探究小车速度随时间变化规律(一)
探究小车速度随时间变化规律(课时1)
2.1 实验探究小车的速度随时间变化的规律——之一（在实验室里）第一课时教学目标：一、知识与技能1. 能熟练使用打点计时器（故障排除）。
2. 会根据相关实验器材，设计实验并完成操作。
3. 会处理纸带，求各点瞬时速度。
二、过程与方法1.初步学习根据实验要求，设计实验，探究某种规律的研究方法。
2.经历实验过程，及时发现问题并做好调整。
3.通过对纸带信息的测量、记录、计算、转化(成图像)，掌握数据处理的过程.三、情感态度与价值观：1. 体会实验的设计思路，体会物理学的研究方法。
2. 培养热爱实验和实事求是的态度。
教学重点１．纸带的处理，计数点的选择、编号，数据的采集。
２．表格的设计，数据的记录、使用和转化作图.3.实验方案的设计、操作、信息的选择.教学难点1．设计几种实验方案。
2．纸带的处理。
教具准备分组实验：学生电源、导线、打点计时器、小车、钩码（或重锤、）、铁架台、夹子、一端带有滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸、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，直线运动的冰壶、水中减速的跳水运动员、向前滚动的足球、从滑梯上向下运动的小孩；在自然界里，濛濛细雨、极速的战斗机、长舌的闪电、自由落体的苹果、洪水、泥石流、冲向地球的石头、高山滑雪者……这些运动中速度都在不断的变化．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对应的速度．而我们可以借助打点计时器先记录物体在不同时刻的位置，再通过对纸带的测量得到位移、计算得到各个时刻的瞬时速度及速度随时刻或位置变化的规律．现代化的工具可以直接测量瞬时速度（位置、加速学生活动预习学案：填空题 1.试验中把小车停在靠近处，先，然后，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，换上纸带，重复实验3次。
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
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．
ppt
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
ppt 15
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(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
探究小车速度随时间变化规律(原卷版)+解析版(含答案
第2.1课探究小车速度随时间变化规律一、实验目的1.进一步练习使用打点计时器及利用纸带求瞬时速度。
2.探究小车速度随时间的变化规律。
3.会用图象法处理实验数据。
二、实验原理1.瞬时速度的计算：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。
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。
三、实验器材电磁打点计时器（或电火花计时器）、复写纸、导线、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、交流电源。
四、实验步骤1.如图所示，把附有定滑轮的长木板放在实验桌上，并使定滑轮伸出桌面，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，关闭电源。
4.换上新的纸带，重复实验两次。
5.增减所挂钩码的个数，按以上步骤再做两次实验。
五、数据处理 1.瞬时速度的计算（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。
（2）依次测出01、02、03、04…的距离x1、x2、x3、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。
（4）根据表格中的数据，分析速度随时间变化的规律。
2.作出小车运动的v －t 图象（1）定标度、描点：坐标轴的标度选取要合理，应使图象大致分布在坐标平面中央。
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。
1 实验一 探究小车速度随时间变化的规律
实验一 探究小车速度随时间变化的规律一、实验目的1．练习正确使用打点计时器，学会利用打上点的纸带研究物体的运动情况．2．掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法(Δx ＝aT 2)．3．测定匀变速直线运动的瞬时速度和加速度．二、实验原理1．打点计时器(1)作用：计时仪器，当所用交流电源的频率f ＝50 Hz 时，每隔0.02 s 打一次点．(2)工作条件⎩⎪⎨⎪⎧电磁打点计时器：6 V 以下交流电源电火花计时器：220 V 交流电源 2．处理纸带数据时区分计时点和计数点计时点是指打点计时器在纸带上打下的点．计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点，要注意“每5个点取一个计数点”与“每隔4个点取一个计数点”取点方法是一样的．3．判断物体的运动是否为匀变速直线运动的方法(1)沿直线运动的物体在连续相等时间T 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.(2)利用“平均速度法”确定多个点的瞬时速度，作出物体运动的v －t 图象．若v －t 图线是一条倾斜的直线，则说明物体的速度随时间均匀变化，即做匀变速直线运动．4．利用纸带数据求解物体的速度、加速度的方法(1)“平均速度法”求物体在某点的瞬时速度，即v n ＝x n ＋x n ＋12T，如图所示．(2)“逐差法”求物体的加速度，如图所示：即a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 33T 2，然后求平均值，即a ＝a 1＋a 2＋a 33＝（x 4＋x 5＋x 6）－（x 1＋x 2＋x 3）9T 2，这样使所测数据全部得到利用，准确度较高． 这个表达式也可以根据下列思路得到：把(x 1＋x 2＋x 3)和(x 4＋x 5＋x 6)分别看做x Ⅰ、x Ⅱ，利用x Ⅱ－x Ⅰ＝at 2，其中t ＝3T .同理可得(x 3＋x 4)－(x 1＋x 2)＝4aT 2.三、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．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，并把它的一端固定在小车的后面．实验装置如图，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行．2．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，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．正确使用毫米刻度尺测量每相邻两计数点间的距离，并填入设计的表格中．(3)利用某一段时间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的瞬时速度．(4)增减所挂钩码数，再重复实验两次．五、数据处理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，如图可以看到，对于每次实验，描出几个点都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．由实验得出的v－t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)直接分析图象的特点得出，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)通过函数关系进一步得到，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．六、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；实验后应先断开电源，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的纸带上清楚地打出6～7个计数点为宜．七、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，做出的v－t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．对实验原理和操作的考查【典题例析】(2016·10月浙江选考)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中(1)下列说法中不正确或不必要的是________(填字母)．A．长木板的一端必须垫高，使小车在不挂钩码时能在木板上做匀速运动B．连接钩码和小车的细线应与长木板保持平行C．小车应靠近打点计时器，先接通电源，后释放小车D．选择计数点时，必须从纸带上第一个点开始(2)图1是实验中打下的一段纸带，算出计数点2的速度大小为________ m/s，并在图2中标出，其余计数点1、3、4、5对应的小车瞬时速度大小在图2中已标出．(3)作图并求得小车的加速度大小为________ m/s2.[解析] (1)探究小车的速度随时间的变化，并没有要求小车需要在光滑水平面上运动，即轨道是否光滑不是必要的，即A 项是不必要的．在处理纸带时，由于第一点并不确定，因此常常将前面的点去掉，从清晰可辨的点取点后处理实验数据，所以D 项不是必要的．连接小车的细线需要与木板平行，否则就要涉及线上拉力分解问题，即拉力是一个变力，B 项是必要的．操作时应先开电源再释放小车，C 项是必要的．(2)根据题图中x 1＝3.80 cm ，x 2＝15.70 cm ，所以v 2＝x 2－x 12T≈0.60 m/s.(3)由v －t 图象的斜率即为小车的加速度，可得a ＝1.45 m/s 2.[答案] (1)AD (2)0.60 图见解析图甲(3)图见解析图乙 1.45(多选)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学利用纸带上的数据计算出了各计数点对应时刻小车的瞬时速度．然后他以速度v为纵轴、时间t 为横轴建立直角坐标系，共描出了10个点，并画出了小车运动的v－t图象如图所示，针对该同学作出的v－t图象，他所在的实验小组的其他四位同学分别交流了自己的看法，以下四种看法，你认为有道理的是()A．这10个点无论如何也不在一条直线上，因此小车运动的图象不可能为一条直线，而应为一条平滑的曲线B．这10个点中有7个点虽然不在一条直线上，但它们紧挨在一条直线附近，只有F 和B两个点离这条直线太远C．在这10个点中有3个点(A、D、I)能画在一条直线上，其余7个点都不在该直线上，这条直线肯定不能表示小车的速度随时间变化的规律D．与直线偏差较小的点(C、E、G、H、J)可能是实验误差造成的，而偏离直线较远的点(B、F)则可能是实验中出现失误造成的解析：选BD.实验中产生误差是不可避免的，所以得到的点不可能严格地处于一条直线上，会稍有偏差．但偏差过大的点则可能是实验中的失误造成的，作图时应把这样的点舍弃，故选项B、D两种看法有道理．对实验数据处理和误差分析的考查【典题例析】(2020·宁波高二期中)实验中，如图甲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.(1)根据纸带可判定小车做________运动．(2)根据纸带计算各点瞬时速度：v D＝________m/s，v C＝________m/s，v B＝________m/s.在如图乙所示坐标中作出小车的v－t图线，并根据图线求出a＝________．(3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度的物理意义是__________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.[答案] (1)匀加速直线 (2)3.90 2.64 1.38 如图所示 12.60 m/s 2 (3)零时刻小车经过A 点的速度(2020·台州调研)如图甲是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O 、A 、B 、C 、D 和E 为纸带上六个计数点．加速度大小用a 表示．(1)OD 间的距离为________cm.(2)如图乙是根据实验数据绘出的x －t 2图线(x 为各计数点至同一起点的距离)，斜率表示________，其大小为________ m/s 2(保留三位有效数字)．解析：(2)由于物体做的是匀变速直线运动，所以其从某一点开始运动的位移x ＝v 0t ＋12at 2，由于x －t 2图线是一条过原点的倾斜直线，因此v 0＝0，则x ＝a 2t 2，这样，我们就可以知道x －t 2图线的斜率为a 2，通过图线可求得斜率为0.467.答案：(1)1.20 (2)12a 0.4671．光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a 、b 分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a 、b 间通过时，光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来．现利用如图乙所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数，图中MN 是水平桌面，Q 是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长木板适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端P 点悬有一铅锤．实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0×10－2 s 和4.0×10－3 s ．用精度为0.05 mm 的游标卡尺测量滑块的宽度d ，其示数如图丙所示．(1)滑块的宽度d ＝________cm.(2)滑块通过光电门1时的速度v 1＝________m/s ，滑块通过光电门2时的速度v 2＝________m/s.(结果保留两位有效数字)(3)由此测得的瞬时速度v 1和v 2只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时的________，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将________的宽度减小一些．解析：(1)d ＝10 mm ＋0.05 mm ×2＝10.10 mm ＝1.010 cm. (2)v 1＝d t 1＝1.010×10－21.0×10－2m/s ≈1.0 m/s ， v 2＝d t 2＝1.010×10－24.0×10－3 m/s ≈2.5 m/s. (3)v 1、v 2实质上是滑块通过光电门1和2时的平均速度，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将滑块的宽度减小一些．答案：(1)1.010 (2)1.0 2.5(3)平均速度 滑块2．在暗室中用如图甲所示装置做“测定重力加速度”的实验．实验器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、一根荧光刻度的米尺、频闪仪．具体实验步骤如下：①在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，水滴会以一定的频率一滴滴地落下．②用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴．③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度．④采集数据进行处理．(1)实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率满足的条件是________________________________________________________________________．(2)实验中观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30 Hz ，某同学读出其中比较远的水滴到第一个水滴的距离如图乙所示，根据数据测得当地重力加速度g ＝________ m/s 2；第8个水滴此时的速度v 8＝________ m/s.(结果都保留三位有效数字)(3)该实验存在的系统误差可能有(答出一条即可)：________________________________________________________________________. 解析：(1)后一水滴经过一个频闪间隔运动到前一水滴的位置，可看到仿佛固定不动的一串水滴，即频闪仪频率等于水滴滴落的频率时，水滴仿佛不动．(2)g ＝h 8－10－h 6－8⎝⎛⎭⎫2f 2 ＝[（43.67－26.39）－（26.39－13.43）]×10－2⎝⎛⎭⎫2302 m/s 2 ＝9.72 m/s 2；v8＝h6－104 f ＝（43.67－13.43）×10－2430m/s≈2.27 m/s.(3)存在空气阻力会对水滴的运动产生影响，水滴滴落的频率不恒定也会对实验产生影响．答案：见解析3．(2020·台州六校联考)一位同学在探究木块的速度随时间变化的规律时，在质地均匀的水平桌面上将木块、电火花打点计时器、纸带连接成如图甲所示的装置．先接通频率为50 Hz 的电源，再给木块一向左的初速度，木块向左运动一小段距离后纸带拉紧，最后得到如图乙所示点迹的纸带，A、B、C、D、E正是连续的五个计数点，每相邻两个计数点间还有一个点未画出，下面标注的数字是相邻两点间的距离，单位是cm.(1)木块与纸带的________(填“左”或“右”)端固定．(2)由纸带上数据判断，在误差范围内，可以认为木块做的是________(填“匀速”“匀加速”或“匀减速”)运动．(3)木块运动的加速度大小是________ m/s2.(保留两位有效数字)解析：(1)木块运动中受到摩擦阻力做减速运动，所以相等的时间内位移逐渐减小，故木块与纸带的右端固定．(2)因为7.20 cm－6.81 cm＝0.39 cm、6.81 cm－6.43 cm＝0.38 cm、6.43 cm－6.04 cm＝0.39 cm，相等的时间内的位移差近似相等，所以在误差范围内，可以认为木块做匀减速运动．(3)电源的频率为50 Hz，打点周期则为0.02 s，则相邻计数点间的时间为0.04 s，所以加速度的大小为a＝ΔxΔt2＝（7.20＋6.81－6.43－6.04）×10－24×0.042m/s2≈2.4 m/s2.答案：(1)右(2)匀减速(3)2.4。
高一物理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
知识回顾
问题1：打点计时器可以测量什么物理量? 问题2：通过打点计时器可以间接测量什么物理量？
两点间的平均速度 某点的瞬时速度 加速度
Example
6.45 1.40 v2 v13 126 .25 cm / s 1.2625 m / s 0.02 2
水处理设备 / 污水处理设备 哈尔水处理设备厂家
小车的运动规律？ 如何求加速度？ 如果这些点不在一条 直线上，怎么办？
t/s
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？
实验结论
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；成正比……
注意事项总结
1．在安装仪器时，要注意让滑轮伸出桌面 外；细绳应与木板平行；打点计时器应与低 压电源4～6V交流输出连接；如果用电火花 计时器，不再需要使用低压电源；实验时要 注意保护小车及滑轮，要避免它们被碰坏或 跌坏。 2．选择纸带的原则：点迹清晰且连续相等 时间内的位移差大致相等。 3．注意计时点和计数点的区别。
实验
如何设计实验？
实验设计
实验需要什么仪器？
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
实验仪器怎样安装放置？
课本P34 图2.1－1
实验时注意什么？
先启动计时器后放开纸带，随后关闭电源
实验步骤
•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 •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， 关闭电源 •换上纸带，重复操作三次
实验一探究小车速度随时间变化的规律
第一节 探究小车速度随时间变化的规律【实验基础知识】一、实验原理与操作1.两种打点计时器(1)作用：计时仪器，当所用交流电源的频率f ＝50 Hz 时，每隔0.02 s 打一次点。
(2)工作条件⎩⎪⎨⎪⎧电磁打点计时器：6 V 以下 交流电源电火花计时器：220 V 交流 电源2．判断物体是否做匀变速直线运动的方法设x 1、x 2、x 3、x 4…为纸带上相邻两个计数点之间的距离，假如Δx ＝x 2－x 1＝x 3－x 2＝x 4－x 3＝…＝常数，则与纸带相连的物体做匀变速直线运动。
3．注意事项(1)平行：纸带和细绳要和木板平行。
(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，要防止钩码落地和小车与滑轮相撞。
(4)减小误差：小车的加速度要适当大些，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。
二、数据处理与误差分析 1．实验数据的处理(1)由纸带求物体运动速度：根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，v n ＝x n ＋x n ＋12T。
(2)利用纸带求物体加速度①逐差法：根据x 4－x 1＝x 5－x 2＝x 6－x 3＝3aT 2(T 为相邻两计数点之间的时间间隔)，求出a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 33T 2，再算出a 1、a 2、a 3的平均值a ＝a 1＋a 2＋a 33＝13×⎝⎛⎭⎫x 4－x 13T2＋x 5－x 23T 2＋x 6－x 33T 2＝（x 4＋x 5＋x 6）－（x 1＋x 2＋x 3）9T 2，即为物体的加速度。
②图像法：如图实Ⅰ－1所示，以打某计数点时为计时起点，利用v n ＝x n ＋x n ＋12T 求出打各点时的瞬时速度，描点得v -t 图像，图像的斜率即为物体做匀变速直线运动的加速度。
(学习指导)第1章实验1 探究小车速度随时间变化的规律Word版含答案
实验一探究小车速度随时间变化的规律1．平行：纸带和细线要和木板平行。
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：在小车到达长木板末端前，应让小车停止运动，要防止钩码落地和小车与滑轮相撞。
4．减小误差：小车的加速度要适当大些，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．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。
6．准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位长度(避免所描点过密或过疏，而导致误差过大)，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。
1．根据纸带测量的位移有误差。
2．电源频率不稳定，造成相邻两点间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v-t图线并不是一条直线。
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。
考点1实验思路与实验操作典例(2018·北京高考)用图甲所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。
主要实验步骤如下：A. 安装好实验器材。
接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。
B. 选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O(t＝0)，然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点，如图乙中A、B、C、D、E、F、…所示。
C. 通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E、…点时小车的速度，分别记作v1、v2、v3、v4、v5、…D. 以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图丙所示。
丙结合上述实验步骤，请你完成下列任务：(1)在下列仪器和器材中，还需要使用的有_______和________。
(填选项前的字母)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(含砝码)(2)在图丙中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出v-t图像。
探究小车的速度随时间变化的规律
第【1 】1节试验：探讨小车速度随时光变更的纪律导学寰宇进修请求学法指点做变速直线活动的物体,当研讨时光Δt很短时,在这段时光内速度变更量就很小,就可以以为物体在这段时光内做匀速直线活动,那么在这段时光内的某时刻的瞬时速度就等于这段时光内的平均速度.这是变与不变的关系在物理学中的又一表现.自立进修懂得升华重点.难点.疑点解析1.对经由过程试验数据得v－t图象的懂得我们经由过程严谨求实的试验打出纸带,用毫米刻度尺精确测量出相邻两计数点间的间距,盘算出各计数点对应的瞬时速度填入设计好的表格中,依据表格中的v.t数据,在直角坐标系中描点,细心不雅察这些点的散布情形,我们发明这些点都大致落在一条直线上.我们可以大胆猜测,假如没有试验误差,这些点应当落在一条直线上.如许我们做一条直线,且使尽可能多的点落在这条直线上,落不到直线上的各点应平均散布在直线的两侧,这就画出了小车活动的速度—时光图象,是一条竖直的直线.特殊提示：①我们在作图时,应让图象衔接尽可能多的点,不克不及衔接的点对称散布在图象两侧,从而使每个有意义的数据点都施展了感化,取数群的平均地位削减了测量的有时误差.②对于偏离图线较大的点,作图象时不要随意马虎舍去.若老是在某处消失偏离较大的点,这可能孕育重大发明.2.由v－t图象分析小车活动速度随时光变更的纪律若何由试验得出的v－t图象,进一步得出小车活动的速度随时光变更的纪律？我们可以从两条门路进行：一是经由过程直接分析图象（图2－1－1）的特色得到.小车活动的v－t图象是一条竖直的直线,那么当时光增长雷同的值Δt,速度也会增长雷同的值Δv.也就得出结论：小车的速度随时光平均变更;图2－1－1二是经由过程得出函数关系式进一步得到,既然小车的v－t图象是一条竖直直线,那么,v 随t变更的函数式v=kt+b,显然v与t成“线性关系”.小车的速度随时光平均增长.3.试验中的留意事项（1）开端释放小车时,应使小车接近打点计时器.（2）先接通电源,等打点稳固后,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,当小车到达滑轮前实时用手按住它.（5）牵引小车的钩码个数要恰当,以免加快渡过大而使纸带上的点太少,或者加快度太小,而使各段位移无多大不同,从而使测量误差增大,加快度的大小以能在50 cm长的纸带上清楚地取得六.七个计数点为宜.（6）要差别计时器打出的点与工资拔取的计数点,一般在纸带上每五个点取一个计数点,即时光距离为T=0.02×5 s=0.1 s.例题分析运用点一：试验器材的选择例1：鄙人列给出的器材中,选出“探讨小车速度随时光变更的纪律”的试验中所需的器材填在横线上（填编号）.①打点计时器②天平③低压交换电源④低压直流电源⑤细绳和纸带⑥钩码和小车⑦秒表⑧一端有滑轮的长木板⑨刻度尺选出器材是____________.解析：打点计时器是一种计时仪器,所用电源是低压交换电源,是以④⑦不选.该试验不须要测量质量,是以②不选.答案：①③⑤⑥⑧⑨点评：要控制试验器材的拔取,起首要懂得试验的道理,联合试验目标和试验进程进行记忆.拓展演习1－1：鄙人列所给器材中,本试验所需的器材有____________;为达到试验目标,还应增加____________.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⑦钩码⑧秒表⑨一端有滑轮的长木板运用点二：熟习试验操纵步调例2：在“探讨小车速度随时光变更的纪律”的试验中,某同窗操纵中有以下试验步调,个中有错误或漏掉的步调有（漏掉步调可编上序号G.H……）______________________.A.拉住纸带,将小车移至接近打点计时器处,先摊开纸带,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,下面吊着恰当的钩码D.取下纸带E.将平板一端举高,轻推小车,使小车能在平板上做匀速活动F.将纸带固定在小车后部,并穿过打点计时器的限位孔将以上步调完美并按合理的次序写在横线上____________.解析：在“探讨小车速度随时光变更的纪律”的试验中,要先接通电源,再摊开纸带.在取下纸带前要先断开电源.为了减小误差,应反复3次即打3条纸带.答案：（1）A中应先接通电源,再摊开纸带.（2）D中取下纸带前应先断开电源.（3）填补步调G：换上新纸带,反复3次步调次序为：BFECADG点评：对于试验步调,同窗们应联合现实操纵控制.拓展演习2－1：关于“探讨小车速度随时光变更的纪律”的试验操纵,下列说法错误的是（）A.长木板不克不及侧向竖直B.在释放小车前,小车应紧靠在打点计时器上C.应先接通电源,待打点计时器开端打点后再释放小车D.要在小车到达定滑轮前使小车停滞活动运用点三：依据纸带断定物体速度随时光变更的纪律例3：在“探讨小车速度随时光变更的纪律”的试验中,如图2－1－2所示,是一笔记载小车活动情形的纸带,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,交换电的频率为50 Hz.图2－1－2（1）在打点计时器打B .C .D 点时,小车的速度分离为：v B =____________m/s;v C =____________m/s;v D =____________m/s.（2）在如图2－1－3所示的坐标系中画出小车的v －t 图象.图2－1－3（3）将图线延伸与纵轴订交,交点的速度是_________,此速度的物理寄义是__________. 解析：（1）若时光较短,平均速度可以代替某一点的瞬时速度,所以B 点的瞬时速度v B =2.00276.02=T x AC m/s=1.38 m/s C 点的瞬时速度v C =2.00528.02=T x BD m/s=2.64 m/s D 点的瞬时速度v D =2.0780.02=T x CE m/s=3.90 m/s （2）依据以上数据作出小车的v －t 图象,如图2－1－4所示.图2－1－4（3）将图线延伸与纵轴订交,交点的速度约为v =0.2 m/s.此速度的物理寄义是：暗示0时刻小车经由A 点时的速度.答案：看法析点评：描点法是作图的一种最根本的办法,最主要的有三点：①精确性（标度要适合）.②要用腻滑曲线衔接,且让尽可能多的点散布在线上,不在线上的点要大致平均地散布在两侧,离线较远的点可删去.③要使图象散布在坐标纸中心.拓展演习3－1：图2－1－5是某一做直线活动的小车（后连纸带）经由过程打点计时器时打出的一段纸带.图中的0.1.2.3.4.5.6为按时光次序拔取的7个计数点,每相邻两个点中心都有4个点未画出.用刻度尺量出 1.2.3.4.5.6点到0点的距离分离是8.78 cm,16.08 cm,21.87 cm,26.16 cm,28.84 cm,30.07 cm.请做出其v－t图象,并分析小车的活动特色.图2－1－5自我反馈自立进修1.滑轮另一端限位孔钩码接近打点计时器启动计时器封闭电源2.最清楚计时起点 0.1 s3.v－t例题评析拓展演习1－1：①④⑤⑥⑦⑨低压交换电源和刻度尺拓展演习2－1：B拓展演习3－1：略练习训练广场夯实基本1.依据打点计时器打出的纸带,我们可以从纸带上直接得到的物理量是（）A.时光距离B.位移C.加快度D.平均速度2.运用打点计时器,在衔接电源,打点计时器工作时经由过程纸带后,纸带上没有点子,原因可能是（）A.电源用交换4～6 VB.单面复写纸反置C.振针松动D.纸带拉得太快3.在“测量匀变速直线活动的加快度”试验中,对于减小试验误差来说,下列办法中有益的是（）A.拔取记数点,把每打五个点的时光距离作为一个时光单位B.使小车活动的加快度尽量小些C.舍去纸带上密集的点,只运用点迹清楚.点间距离恰当的那一部分进行测量.盘算D.选用遍地平整程度.滑腻程度雷同的长木板做试验4.下列关于计数点的说法中,精确的是（）Ａ.用计数点进行测量盘算,既便利又可减小误差Ｂ.相邻计数点之间的时光距离应当是相等的Ｃ.相邻计数点之间的地位距离应当是相等的Ｄ.计数点是从计时器打出的现实点中选出来的,相邻计数点之间的点痕个数是相等的5.在试验中,下列关于计数点间时光距离的说法中,精确的是（）A.隔四个点取一个计数点,则计数点间的时光距离为0.10 sB.隔四个点取一个计数点,则计数点间的时光距离为0.08 sC.隔五个点取一个计数点,则计数点间的时光距离为0.08 sD.隔五个点取一个计数点,则计数点间的时光距离为0.10 s6.在试验“探讨小车速度随时光变更的纪律”中,换上纸带,反复操纵三次,选择了一条打点最清楚的纸带,在选择计数点时,我们采取的精确办法是（）A.舍失落开首过于密集的点,找一个恰当的点当作计时起点B.拔取纸带上第一个点作计时起点,为了试验精确不克不及漏失落一个点C.每两个相邻计数点的时光距离只能取0.1 sD.每两个相邻计数点的时光距离可视打点密度而定,可以选0.02 s.0.04 s.….n×0.02 s均可7.活动的小车拖动纸带经由打点计时器后,在纸带上留下了６个持续清楚的点,测得从第一个点到第六个点之间的距离为18 cm,则（）A.小车活动的平均速度为0.03 m/sB.小车活动的平均速度为1.5 m/sC.小车活动的平均速度为1.8 m/sD.小车活动的平均速度为180 m/s8.在科学上,为了描写试验中测量点之间的关系,先在坐标系中描点,然后用一条曲线（包含直线）“拟合”这些点,在画曲线时应当留意到的是（）A.画曲线时要让尽量多的点在该曲线上B.画曲线时不在该曲线上的点要尽量接近该曲线,要使它两侧的点数大致雷同C.要照料所有的点,让它们都在曲线上D.离曲线太远的点可以舍去9.在某次“探讨小车速度随时光变更的纪律”试验中,某同窗得到了一条如图2－1－6所示的竖直的直线,这条直线可以描写小车活动速度随时光变更的纪律.下面论述中精确的是（）图2－1－6A.小车活动的速度是在增长的,并且是平均增长的B.小车在上坡,速度越来越小C.小车活动的初速度不为零D.小车的速度是在平均削减的才能晋升10.用打点计时器研讨物体在空中竖直下落的活动,得到如图2－1－7所示的一段纸带,测得AB=7.65 cm,BC=9.17 cm.已厚交换电频率是50 Hz,则打B点时物体的瞬时速度为_______ m/s.图2－1－711.在“探讨小车速度随时光变更的纪律”试验中,某同窗转变钩码个数,得到两条点迹清楚的纸带,描点画出的v－t图象如图2－1－8所示.试依据图象描写小车活动速度随时光变更的纪律.图2－1－812.在“探讨小车速度随时光变更的纪律”的试验中,如图2－1－9给出了从0点开端,每5个点取一个计数点的纸带,个中0,1,2,3,4,5,6都为计数点.测得：x1=1.40 cm,x2=1.90 cm,x3=2.38 cm,x4=2.88 cm,x5=3.39 cm;x6=3.87 cm,那么：图2－1－9（1）在计时器打出点1,2,3,4,5时,小车的速度分离为：v1=____________ 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—时光图象.（3）分析小车活动速度随时光变更的纪律.13.在用打点计时器测定做匀变速直线活动物体的加快度时,必定要每5个点取一个记数点吗？14.在运用打点计时器探讨小车速度随时光变更纪律时平日是测量两计数点距离的距离,用v =tx ∆∆,盘算各计数点的速度,然后再用描写法求其活动纪律. 下面是某同窗的另一种做法,你以为有道理吗？并谈一下你的不雅点.某同窗在打出的纸带上每5点取一个计数点,共取了7个计数点,用以下办法绘制小车的v －t 图象.先把纸带每隔0.1 s 的剪断,得到6个短纸条.再把这些纸条并排贴在一张纸上,使这些纸条下端对齐,作为时光坐标轴,标出时光.后将纸条上端中间衔接起来,于是得到 v －t 图象,如图2－1－10所示.图2－1－10拓展浏览模仿打点计时器如图2－1－11所示,两位同窗进行跑步比赛时,为了懂得本身的加快情形,他们分离拿着底部穿孔.滴水比较平均的饮料瓶一路跑,然后经由过程地上的水印分析他们的速度变更情形.请你和同窗们一路试一试,并说一说个中的道理.图2－1－11练习训练广场10.解析：运用较短时光内的平均速度等于某一点的瞬时速度可求出B 点的瞬时速度 v =04.0210)17.965.7(22⨯⨯+=+-T x x BC AB m/s=2.10 m/s.11.解析：由图象可知,A 的速度随时光平均增长,初速度为零;B 的速度随时光也平均增长,但初速度为v 0,显然B 是在小车活动后才开端打点计时的.答案：看法析12.解析：（1）两相邻的计数点之间的时光距离为T =0.02×5 s=0.1 s,各点的速度分离为：v 1=1.0290.140.1221⨯+=+Tx x cm/s=16.50 cm/s v 2=1.0238.290.1232⨯+=+Tx x cm/s=21.40 cm/s v 3=1.0288.238.2243⨯+=+Tx x cm/s=26.30 cm/s v 4=1.0239.388.2254⨯+=+Tx x cm/s=31.35 cm/s v 5=1.0287.339.3265⨯+=+T x x cm/s=36.30 cm/s. （2）运用描点法作出v －t 图象,如图所示.（3）小车活动的v －t 图象是一条竖直向上的直线,解释速度随时光平均增长,它们成“线性关系”.答案：看法析13.解析：不必定.在测量时取记数点的根本目标是削减长度测量的相对误差,毕竟若何取记数点,要依据打出的纸带上的点子之间的距离以及清楚点子的总数来肯定,在教材所划定的试验中,对小车的加快度没有加以限制,可以随意率性选择,我们可以恰当选择加快度值,进而调剂点子的间距和清楚点的个数,使我们在每5个点取一个计数点的情形下得到7～8个记数点,如许使计数点间的时光距离为0.1 s,便于盘算,有7～8个记数点也便于运用逐差法盘算加快度的值,但在给定的活动中（例如自由落体）,加快度值是肯定的不克不及选择,打出的点子间的距离也是肯定的,若何选记数点只能依据现实情形而定.答案：看法析.14.解析：这种做法是有道理的.因为每段纸带长度都对应物体在相等（0.1 s）时光内的位移,所以纸带长度正比于活动速度,从纸带长度平均增长也可断定物体的活动速度平均增长.答案：看法析。
高一物理 实验一：探究小车速度随时间变化的规律
高一物理实验一：探究小车速度随时间变化的规律一、实验目的1．利用打点纸带研究小车的运动情况，分析小车的速度随时间变化的规律。
2．会用图像法处理实验数据。
二、实验思路利用打点计时器打出的纸带上记录的数据，计算出各时刻的速度，再作出速度—时间图像。
1．若做匀变速直线运动，则某点的瞬时速度等于以该点的时刻为中间时刻的一小段时间内的平均速度。
2．若vt图像为一倾斜的直线，则物体做匀变速直线运动，图像的斜率表示加速度。
三、实验器材电磁打点计时器、学生电源、复写纸、纸带、导线、一端带有定滑轮的长木板、小车、细绳、槽码、刻度尺、坐标纸。
四、进行实验1．如图所示，把一端带有定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．把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下面挂上适当的槽码，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的后面。
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串小点，随后立即关闭电源。
换上新纸带，重复实验三次。
五、数据处理与分析1．挑选纸带并测量在三条纸带中选取一条点迹最清晰的。
为了便于测量，舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作为计时起点(0点)。
每5个点(相隔0.1 s)取一个计数点进行测量，如图所示(相邻两点间还有4个点未画出)。
2．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 。
如图中计数点4的速度v 4＝x 4＋x 52T，其中T ＝0.1 s 。
(2)设计表格并记录相关数据(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：在坐标纸上确定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。
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；
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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第1节实验：探究小车速度随时间变化的规律导学天地学习要求学法指导做变速直线运动的物体，当研究时间Δt很短时，在这段时间内速度变化量就很小，就可以认为物体在这段时间内做匀速直线运动，那么在这段时间内的某时刻的瞬时速度就等于这段时间内的平均速度.这是变与不变的关系在物理学中的又一体现.自主学习理解升华重点、难点、疑点解析1.对通过实验数据得v－t图象的理解我们通过严谨求实的实验打出纸带，用毫米刻度尺准确测量出相邻两计数点间的间距，计算出各计数点对应的瞬时速度填入设计好的表格中，根据表格中的v、t数据，在直角坐标系中描点，仔细观察这些点的分布情况，我们发现这些点都大致落在一条直线上.我们可以大胆猜测，如果没有实验误差，这些点应该落在一条直线上.这样我们做一条直线，且使尽可能多的点落在这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧，这就画出了小车运动的速度—时间图象，是一条倾斜的直线.特别提醒：①我们在作图时，应让图象连接尽可能多的点，不能连接的点对称分布在图象两侧，从而使每个有意义的数据点都发挥了作用，取数群的平均位置减少了测量的偶然误差.②对于偏离图线较大的点，作图象时不要轻易舍去.若总是在某处出现偏离较大的点，这可能孕育重大发现.2.由v－t图象分析小车运动速度随时间变化的规律如何由实验得出的v－t图象，进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律？我们可以从两条途径进行：一是通过直接分析图象（图2－1－1）的特点得到.小车运动的v－t图象是一条倾斜的直线，那么当时间增加相同的值Δt，速度也会增加相同的值Δv.也就得出结论：小车的速度随时间均匀变化；图2－1－1二是通过得出函数关系式进一步得到，既然小车的v－t图象是一条倾斜直线，那么，v 随t变化的函数式v=kt+b，显然v与t成“线性关系”.小车的速度随时间均匀增加.3.实验中的注意事项（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50 cm长的纸带上清楚地取得六、七个计数点为宜.（6）要区别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=0.02×5 s=0.1 s.例题剖析应用点一：实验器材的选择例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”的实验中所需的器材填在横线上（填编号）.①打点计时器②天平③低压交流电源④低压直流电源⑤细绳和纸带⑥钩码和小车⑦秒表⑧一端有滑轮的长木板⑨刻度尺选出器材是____________.解析：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不选.该实验不需要测量质量，因此②不选.答案：①③⑤⑥⑧⑨点评：要掌握实验器材的选取，首先要理解实验的原理，结合实验目的和实验过程进行记忆.拓展练习1－1：在下列所给器材中，本实验所需的器材有____________；为达到实验目的，还应增添____________.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⑦钩码⑧秒表⑨一端有滑轮的长木板应用点二：熟悉实验操作步骤例2：在“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，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.将纸带固定在小车后部，并穿过打点计时器的限位孔将以上步骤完善并按合理的顺序写在横线上____________.解析：在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，要先接通电源，再放开纸带.在取下纸带前要先断开电源.为了减小误差，应重复3次即打3条纸带.答案：（1）A中应先接通电源，再放开纸带.（2）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3次步骤顺序为：BFECADG点评：对于实验步骤，同学们应结合实际操作掌握.拓展练习2－1：关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法错误的是（）A.长木板不能侧向倾斜B.在释放小车前，小车应紧靠在打点计时器上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应用点三：根据纸带判断物体速度随时间变化的规律例3：在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图2－1－2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50 Hz.图2－1－2（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）在如图2－1－3所示的坐标系中画出小车的v－t图象.图2－1－3（3）将图线延长与纵轴相交，交点的速度是_________，此速度的物理含义是__________.解析：（1）若时间较短，平均速度可以代替某一点的瞬时速度，所以B 点的瞬时速度v B =2.00276.02=T x AC m/s=1.38 m/s C 点的瞬时速度v C =2.00528.02=T x BD m/s=2.64 m/s D 点的瞬时速度v D =2.0780.02=T x CE m/s=3.90 m/s （2）根据以上数据作出小车的v －t 图象，如图2－1－4所示.图2－1－4（3）将图线延长与纵轴相交，交点的速度约为v =0.2 m/s.此速度的物理含义是：表示0时刻小车经过A 点时的速度.答案：见解析点评：描点法是作图的一种最基本的方法，最重要的有三点：①准确性（标度要合适）.②要用平滑曲线连接，且让尽可能多的点分布在线上，不在线上的点要大致均匀地分布在两侧，离线较远的点可删去.③要使图象分布在坐标纸中央.拓展练习3－1： 图2－1－5是某一做直线运动的小车（后连纸带）通过打点计时器时打出的一段纸带.图中的0、1、2、3、4、5、6为按时间顺序选取的7个计数点，每相邻两个点中间都有4个点未画出.用刻度尺量出1、2、3、4、5、6点到0点的距离分别是8.78 cm ，16.08 cm ，21.87 cm ，26.16 cm ，28.84 cm ，30.07 cm.请做出其v －t 图象，并分析小车的运动特点.图2－1－5自我反馈自主学习1.滑轮 另一端 限位孔 钩码 靠近打点计时器 启动计时器 关闭电源2.最清晰 计时起点 0.1 s3.v －t例题评析拓展练习1－1：①④⑤⑥⑦⑨ 低压交流电源和刻度尺拓展练习2－1：B拓展练习3－1：略演练广场夯实基础1.根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是（）A.时间间隔B.位移C.加速度D.平均速度2.使用打点计时器，在连接电源，打点计时器工作时通过纸带后，纸带上没有点子，原因可能是（）A.电源用交流4～6 VB.单面复写纸反置C.振针松动D.纸带拉得太快3.在“测量匀变速直线运动的加速度”实验中，对于减小实验误差来说，下列方法中有益的是（）A.选取记数点，把每打五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4.下列关于计数点的说法中，正确的是（）Ａ.用计数点进行测量计算，既方便又可减小误差Ｂ.相邻计数点之间的时间间隔应该是相等的Ｃ.相邻计数点之间的位置间隔应该是相等的Ｄ.计数点是从计时器打出的实际点中选出来的，相邻计数点之间的点痕个数是相等的5.在实验中，下列关于计数点间时间间隔的说法中，正确的是（）A.隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10 sB.隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08 sC.隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08 sD.隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10 s6.在实验“探究小车速度随时间变化的规律”中，换上纸带，重复操作三次，选择了一条打点最清晰的纸带，在选择计数点时，我们采用的正确方法是（）A.舍掉开头过于密集的点，找一个适当的点当作计时起点B.选取纸带上第一个点作计时起点，为了实验精确不能漏掉一个点C.每两个相邻计数点的时间间隔只能取0.1 sD.每两个相邻计数点的时间间隔可视打点密度而定，可以选0.02 s、0.04 s、…、n×0.02 s均可7.运动的小车拖动纸带经过打点计时器后，在纸带上留下了６个连续清晰的点，测得从第一个点到第六个点之间的距离为18 cm，则（）A.小车运动的平均速度为0.03 m/sB.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/sD.小车运动的平均速度为180 m/s8.在科学上，为了描述实验中测量点之间的关系，先在坐标系中描点，然后用一条曲线（包括直线）“拟合”这些点，在画曲线时应该注意到的是（）A.画曲线时要让尽量多的点在该曲线上B.画曲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C.要照顾所有的点，让它们都在曲线上D.离曲线太远的点可以舍去9.在某次“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，某同学得到了一条如图2－1－6所示的倾斜的直线，这条直线可以描述小车运动速度随时间变化的规律.下面叙述中正确的是（）图2－1－6A.小车运动的速度是在增加的，而且是均匀增加的B.小车在上坡，速度越来越小C.小车运动的初速度不为零D.小车的速度是在均匀减少的能力提升10.用打点计时器研究物体在空中竖直下落的运动，得到如图2－1－7所示的一段纸带，测得AB =7.65 cm ，BC =9.17 cm.已知交流电频率是50 Hz ，则打B 点时物体的瞬时速度为_______ m/s.图2－1－711.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，某同学改变钩码个数，得到两条点迹清晰的纸带，描点画出的v －t 图象如图2－1－8所示.试根据图象描述小车运动速度随时间变化的规律.图2－1－812.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图2－1－9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：x 1=1.40 cm ，x 2=1.90 cm ，x 3=2.38 cm ，x 4=2.88 cm ，x 5=3.39 cm ；x 6=3.87 cm ，那么：图2－1－9（1）在计时器打出点1，2，3，4，5时，小车的速度分别为：v 1=____________ cm/s ，v 2=____________ cm/s ，v 3=____________ cm/s ，v 4=____________ cm/s ，v 5=____________ cm/s.（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.13.在用打点计时器测定做匀变速直线运动物体的加速度时，一定要每5个点取一个记数点吗？14.在利用打点计时器探究小车速度随时间变化规律时通常是测量两计数点间隔的距离，用v =tx ∆∆，计算各计数点的速度，然后再用描述法求其运动规律. 下面是某同学的另一种做法，你认为有道理吗？并谈一下你的观点.某同学在打出的纸带上每5点取一个计数点，共取了7个计数点，用以下方法绘制小车的v －t 图象.先把纸带每隔0.1 s 的剪断，得到6个短纸条.再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条下端对齐，作为时间坐标轴，标出时间.后将纸条上端中心连接起来，于是得到 v －t 图象，如图2－1－10所示.图2－1－10拓展阅读模拟打点计时器如图2－1－11所示，两位同学进行跑步比赛时，为了了解自己的加速情况，他们分别拿着底部穿孔、滴水比较均匀的饮料瓶一起跑，然后通过地上的水印分析他们的速度变化情况.请你和同学们一起试一试，并说一说其中的道理.图2－1－11演练广场1.AB2.BC3.ACD4.ABD5.A6.AD7.C8.ABD9.AC10.解析：利用较短时间内的平均速度等于某一点的瞬时速度可求出B 点的瞬时速度 v =04.0210)17.965.7(22⨯⨯+=+-T x x BC AB m/s=2.10 m/s. 答案：2.1011.解析：由图象可知，A 的速度随时间均匀增加，初速度为零；B 的速度随时间也均匀增加，但初速度为v 0，显然B 是在小车运动后才开始打点计时的.答案：见解析12.解析：（1）两相邻的计数点之间的时间间隔为T =0.02×5 s=0.1 s ，各点的速度分别为：v 1=1.0290.140.1221⨯+=+Tx x cm/s=16.50 cm/s v 2=1.0238.290.1232⨯+=+Tx x cm/s=21.40 cm/s v 3=1.0288.238.2243⨯+=+Tx x cm/s=26.30 cm/s v 4=1.0239.388.2254⨯+=+Tx x cm/s=31.35 cm/s v 5=1.0287.339.3265⨯+=+T x x cm/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图象是一条倾斜向上的直线，说明速度随时间均匀增加，它们成“线性关系”.答案：见解析13.解析：不一定.在测量时取记数点的根本目的是减少长度测量的相对误差，究竟如何取记数点，要根据打出的纸带上的点子之间的间隔以及清晰点子的总数来确定，在教材所规定的实验中，对小车的加速度没有加以限定，可以任意选择，我们可以适当选择加速度值，进而调整点子的间距和清晰点的个数，使我们在每5个点取一个计数点的情况下得到7～8个记数点，这样使计数点间的时间间隔为0.1 s，便于计算，有7～8个记数点也便于利用逐差法计算加速度的值，但在给定的运动中（例如自由落体），加速度值是确定的不能选择，打出的点子间的距离也是确定的，如何选记数点只能根据实际情况而定.答案：见解析.14.解析：这种做法是有道理的.因为每段纸带长度都对应物体在相等（0.1 s）时间内的位移，所以纸带长度正比于运动速度，从纸带长度均匀增加也可判断物体的运动速度均匀增加.答案：见解析。