高考物理总复习主题一机械运动与物理模型1.2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律市赛课公开课一等奖

1.2匀变速直线运动研究1.2.1试验：探究小车速度随时间改变规律1/40一、试验目标1.深入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改变规律。3.会用图象法处理试验数据。2/40三、试验器材电磁打点计时器(或电火花计时器)、复写纸、导线、一端附有定滑轮长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、交流电源。3/40四、试验步骤1.如图所表示，把附有滑轮长木板放在试验桌上，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一端，连接好电路。4/402.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，并把纸带一端固定在小车后面。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.换上新纸带，重复试验两次。5.增减所挂钩码个数，按以上步骤再做两次试验。5/40五、数据处理1.瞬时速度计算(1)从几条纸带中选择一条比较理想纸带，舍掉开始一些比较密集点，在后面便于测量地方找一个点，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…如图所表示。6/40(2)依次测出01、02、03、04…距离x1、x2、x3、x4…，填入表中。位置123456长度x1x2x3x4x5x6

各段长度0～21～32～43～54～6

时间间隔

v/(m·s－1)

7/408/402.作出小车运动v－t图象(1)定标度、描点：坐标轴标度选取要合理，应使图象大致分布在坐标平面中央。描点时要用平行于两坐标轴虚线标明该点位置坐标。(所描点普通用“·”标明)(2)连线：画一条直线，让这条直线经过尽可能多点，不在线上点均匀分布在直线两侧，偏差比较大点忽略不计，如图所表示。3.求解加速度(3)观察所得到直线，分析物体速度随时间改变规律。9/40六、误差分析

产生原因减小方法偶然误差依据纸带测量位移有误差测量各计数点到起始点距离而不是直接测量相邻计数点间距离系统误差作v－t图象不准确有误差试验中作图时应选取适当坐标单位木板粗糙程度不完全相同尽可能选粗糙程度均匀木板10/40七、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)打点完成，应马上断开电源。(4)要预防钩码落地，防止小车跟滑轮相碰，在小车抵达滑轮前及时用手按住。11/40(5)牵引小车钩码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上点太少，或者加速度太小，而使各段位移差异不大，误差增大。(6)连接小车细线要与木板平行。

(7)要区分打点计时器打出计时点和人为选取计数点，普通在纸带上每隔四个计时点取一个计数点，即时间间隔t＝0.1s。(8)在坐标纸上画v－t图象时，注意坐标轴单位长度选取，应使图象尽可能分布在较大坐标平面内。12/40关键点一试验原理及操作[例1]

在研究匀变速直线运动试验中，某同学操作以下试验步骤，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，下面吊着适当重钩码D.取下纸带13/40E.将平板一端垫高，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，并穿过打点计时器限位孔(1)所列步骤中有错误是：_________________________________________________________________________________。(2)遗漏步骤(遗漏步骤可编上序号G、H……)：_______________________________________________________________________________________________________。(3)将以上步骤完善后写出合理步骤次序：__________________________________________________________________________________________________________。14/40解析

(1)步骤A中应先通电，再放纸带，次序不能颠倒；D中取下纸带前应先断开电源。(2)遗漏步骤G：换上新纸带，重复试验三次。(3)步骤完善后，合理试验步骤次序为：BFECADG。答案

(1)A中应先通电，再放纸带；D中取下纸带前应先断开电源(2)G：换上新纸带，重复试验三次(3)BFECADG15/40[针对训练1]

用如图1所表示装置做“探究小车速度随时间改变规律”试验，以下做法正确是(

)A.小车从靠近定滑轮处释放B.先开启计时器，再释放小车C.试验前要平衡小车受到阻力D.电火花计时器接学生电源直流输出端图116/40解析在释放小车前，小车应尽可能靠近打点计时器，远离滑轮处，方便在纸带上打出更多点，有利于试验数据处理和误差减小，A错误；试验中为了在纸带上打出更多点，也为了打点稳定，应先开启打点计时器，然后释放小车，B正确；该试验不需要平衡小车受到阻力，C错误；电火花计时器接220V交流电源，D错误。答案

B17/40关键点二试验数据处理[例2]

(·天水高一检测)在“探究小车速度随时间改变规律”试验中，如图2所表示为统计小车运动情况一条纸带，图中A、B、C、D、E为相邻计数点，相邻计数点间时间间隔T＝0.1s。图218/40(1)计算D、C、B各点瞬时速度，vD＝________m/s，vC＝________m/s，vB＝________m/s。(2)在如图3所表示坐标系中作出小车v－t图象，并依据图象求出a＝________。图319/4020/40(2)由(1)中数据作出小车v－t图象如图所表示，答案

(1)3.90

2.64

1.38(2)图看法析12.6m/s221/40方法总结由纸带求加速度方法如图所表示纸带各计数点1、2、3、4、5、…所对应速度分别是v1、v2、v3、v4、v5、…，T为计数点间时间间隔。(1)图象法由多组数据描绘出v－t图象，v－t图象中直线斜率即为物体运动加速度。此方法准确、科学，但较繁琐。22/4023/4024/40[针对训练2]

利用打点计时器“探究小车速度随时间改变规律”，打出纸带如图4所表示，已知交流电源频率为50Hz，从计数点1开始，每相邻两个计数点之间还有四个点没有画出，图中1、2、3、4、5、6、7为连续计数点，测得s1＝1.40cm，s2＝2.00cm，s3＝2.60cm，s4＝3.20cm，s5＝3.80cm，s6＝4.40cm。图4(1)相邻计数点之间时间间隔为________s。(2)小车加速度为________m/s2。25/4026/40答案(1)0.1

(2)0.627/401.在探究小车速度随时间改变规律试验中。(1)电磁打点计时器是一个使用________(填“交流”或“直流”)电源仪器。当所接电源频率是50Hz时，它每隔________s打一次点。(2)接通电源与释放纸带，让纸带(随小车)开始运动，操作正确是________。A.先接通电源，后释放纸带B.先释放纸带，后接通电源C.释放纸带同时接通电源D.先接通电源或先释放纸带都能够28/40解析

(1)电磁打点计时器是使用交流电源计时仪器，当电源频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点。(2)开始统计时，应先给打点计时器通电打点，然后释放纸带让纸带(随物体)开始运动，假如先放开纸带开始运动，再接通打点计时器电源，因为重物运动较快，不利于数据采集和处理，会对试验产生较大误差；同时先打点再释放纸带，能够使打点稳定，提升纸带利用率，能够使纸带上打满点。答案

(1)交流0.02

(2)A29/402.在“研究匀变速直线运动”试验中，使用电磁打点计时器(所用交流电频率为50Hz)，得到如图5所表示纸带。图中点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，以下表述正确是(

)A.试验时应先放开纸带再接通电源B.从纸带上不可能求出计数点C对应速率C.从纸带上能够求出计数点B对应速率D.相邻两个计数点间时间间隔为0.02s图530/40答案C31/403.在“探究小车速度随时间改变规律”试验中，得到如图6所表示纸带，其中A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻两计数点间时间间隔为T，x1、x2、x3、x4、x5、x6分别为AB、BC、CD、DE、EF、FG间位移，以下可用来计算打D点时小车速度表示式中误差最小是(

)图632/40答案

B33/404.在试验中，利用纸带上数据得出各计数点瞬时速度后，以速度v为纵轴，以时间t为横轴建立直角坐标系。某次试验中某同学描出点如图7所表示。在直角坐标系上一共描出了10个点。以下思索有道理是(

)图734/40①这10个点不论怎样也不在一条直线上，所以小车运动v－t图象不可能为一条直线，而应为一条光滑曲线②这10个点中有8个点即使不在一条直线上，但它们都在一条直线附近，只有F和B两点离这条直线太远③在10个点当中只有4个点能画在一条直线上(A、D、G、I)，有6个点不在该直线上，这条直线必定不能表示小车运动规律④与直线偏差较小点(C、E、H、J)可能是试验误差造成，而与直线偏离较大点(B、F)则可能是试验中出现错误造成A.①③ B.②④

C.①② D.③④35/40解析考虑有误差，才不可能在一直线上，而偏离直线太远，则不属于误差，而是错误。而若理想化，则这些点应在一直线上，①③错误，②④正确。故选B。答案

B36/405.如图8所表示，某同学在做“研究小车速度随时间改变规律”试验中，由打点计时器得到表示小车运动过程一条清楚纸带，纸带上两相邻计数点时间间隔为T＝