20-21版 实验 探究小车速度随时间变化的规律

1、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1.进一步练习使用打点计时器.2.会利用平均速度求瞬时速度.3.会利用vt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.学习目标技能储备精析典题随堂演练内容索引NEIRONGSUOYIN1.利用纸带计算瞬时速度：以纸带上某点为 取一小段位移，用这段位移的 表示这点的瞬时速度.2.用vt图像表示小车的运动情况：以速度v为 、时间t为 建立直角坐标系，用描点法画出小车的vt图像，图线的 表示加速度的大小，如果vt图像是一条倾斜的直线，说明小车的速度是 的.一、实验原理技能储备中间时刻平均速度纵轴横轴倾斜程度均匀变化打

2、点计时器(带导线)、 、纸带、一端带有定滑轮的长铝板、小车、细绳、槽码、 、复写纸、坐标纸.二、实验器材交变电源刻度尺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.三、实验步骤图12.把小车停在 (填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置.先 ，后 (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)，重新操作两次.靠近启动打点计时器放开小车1.采集数据舍掉

3、纸带开头一些 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：x1x1，x2x2x1，x3x3x2，x4x4x3，x5x5x4，填入自己设计的表中.四、数据记录图2过于密集2.求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v1 ，v2 ，T为相邻两个计数点间的时间间隔，若交流电源频率为50 Hz，每5个点取一个计数点(中间隔4个点)，则T0.1 s.(2)设计表格并记录相关数据位置编号0123456时间t/s00.10.20

4、.30.40.50.6v1/(ms1)v2/(ms1)v3/(ms1)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.五、数据分析图32.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.3.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vt图像求出小车运动的加速度a .1.开始放开小车时，应使小车 (填“靠近”或“远离”)打点计时器.2.先 ，等打点稳定后，再 (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

5、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vt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.六、注意事项靠近启动打点计时器放开小车例1在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，(1)下列给出的器材中，有一部分已经选好了，请选出还需要的器材.A.电磁打点计时器B.天平C.低压交变电源D.低压直流电源E.细绳和纸带F.槽码和小车G.秒表 H.一端有滑轮的长铝板.刻度尺选出的器材有AEFH，还需要_.一、实验原理与操作精析典题C、I解析在本实

6、验中，不需要测量小车和槽码的质量，因此不需要天平，电磁打点计时器使用的是低压交变电源，因此不需要直流电源，同时电磁打点计时器记录了小车的运动时间，因此不需要秒表.测量点迹间的距离需要刻度尺，所以还需要的器材是：C、I.(2)某同学按照以下步骤进行操作：A.换上纸带重复做三次，选择一条较为理想的纸带；B.将电磁打点计时器固定在长铝板上没有滑轮的一端，接上电源；C.把小车停在靠近电磁打点计时器的地方，先放开小车，再启动电磁打点计时器；D.断开电源，取下纸带；E.把一条细绳拴在小车前端，绳跨过滑轮挂上槽码，把纸带固定在小车后端并让纸带穿过电磁打点计时器.以上步骤有错误的是_(填步骤前的字母)，应更正

7、为_；步骤合理的顺序是_(填步骤前的字母).C先启动电磁打点计时器，再放开小车BECDA解析以上步骤有错误的是C，应先启动电磁打点计时器，再放开小车.根据组装器材、进行实验、数据处理的顺序知，操作步骤顺序为：BECDA.针对训练1(多选)(2019黄山市屯溪一中高一上期中)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列方法有利于减小实验误差的是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.舍去纸带上开头过于密集的点，利用点迹清晰、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槽码的个数解析实验中应区别打点计时器打出的计时点与人为选取的计数点，

8、通常每隔4个计时点选1个计数点，这样计数点间的距离大些，测量时相对误差较小，A选项正确；小车的加速度应适当大些，在纸带上计数点间的距离大，测量的相对误差较小，B选项错误；舍去纸带上开头过于密集的点，利用点迹清晰、间隔适当的那一部分进行测量、计算，这样测量的相对误差较小，C选项正确；适当增加挂在细绳下槽码的个数，可以让点的距离适当大些，利于减小误差，D选项正确.二、实验数据处理例在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器使用的交变电源的频率为50 Hz，记录小车运动的一段纸带如图4所示，在纸带上选取A、B、C、D、E、F六个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出.图4(1)由纸带提

9、供的数据求出打下C、E两点时小车的速度，填入下表：计数点序号BCDE计数点对应的时刻t/s00.10.20.3打下计数点时小车的速度v/(ms1)0.250.450.350.55解析用一段很短时间内的平均速度可替代中间时刻的瞬时速度，则(2)根据上表中的数据，在图5中作出小车运动的vt图线，分析可知小车速度随时间变化的规律为_.图5答案见解析图见解析解析画出的vt图像应为一条倾斜直线，如图所示.小车运动的vt图像是一条倾斜的直线，说明小车速度随时间均匀增加.(3)根据作出的vt图线可得小车运动的加速度为_ m/s2.1.0总结提升作vt图像时，我们利用的是瞬时速度，但某一点的瞬时速度是难以测量

10、的，我们可以用一小段时间内的平均速度表示该点的瞬时速度，纸带上某点的瞬时速度等于该点前后相邻两点间的平均速度.针对训练2(多选)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，下列关于作vt图像的说法正确的是A.只要确定了vt图像中的两点，就可以得到小车运动的vt图像，因此，实验只需要测出两组数据B.作vt图像时，所取的点越多，图像就越准确C.作出的vt图线应该通过所有的点，图线弯折也可以D.对于偏离直线较远的点，说明误差太大，应舍去解析作vt图像时，选取的点越多，作出的图像就越准确；误差较大的点应舍去，B、D正确.1.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法正确的是A.小

11、车在槽码的牵引下运动时只需打一条纸带，然后进行数据处理B.为使测量更为严谨，应把打下的第一个点作为第一个测量点C.为了便于测量，应舍掉开头一些过于密集的点，找一个适当的点作为计时起点D.两相邻计数点间的时间间隔必须是0.1 s123随堂演练13解析小车在槽码的牵引下运动时，需要采用多次测量，打出多条纸带，进行数据处理，有利于减小误差，故A错误；纸带上开始时打的点比较密集，点距过小，测量误差较大，故应舍去，找一个适当的点作为计时起点，故B错误，C正确；选取计数点，可增加测量距离，减小测量过程所产生的误差，两相邻计数点间的时间间隔不一定取0.1 s，故D错误.22.在“探究小车速度随时间变化的规律

12、”的实验中，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图6甲所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7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220 V、50 Hz交变电源.他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度如下表：123对应点BCDEF速度(m/s)0.1410.1850.2200.2540.301图6(1)设电火花计时器的打点周期为T，计算vF的公式为vF_；对应点BCDEF速度(m/s)0.1410.1850.2200.2540.301解析若时间较短，平均速度可代替中间时刻的瞬时速度，电火花计时器的打点周期为T，132(2)根据(1)中得到的数据，以A点对应的时刻为t0，试在图乙所示坐标系中合理地选择标度，作出vt图像.答案见解析图13解析根据图中数据，利用描点法作出图像如图：2(3)利用该图像求得小车的加速度a_m/s2；(结果保留2位有效数字)130.402(4)如果当时电网中交变电流的电压变成210 V，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_(选填“偏大”“偏小”或“不变”).13不变解析电网电压变化，并不改变打点的周期，故加速度的测量值与实际值相比不变.2对应点BCDEF速度(m/