探究小车速度与时间的关系
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。
探究小车速度与时间变化的规律物理课件 (2)
(2)依次测出01、02、0 填入表
中。位置
长度
123456
x1
x2
x3
x4
x5
x6
0~2 1~3 2~4 3~5 4~6 各段长度
时间间隔 v/(m·s-1)
探究小车速度随时间变化规律
知识清单
五、数据处理
（3）1、2、3、4…各点的瞬时速度分别为
：
、
、
、
轴的标度选取要合理，应 （3）观察所得到的直线，
使图象大致分布在坐标平 分析物体的速度随时间
面中央。描点时要用平行 的变化规律。 于两坐标轴的虚线标明该 3.求解加速度：根据所画v－t图象的
点的位置坐标. (所描的点 斜率求出小车运动的加速度
探究小车速度随时间变化规律
知识清单
六、误差分析
产生原因
减小方法
7.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。
02 v-t图象和 x-t图象的比较
v-t图象和x-t图象的比较 一、v-t 图像
考点精讲
1.交点：与横轴的交点表
示质点速度为零; 两条图
2.点：表示物体的状态，即表示
线的交点表示两个质点速度相等 某时刻质点的速度
课堂练习
4.（多选）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中 ，得到如下图所示的纸带，其中A、B、C、D、E、F、G为 计数点，相邻两计数点间的时间间隔为T，x1、x2、x3、x4 、x5、x6分别为AB、BC、CD、DE、EF、FG间的位移，下
列可用来计算打D点时小车速度的表达式是B（C ）
课堂练习
3.线：表示物体的运动过程，即 4.斜率：表示加速度
第05讲 实验：探究小车速度随时间变化的规律(解析版)
第05讲实验：探究小车速度随时间变化的规律1.进一步巩固打点计时器的使用及利用纸带测量瞬时速度。
2.探究小车在重物的牵引下运动的速度随时间变化的规律。
3.能对实验数据进行记录并会用图像法分析数据，从而形成结论。
一、实验目的1.巩固打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。
2.通过实验探究，体验如何从实验中获取数据，学会利用图像处理实验数据的科学方法。
3.知道小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律。
二、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。
三、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、槽码、刻度尺、坐标纸。
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系列小点。
4.换上新纸带，重复实验两次。
5.增减所挂槽码，按以上步骤再做两次实验。
五、数据处理1.纸带的选取与测量(1)在三条纸带中选择一条点迹最清晰的纸带。
(2)为了便于测量，一般舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作计时起点(0点)。
(3)每5个点(相隔0.1s )取1个计数点进行测量(如图所示，相邻两点中间还有4个点未画出)。
(4)采集数据的方法：不要直接去测量两个计数点间的距离，而是要量出各个计数点到计时零点的距离d 1、d 2、d 3⋯然后再算出相邻的两个计数点的距离x 1=d 1；x 2=d 2-d 1；x 3=d 3-d 2；x 4=d 4-d 3⋯2.瞬时速度的计算(1)瞬时速度的求解方法：时间间隔很短时，可用某段时间的平均速度表示这段时间内中间时刻的瞬时速度，即v n =x n +x n +12T 。
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
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
探究小车速度随时间变化的规律实验注意事项
一、实验目的通过实验证明小车速度随时间变化的规律，加深对物理学中力学知识的理解。
二、实验原理小车在不同的时间段内运动，根据运动的距离和时间计算速度，得到速度随时间变化的曲线。
根据曲线的变化趋势和规律，分析运动的加速度和匀速运动。
三、实验器材1. 小车2. 平滑的轨道3. 计时器4. 测距仪5. 曲线图纸6. 笔和尺子四、实验步骤1. 将轨道放置在水平平整的地面上，确保轨道没有倾斜。
2. 将小车放置在轨道的起点，并保证小车稳定。
3. 用计时器记录小车运动的时间，同时用测距仪测量小车每个时间段内的距离。
4. 按照时间和距离的数据绘制速度随时间变化的曲线图。
5. 分析曲线图得出小车运动的加速度和匀速运动情况。
五、实验注意事项1. 实验过程中要仔细观察小车的运动情况，保证测量的数据准确可靠。
2. 小车在运动过程中要避免受到外力的影响，确保运动是在均匀的条件下进行的。
3. 计时器的使用要精准，每次实验结束后都要检查计时器的准确性。
4. 曲线图的绘制要准确无误，数据的准确性对于分析结果至关重要。
5. 在实验过程中要注意安全，避免发生意外，保证实验的顺利进行。
六、实验结果分析根据实验数据绘制的曲线图，可以得出小车在不同时间段内的速度变化情况。
速度随时间变化的曲线图可以分为三种情况：匀速直线、加速度直线和减速度直线。
根据不同的曲线情况，可以分析小车运动的加速度和匀速运动情况，得出速度随时间变化的规律。
七、实验结论通过实验可以得出速度随时间变化的规律，即小车在匀速直线情况下速度保持不变，在加速度直线情况下速度逐渐增加，在减速度直线情况下速度逐渐减小。
根据实验结果可以进一步深化对物理学中力学知识的理解。
八、实验意义通过本实验可以探究小车速度随时间变化的规律，加深学生对物理学中力学知识的理解，培养学生动手能力和实验观察能力。
同时也能锻炼学生的数据处理和分析能力，提高学生的科学素养和实验能力。
经过以上的实验步骤、注意事项和结果分析，我们可以清晰地了解小车速度随时间变化的规律，并对物理学中的力学知识有更深入的理解。
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关系
3.把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后， 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， 小车，让小车运动，打点计时器就在纸带上打出一系 列的点，取下纸带，换上新纸带，重复实验三次。 列的点，取下纸带，换上新纸带，重复实验三次。 4.选择一条比较理想的纸带， 4.选择一条比较理想的纸带，舍掉开头的比较密集的 选择一条比较理想的纸带 点，确定计数始点，表明计数点，正确使用毫米刻度 确定计数始点，表明计数点， 计数点 尺测量两点间的距离，并把测量结果填入表中， 尺测量两点间的距离，并把测量结果填入表中，用逐 差法求出加速度的值，，最后求其平均值， 差法求出加速度的值，，最后求其平均值，还可求出 ，，最后求其平均值 各计数点对应的速度， 各计数点对应的速度，做v——t图象，求得直线的斜 ——t图象， 率即为物体运动的加速度。 率即为物体运动的加速度。
⑵用v-t图象法：即先根据求出打第n个点时纸带 图象法：即先根据求出打第n 的即时速度，后做出v 的即时速度，后做出v-t图，图线的斜率即为物体 运动的加速度。 运动的加速度。
S1 0
1
S2
2
S3
3
S4
4
S5
5
S3 + S4 v3 = 2T
实验原理示意图
四、实验步骤
1.把一端附有滑轮的长木板平放再实验桌上，并使 1.把一端附有滑轮的长木板平放再实验桌上， 把一端附有滑轮的长木板平放再实验桌上 滑轮伸出桌面， 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。 滑轮的一端，连接好电路。 2.把一条细绳栓在小车上，细绳跨过滑轮， 2.把一条细绳栓在小车上，细绳跨过滑轮，并在细 把一条细绳栓在小车上 绳的另一端挂上合适的钩码，试放手后， 绳的另一端挂上合适的钩码，试放手后，小车能在 长木板上平稳的加速滑行一段距离， 长木板上平稳的加速滑行一段距离，把纸带穿过打 点计时器，并把它的一端固定在小车后面。 点计时器，并把它的一端固定在小车后面。 实验条件： 实验条件： a．合力恒定，细线与木板是平行的。 合力恒定，细线与木板是平行的。 50HZ， 伏交流电。 b．接50HZ，4—6伏交流电。
高中物理必修一21实验探究小车速度随时间变化规律
高中物理必修一：2.1实验：探究小车速度随时间变化规律2.1实验：探究小车速度随时间变化规律 一.实验目的：用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律二.实验原理1．打点计时器(1)沿直线运动的物体在连续相等时间间隔的不同时刻的速度分别为v 1、v 2、v 3、v 4…，若v 2－v 1＝v 3－v 2＝v 4－v 3＝…，则说明物体在相等时间内速度的增量相等，由此说明物体在做匀变速直线运动，即a ＝＝＝＝….(2)沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为x 1、x 2、x 3、x 4、…，若Δx ＝x2－x 1＝x 3－x 2＝x 4－x 3＝…，则说明物体在做匀变速直线运动，且Δx ＝aT 2.3．速度、加速度的求解方法“逐差法”求加速度即a1＝，a2＝，a3＝，然后取平均值，即＝，这样使所给数据全部得到利用，以提高准确度“图象法”求加速度即由“平均速度法”求出多个点的速度，画出v-t图象，直线的斜率即表示加速度三.实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)，一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片．四.实验步骤1．把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路．2．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面，调节滑轮的高度，使细绳与长木板平行．实验装置见下图，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行．3．把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复三次．4．从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点，以后依次每五个点取一个计数点，确定好计数始点，并标明0、1、2、3、4、…，测量各计数点到0点的距离x，并记录填入表中.位置编号0 1 2 3 4 5时间t/s 0x/m 0v/(m·s－1)5.计算出相邻的计数点之间的距离Δx1、Δx2、Δx3、….6．利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度，填入上面的表格中．7．增减所挂钩码数，再做两次实验．[数据处理及实验结论]1．由实验数据得出v-t图象(1)根据表格中的v、t数据，在平面直角坐标系中仔细描点，如图所示，对于每次实验，描出的几个点都大致落在一条直线上．(2)作一条直线，使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的点，应均匀分布在直线的两侧，这条直线就是本次实验的vt图象，它是一条倾斜的直线．2．由实验得出的vt图象进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律．有两条途径进行分析：(1)小车运动的v-t图象是一条倾斜的直线，如图所示，当时间增加相同的值Δt，速度也会增加相同的值Δv，由此得出结论：小车的速度随时间均匀变化．(2)既然小车的v-t图象是一条倾斜的直线，那么v随t变化的函数关系式为v＝kt＋b，所以小车的速度随时间均匀变化．[误差分析]1．根据纸带测量的位移有误差．2．电源频率不稳定，造成相邻两点的时间间隔不完全相等．3．纸带运动时打点不稳定引起测量误差．4．用作图法，作出的vt图象并不是一条直线．5．木板的粗糙程度并非完全相同，这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度．[注意事项]平行纸带、细绳要和长木板平行靠近释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置一先一后实验时应先接通电源，后释放小车；实验后先断开电源，后取下纸带防止碰撞在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地，小车与滑轮碰撞减小误差小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小，使纸带上打的点过于密集纸带选取选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点迹密集部分，适当选取计数点准确作图在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线，让各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧[典例]某同学利用打点计时器测量小车做匀变速直线运动的加速度．(1)电磁打点计时器是一种使用________(选填“交流”或“直流”)电源的计时仪器，它的工作电压是4～6V，当电源的频率为50 Hz时，它每隔________s打一次点．(2)使用打点计时器时，接通电源与让纸带随小车开始运动，这两个操作过程的操作顺序应该是()A．先接通电源，后释放纸带B．先释放纸带，后接通电源C．释放纸带的同时接通电源D．哪个先，哪个后都可以(3)实验中该同学从打出的若干纸带中选取一条纸带，如图所示，纸带上按时间顺序取A、B、C、D四个计数点，每两个点之间还有四个点未画出，用尺子测得相邻各点间的距离为x1＝3.62 cm，x2＝4.75 cm，x3＝5.88 cm.根据纸带数据可以判断小车在做匀加速直线运动，理由是_________________________.(请用文字描述)；在计数点C所代表的时刻，纸带运动的瞬时速度是______m/s，小车的加速度是________m/s2.(小数点后保留两位数字)。
实验：探究小车速度随时间变化
安全注意事项
01
02
03
安全防护
实验人员应佩戴适当的防 护装备，如实验服、安全 鞋和护目镜等。
操作规范
在实验过程中，实验人员 应严格遵守操作规范，避 免发生意外事故。
紧急处理
实验现场应备有急救箱和 灭火器等紧急处理设备， 以便在发生意外时迅速采 取应对措施。
Part
03
实验步骤
搭建实验装置
准备实验器材
在实验过程中，由于测量仪器 精度、人为操作等因素，实验 数据存在一定的误差。为了减 小误差，我们可以采用更精确 的测量仪器、提高操作规范性 等方法。
02
实验条件的影响
实验过程中，温度、湿度等环 境因素可能对实验结果产生影 响。为了获得更准确的实验结 果，我们需要在恒定的环境条 件下进行实验，并记录实验当 天的环境参数。
Part
05
结论与讨论
实验结论
小车速度随时间变化的关系
通过实验数据，我们得出小车速度随时间变化的关系，即速度随时间的增加而增加，但 增加的速度逐渐减小。
加速度的变化
在实验过程中，我们观察到小车的加速度随着速度的增加而减小，这表明小车所受的阻 力随速度的增加而增加。
结果讨论与改进建议
01
数据误差分析
绘制速度-时间图像
以时间为横轴，速度为纵轴，根据记录的速度值绘制出小车的速度时间图像。
Part
04
数据分析与处理
数据整理与图表展示
数据表格化
将实验所得的小车位置、时间等数据整理成表格，方便后续处理和分析。
图表绘制
利用图表展示小车的位置-时间关系和速度-时间关系，直观地反映小车的运动 情况。
速度随时间变化分析
探究加速度与力、质量关系
第二章第一节探究小车速随时间变化规律
第二章 匀变速直线运动的研究
解析：(1)显然，两相邻的计数点之间的时间间隔为
T＝0.02s×5＝0.1s.
对应各点的速度分别为：
人
教
v1＝x12＋Tx2＝1.420×＋01.1.90cm/s＝16.50cm/s
版 物 理
匀变速直线运动
k tan v a
t
定义：加速度不变的直线 运动称为匀变速直线运动。
t/s
α角是用量角器量出的角还是用△v/△t算出的角？
P17
位移时间图像与速度时间图像的比较分析
静止
x
匀速直线运动
v
0
t
0
t
P17
位移时间图像与速度时间图像的比较分析
匀速直线
x
匀加速直线运动
v
X2
t t
t
vt v0 v at
vt v0 at
速度与时间的关系式
Vt V0 at
末速度 初速度 （速度变化量） 加速度与时间
注意：1、适用于匀变速直线运动。 的积
2、在具体运算中必须规定正方向！ （一般以V0的方向为正方向，则对于匀加速直 线运动，加速度取正值；对于匀减速直线运动， 加速度取负值）
DBFAEGC. 答案：DBFAEGC. 点评：对于实验的步骤，同学们应结合实际操作掌
握．
解决问题
1.一辆汽车在平直公路上行驶，某时刻速度为10m/s, 此后每秒钟速度都增加2m/s，30秒后汽车速度为多 少？
解决问题
2.一辆汽车在高速公路上行驶，某时刻速度为40m/s, 突然司机发现前方有障碍物，立即减速，每秒钟速度 都减少2m/s，10秒后汽车速度为多少？
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。
22版：实验一 探究小车速度随时间变化的规律（创新设计）
实验一探究小车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)、一端带有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、槽码、刻度尺、导线、电源、复写纸。
2.实验原理(如图1所示)图13.实验步骤(1)按照如图所示实验装置，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，下端挂合适的槽码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面。
(3)把小车停在靠近打点计时器处，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)换纸带重复实验三次，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，后取下纸带。
(3)防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止槽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，可以减小长度测量的相对误差，计算加速度大小时以能在约50 cm 的纸带上清楚地取出6～7个计数点为宜。
(5)小车从靠近打点计时器位置释放。
1.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内的位移差：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 s(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。
2.数据处理(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 2a ＝a 1＋a 2＋a 33＝（x 4＋x 5＋x 6）－（x 1＋x 2＋x 3）9T 2。
实验二：探究小车速度随时间变化的规律
基本实验要求
目录
3.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.
基本实验要求
目录
4.实验步骤 （1）把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，
把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路. （2）把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，
一条直线上. （3）牵引小车的钩码质量要适宜.如果质量过大，纸带上打出的计时点太
少；如果质量过小，打出的点过于密集，不便于测量距离. （4）实验前应让小车停在靠近打点计时器的位置，这样可以最大限度地
利用纸带的有限长度. （5）实验时应先启动打点计时器，待其工作稳定后再释放小车. （6）要避免小车和滑轮相碰，当小车到达滑轮前要及时用手按住小车. （7）打完一条纸带要立即关闭电源，以避免打点计时器线圈过热而损坏.
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.
目录
考点精梳
考点1 纸带数据的处理
目录
【例1】打点计时器是高中物理中重要的物理实验仪器,图甲、乙所示是高中 物理实验中常用的两种,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
.
考点1 纸带数据的处理
附有定滑轮的长木板、小盘、砝码、夹子、细绳、低 压交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺.
基本实验要求
目录
4.实验步骤
(1)测量：用天平测量小盘和砝码的质量m′和小车的质量m.
(2)安装：按照如实验原理图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂
小盘的细绳系在小车上(即不给小车牵引力).
实验探究小车速度随时间变化关系(易)
1、实验探究小车速度随时间变化关系1．如图所示是“探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律”实验中打出的一条纸带，相邻计数点间的时间间隔为T，则C点的速度可表示为( )A．B．C．D．【答案】C【解析】由匀变速直线运动的推论可知平均速度等于中间时刻的瞬时速度。
即。
故C正确2．如下图所示是同一打点计时器打出的4条纸带，哪条纸带的加速度最大A．B．C．D．【答案】A【解析】同一打点计时器打出的四条纸带，点迹间的时间间隔相等，设为T．根据逐差相等公式△x=aT2可知，点迹间位移差△x越大，加速度越大，据图可以看出，A图的点与点之间的距离差最大，故A的加速度最大。
故A正确、BCD错误。
故选A。
3．图为同一打点计时器打出的4条纸带，其中平均速度最大的是(打点时间间隔均相同)( )A．B．C．D．【答案】A【解析】由于打点计时器打点的时间间隔相等，在打下相同个数点的过程中，所用的时间相同，而纸带A的位移最大，所以纸带A的平均速度最大，故A正确，BCD错误．故选A．4．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中所需的器材有：电磁打点计时器、细绳和纸带、钩码和小车、一端有滑轮的长木板、____________、_____________.【答案】低压交流电源刻度尺【解析】电磁打点计时器使用的是低压交流电源，实验数据处理时要用刻度尺测量两点间的距离，则还需要：低压交流电源，刻度尺。
5．根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到或者通过测量得到的物理量是（______）A．时间间隔B．位移C．加速度D．平均速度【答案】AB;【解析】A．打点计时器打点周期为0.02s，可以通过打点个数得到时间间隔，故A正确；B．物体拖着纸带运动，物体的位移等于纸带的位移，可以通过直接测量点间距离得到物体的位移，故B正确；C．加速度和平均速度可以通过点间距离和时间间隔计算得到，故C错误，D错误。
故选：AB．6．某同学在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,所得纸带点间距过密,若利用该纸带分析小车运动情况,下列做法可行的是(f=50 Hz)（____）A.每隔9个点取一计数点,计数点时间间隔为0.2 sB.每隔2个点取一个计数点,计数点时间间隔为0.04 sC.只研究纸带后端几个间距较大的点所在区域D.只研究纸带前端几个较密的点所在区域【答案】A【解析】在分析纸带时，不能只分析前后较少的点所在的区域；应依据长度越长时，测量误差越小，因此在处理纸带时，如果点距过密，则需要选取计数点，从而提高测量的精确度，每隔9个点取一计数点，计数点时间间隔为10×0.02=0.2s，每隔2个点取一个计数点，计数点时间间隔为3×0.02=0.06s，故A正确，BCD错误。
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1.实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端带有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、槽码、刻度尺、导线、电源、复写纸。
2.实验装置(如图1所示)图13.实验步骤(1)按照如图所示实验装置，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，下端挂合适的槽码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面。
(3)把小车停在靠近打点计时器处，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)换纸带重复实验三次，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，后取下纸带。
(3)防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止槽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，可以减小长度测量的相对误差，计算加速度大小时以能在约50 cm的纸带上清楚地取出6～7个计数点为宜。
(5)小车从靠近打点计时器位置释放。
1.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内的位移差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 s(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)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，即Δx ＝aT 2，小车就做匀变速直线运动。
2.数据处理(1)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 2a ＝a 1＋a 2＋a 33＝（x 4＋x 5＋x 6）－（x 1＋x 2＋x 3）9T 2。
(2)利用平均速度求瞬时速度v n ＝x n ＋x n ＋12T 。
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。
【知识解析】探究小车速度随时间变化的关系的实验步骤和注意事项-完整版课件
实验步骤和注意事项
实验注意事项
五、选取计数点时，应该舍去开头密集源自点，以便减小长度测量引起的相对误差。
六、测量距离时，用刻度尺依次测量出各计数点到第一个计数点间的距离， 并记在纸带上。
实验步骤和注意事项
实验注意事项
一、拉小车的细线应与木板平行，以使小车所受的合力不变，加速度不变。 二、拉小车的钩码个数要适量，使小车的加速度大小适当。
实验步骤和注意事项
实验注意事项
三、小车开始运动前要靠近打点计时器，以有效利用纸带。 四、开始实验时，先接通打点计时器电源，等打点稳定后，再释放小车。
实验步骤和注意事项
实验步骤
步骤二 实验操作
把小车停在靠近打点计时器的位置。启动计时器，然后放开小车，让它拖 着纸带运动。于是，打点计时器在纸带上打下一行小点。随后，立即关闭 电源。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 。
实验步骤和注意事项
实验步骤
步骤 三 数据记录
小车在几个时刻的瞬 时速度
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思考
1、为什么画出的是一条直线？ 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？
总结提升:
1、只用两组数据求出加速度是不否可以? 答：数据太少,不能体现数据变化的规律。 2、图象法比数据代入法处理数据的好处是什么? 答：能直观形象地描述物体运动的规律,同时很好 地减小实验的误差。
车停止运动,防止小车从板上掉下来。 4．先接通电源，后释放小车运动。 5．打点结束后立即关闭电源。
三、数据处理：
回忆：纸带能给我们提供哪些信息？
记录时间和小车在不同时刻的位置！ 通过测量或计算还能得到哪些信息？
思考：怎样分析和选取纸带上的点？
开头过于密集的点舍掉纸带的一段；若纸带上点与 点之间的距离较小，可取多个间隔（一般5个点）为 一计数点,时间为0.1s；给选取的点加标记。
探究小车速度随时间变化的规律
一、实验设计
二、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，纸带打完后立即关闭电源。 ⑷换纸带，变换钩码，再做一次。
三、实验注意事项：
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,细绳应与木板平行运动,不要刮碰。 3．小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击滑轮前应让小
△x0 △x1
0
1
数据处理
• 1、列表法。 • 2、图象法（v - t 图象）： • ① 根据所得数据，选择合适的标度建系（图象
尽量分布在坐标系平面的大部分面积）
• 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
X3 X5
思考 ?
X6
如何测量长度? 从0点开始,依次读出每个计数点的位置坐标值
如何分析0－3、0－5、0－6及3－5、3－6的平均速度?
思考：如何计算出所取计数点的瞬时速度？ 用求平均速度的方法来代替瞬时速度！
可以表示D、F及它们中间任意一点的瞬时速度
思考：如何代替？ 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）Δx，找出对应的时间Δt， 用Δx／Δt作为该点的瞬时速度）；