的速度：
△x 2 v = v24 = ——— = ————— 2 △t 2 △t
3
△x
24
△x
4
xn xn1 xn1 xn1 Vn 2T 2T
△t为多少?
五、列表法处理数据法
同步跟综训练
• 4.在研究匀变速直线运动的实验中，某同学操作以下实验步骤，其中错误或遗漏的步骤有（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，并穿过打点计时器的限位孔 • 将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序。
答案BCD
同步跟综训练
3.在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点瞬时速度如下
计数点序号计数点对应的时刻（s） 1 0.10 44.0 2 0.20 62.0 3 0.30 81.0 4 0.40 5 0.50 6 0.60

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。

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

2022高一物理学案 2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 1（人教版必修1）

通过使用打点计时器设计相关实验探索运动规律，并用语言、公式、图象进行描述。

本章重点是匀变速直线运动规律的掌握，重点掌握其研究的方法和运动的规律及应用。

本章公式和推论较多，在学习时要分清公式的应用条件和前提，不可乱套公式，在物理过程比较复杂时可以分解过程，突破并建立相关联系，必要时可借助图象进行分析比较。

2.1 实验:探究小车速度随时间变化的关系☆知识导航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．本节课在运动学中起着承上启下的作用。

第一章中已经介绍了利用打点计时器打下的纸带求物体瞬时速度的方法。

并且介绍了加速度，知道了它的物理意义及表达式。

而这节课是以恒力作用下的小车的运动来研究速度随时间变化规律的。

从而为以后研究匀变速运动的有关知识打下了基础。

☆学习目标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。

6．了解匀变速直线运动中速度随时间的变化规律。

☆重点难点【重点】练习使用打点计时器；对运动的速度随时间变化规律的探究；图象法研究速度随时间变化的规律。

【难点】各点瞬时速度的计算；对实验数据的处理、规律的探究。

☆预习检测上一章学习了用打点计时器测定速度，本章通过用打点计时器测定小车速度随时间变化的规律的实验探究匀变速直线运动的特点，即研究时间、位移、速度和加速度等物理量之间的定量关系.1.打点计时器是使用的是电源，且打点周期取决于，当电源频率为50Hz时，打点计时器每隔s打一个点；现在用打点计时器测定小车的速度，当电源的频率低于50Hz时，如果仍按50Hz的时间间隔打一个点计算，则测出的速度值将比小车真实的速度值。

2.1探究小车速度随时间变化的规律(笔记上传)

少。
5．小车应由紧靠打点计时器处开始释放。
6．先接通电源，待打点计时器打点稳定
后，再释放小车。
7. 在小车撞击长木板末端前应让其停止运动,防止小车从木板上掉下来。 8.使用刻度尺测量长度时，需要估读。 9.打点结束后立即关闭电源。 10.画图线线时，不在该曲线上的点要尽量靠近该曲线，要使它两侧的点数大致相同，离图线太远的点可以舍弃。
均速度来代替），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）Δ x，找出对应的时间Δ t，用Δ x／Δ t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位、单位。
描点连线作图
1.2
v/(m·s-1)
问题思考：
1.0
0.8
1.图象的特点？
第二章
2.1
匀变速直线运动的研究
实验：探究小车速度随时间变化的规律
一、实验仪器
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
二、注意事项
1．固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。
2.木板不能侧向倾斜，但能一端高一端低。
3．滑轮不能过高,细绳应与木板平行. 4.钩码数量要适当，不能太多，也不能太
2.小车的运动规律？ △v 3.如何求加速度？ 4.如果这些点不在
0.6
0.4
△t
一条直线上，怎么办？
0.2
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
t/s
题后小结：求小车加速度的方法方法1.（用加速度的定义式来求）
取任意两组数据求出Δ v和Δ t，然后代入Δ v／Δ t求解。

(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)。

高中物理人教版必修1课件：2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律

个计数点为宜,并测出6段位移:x1、x2、x3、x4、x5、x6,把测量结果
填入自制表格中。
7.利用实验原理中提示的方法,计算出各计数点的瞬时速度,把计
算结果记录在自制表格中。
温馨提示小车所挂钩码的个数既不能太多也不能太少,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,从而使误差增大。加速度的大小以能在50 cm长的纸带上清
都不能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。下午3时24分
45秒下午3时24分15:24:4521.11.22
一
二
三
四
x4-x1=(x4-x3)+(x3-x 2)+(x2-x1)=3at2,写成 x 4-x1=3a 1t2,同理 x 5x2=3a2t ,x 6-x3=3a3t ,故 a1=
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
一
二
三
四
一、实验目的
1.会运用已学知识处理纸带,求各点的瞬时速度。
2.巧用v-t图象处理数据,观察规律。
3.掌握画图象的一般方法,并能用简洁的语言进行阐述。
一
二
三
四
二、实验器材
小车,细绳,钩码,一端附有定滑轮的长木板,打点计时器,低压交流
在计算过程中被抵消了,所以丢失了多个数据,并失去了正负偶然误
差相互抵消的作用,算出的 a 值误差较大。这种方法不可取。
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Z 知识梳理
Z 重难聚焦
D典例透析
HISHI SHULI

集体备课—2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律教案

集体备课教案——2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律（教案）课型：新授课一、核心素养1.物理观念①通过实验加深对速度和加速度概念的理解。

②学习分析和处理实验数据，找出速度与时间的关系。

③理解实验中误差的来源和处理方法。

2.科学思维①学会运用科学方法分析实验现象。

②学会运用逻辑思维解释实验结果。

③学会运用数学工具处理实验数据。

3.科学探究①培养通过实验探究速度与时间关系的能力。

②学会设计实验方案，优化实验过程。

③学会分析实验结果，得出科学结论。

4.科学态度与责任①培养认真、严谨的科学态度。

②学会批判性思考，对实验结果进行合理解释。

③学会团队合作，共同完成实验任务。

二、教学目标1.通过实验探究物体运动的速度随时间变化的规律，提升实验设计，处理信息。

2.描绘v-t图像，并通过对图像观察、思考，找出物体速度变化的规律。

3.体会研究直线运动的一般思路。

4.通过测量、处理实验数据和探究规律的过程，认识实验是研究物理问题的基本方式，体验运动规律的探索方法，养成实事求是的科学态度三、教学重点及难点重点：通过纸带上的点迹计算加速度；根据图像分析加速度的情况。

难点：求加速度。

四、新课教学1.教学流程思想2.复习引入教师提问：测量速度有哪些方法？学生回答：纸带，测速器等教师活动：及时点评、表扬并总结教师提问：打点计时器可以直接测量什么物理量？学生回答：位移、时间并且位移用刻度尺测量；时间为两计时点的时间间隔——0.02s教师提问：通过打点计时器打出的纸带可以间接求什么物理量？学生回答：可以求两点间的平均速度→一点的瞬时速度→加速度3.探究实验知识点1—实验原理和器材实验原理1．利用打点计时器所打纸带的信息，代入计算式v n＝xn＋xn＋12T，即用以n点为中心的一小段位移的平均速度代替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.实验器材：小车、细绳、槽码、一端附有定滑轮的长木板、电磁打点计时器、低压交流电源、导线若干、纸带、刻度尺等。

高中物理必修一第二章知识点整理

高中物理必修一第二章知识点整理第二章：知识点整理2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律实验步骤：1.将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。

将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.将一条细绳栓在小车上，细绳跨过滑轮，并在细绳的另一端挂上合适的钩码。

试放手后，小车能在长木板上平稳地加速滑行一段距离。

将纸带穿过限位孔，复写纸在压在纸带上，并将其一端固定在小车后面。

3.将小车停在靠近打点计时器处。

先接通电源，后释放小车，让小车运动。

打点计时器就在纸带上打出一系列的点。

关闭电源，取下纸带，换上新纸带，重复实验两次。

数据处理：1.纸带的选取：选择两条比较理想的纸带，舍掉开头的比较密集的点。

确定零点，选取5-6个计数点，标上1、2、3、4、5.应区别打点计时器打出的点和人为选取的计数点（一般相隔0.1s取一个计数点），选取的计数点最好5-6个。

2.采集数据的方法：先量出各个计数点到计时零点的距离，然后再计算出相邻的两个计数点的距离。

不要分段测量各段位移，应尽可能一次测量完毕（可先统一量出到计数点之间的距离），读数时应估读到最小刻度（毫米）的下一位。

3.数据处理表格法图像法：做v-t图象，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像尽量分布在坐标平面中央。

应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，偏差比较大的点忽略不计。

运用图像法求加速度（求图像的斜率）。

常考知识点：1.求瞬时速度（注意单位的换算，时间间隔的读取，是否要求保留几位有效数字）。

2.求加速度：逐差法（具体公式运用见下文）。

3.要求用公式表示时，注意使用题意中提供的字母，而不能自己编撰。

2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系1.匀变速直线运动定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动，叫做匀变速直线运动。

特点：任意相等时间内的△v相等，速度均匀变化。

分类：匀加速直线运动：物体的速度随时间均匀增加的匀变速直线运动。

2-1实验：探究小车速度随时间变化的规律

(3)实验器材
打点计时器、纸带、刻度尺、导线、低压交流电源、小车、钩码
(4)实验过程
①(如图所示)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，放手后，看小车能否在木板上平稳地滑行，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把小车停靠在打点计时器处，先接通电源，后释放
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.
(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．
(3)作v－t图象时单位选择不合适或人为作图不准确带
来误差.
(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
点评：长木板与水平面有一定的夹角，只是改变了小
车运动的加速度，角度变大，小车运动的加速度变大.
(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. 位置编号时间t/s x/m 0 1 2 3 4 5
___________________________________________.
答案：由实验原理和实验要求可知错漏步骤：
(1)A中应先接通电源，再放开纸带； (2)D中取下纸带之前应先断开电源，使计时器停止工作． (3)实验中应补充G步骤：换上新纸带，再重复做三

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。

2018-2019年高中物理第二章匀变速直线运动的研究专题2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律重点回眸

1．实验：探究小车速度随时间变化的规律一、实验步骤1．如图1所示，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，打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端，连接好电路．图12．把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下面挂上适当的钩码，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串小点，随后立即关闭电源．换上新纸带，重复操作两次．二、数据处理1．挑选纸带并测量在三条纸带中选择一条点迹最清晰的．为了便于测量，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)，每5个点(相隔0.1 s)取一个计数点进行测量，如图2所示．(相邻两点间还有4个点未画出)图22．瞬时速度的计算和记录(1)计算方法：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v n＝x n＋x n＋12T.例如，图中计数点4的速度v4＝x4＋x52T，其中T＝0.1 s.(2)设计表格并记录相关数据3.作出小车运动的v－t图象(1)定标度：坐标轴的标度选取要合理，应使图象大致布满坐标纸．(2)描点：在坐标纸上描出各个坐标点的位置．(3)连线：用一条平滑的曲线或直线“拟合”这些点．4．实验结论如果画出的v－t图象是一条倾斜的直线，说明小车做速度均匀变化的直线运动．图象和纵轴的交点表示开始计时时小车的速度——初速度．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，舍弃开头点迹密集部分，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．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.5．在坐标纸上画v－t图象时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图象尽量布满坐标纸．6．利用描出的点作v－t图象时，不要将相邻的点依次相连成折线，而应使大多数点在直线(或曲线)上，不在线上的点均匀分布在直线(或曲线)两侧，个别离线较远的点舍去．一、选择题：本题共8小题。

人教版高一物理必修一课件：2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律(共16张PPT)

一、提出问题
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。
我们如何探索物体运动所蕴含的规律呢？
二、设计实验
需要哪些仪器？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
三、实验步骤
⑴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
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，再做二次.
视频
四、注意事项
1.固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。 2.滑轮不能过高,细绳应与木板平行. 3.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。 4.先接通电源，后让纸带运动。 5.打点结束后立即关闭电源。
a v 4 v 2 2 .0 1 2 .2 6 1.0 9 (m 5 /s2 )
t
0 .04
一、提出问题
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。
我们如何探索物体运动所蕴含的规律呢？
要探究一个物体的运动随时间变化的规律，必须知道物体在不同时刻的速度，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。
例2：在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点瞬时速度如下
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 = tgα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 av/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

2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律

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？
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
➢ 处理数据
v/ m/s
10
8
① 将表格中的数据标记到坐标中
6
② 将所描的点按最接近的方式连
44 0.6 0.8 1.0
小车在几个时刻的瞬时速度
位置编号
0
五 1、列表法。
`
数
据位置
0
1
2
3
4
5
处
理时间/s 0
v1/ms-1
v2/ms-1
五 1、列表法。
` 数
2、图象法（v - t 图象）：
据 ① 根据所得数据，选择合适的标度建系
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
点的分布规律。
③ “拟合”图象：从点的分布可以有很大
1
2
3
4
5
时间t/s
v1/(m/s) v2/(m/s) v3/(m/s)
0
0.1
0.2
0.3
0.4 0.5
0 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45
0 0.78 1.57 2.35 3.14 3.92
0 0.14 0.28 0.42 0.56 0.71
思
① 为什么画出的是一条直线？
考 ② 若某个点明显偏离直线，可能是什
5．打点结束后立即关闭电源。实验
四
` 纸
怎样分析和选取纸带上的点
带开头过于密集的点舍掉，从清楚的点开
分始,每隔五个间隔取一个计数点，(每两个析计数点之间的时间间隔是0.1s）；

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四.描点连线作图
v/(m.s-1)
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 t/s
描点连线作图
v/(m.s-1)
1.2
问题
图线的特点？
1.0
0.8
小车的运动规律？
△v △t
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
如何求加速度？ 0时刻对应速度为多少？
t/s
3.每打完一条纸带，将定位轴上的复写纸换个位置，以保证打点清晰 4.应区别打点计时器打出的点和人为
选取的计点（一般把计时器打出的5 个点作为一个计数点） 5.最好不要分段测量各段位移，应尽可能一次测量完毕（可先统一量出到计数点0之间的距离），读数时应估读到毫米的下一位。
三.纸带处理
舍掉开头过于密集的Байду номын сангаас，从清楚的
点开始,每五个计时点取一个计数点；
取六个点，依次标号为0，1，2，3，
4，5
0.10s
0.10s
d1
d2
d3
d5 例：求1这个计数点的速度：
d4
v1 = v02 = —— 2△ t
d2
数据处理(列表、画图)
0.45
0.60
0.74
0.89
1.03
增减所挂钩码数目，以改变小车运动速度快慢，再做两次实验。
0.6
0.4
0.2
实验结论
你能用自己的语言描述小车速度随时间变化的规律吗？ 1、小车的速度随时间的增加而均匀增加 2、小车速度随时间逐渐增大；相同时间里，速度增量相同
课堂小结
作业
P33 1
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.改变钩码个数，换上纸带，重复操作三次
三、注意事项
1.小车的加速度应适当大一些，以能在纸带上长约50cm的范围内清楚地取6～7个计数点为宜。
2.要防止钩码落地和小车跟定滑轮相撞，纸带打完后即时断开电源。
匀变速直线运动的研究
实验：探究小车速度随时间变化的规律
一.实验设计
实验需要什么仪器？
打点计时器、交流电源、导线、小车、细绳、纸带、复写纸、带滑轮长木板、钩码
实验仪器怎样安装放置？
二.实验步骤
1.把一端附有滑轮的长木板水平放在实验桌上，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