实验：+探究小车速度随时间变化的规律高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

第二章

匀变速直线运动的研究

寻求一种运动的特点和规律，一般要从某个具体事例开始。

小车在重物牵引下的运动，就是匀变速直线运动的一个具体事例。

本章匀变速直线运动的研究就从研究小车在重物牵引下的运动开始。探究小车速度随时间变化的运动规律2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律（1)【学习目标】

1、进一步练习使用打点计时器，掌握用打点计时器研究物体运动的方法。

2、会计算各个计数点的瞬时速度。

3、会根据纸带上计录的数据，在坐标纸上画出v-t图象，学会用图像处理实验数据的科学方法。实验设计学生电源，刻度尺槽码小车细绳纸带打点计时器一端附有定滑轮的长木板

一、实验器材

；纸带；复写纸片；导线；低压交流电源；

；细绳；一端附有滑轮的长木板；槽码；

。打点计时器小车刻度尺二、实验装置

把一端带有

的长木板平放在实验桌上，木板上放一个可以左右移动的

，小车一端连接穿过打点计时器的

，另一端连接绕过滑轮系有

的细绳。小车在钩码的牵引下运动，通过研究纸带上的信息，就可以知道小车运动的速度随时间变化情况。滑轮小车纸带槽码

1、把一端附有滑轮的

放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把

固定在长木板上的另一端,连接好电路。2、把

拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边挂上

,把

穿过打点计时器,并把纸带的一端固定在

的后面。3、把小车停在

打点计时器处,先

后

,让小车拖着纸带运动,打点计时器会在纸带上打下一系列的点。4、换上新的纸带,重复实验两次。5、增减所挂槽码(或在小车上放置重物),按以上步骤再做两次实验。

三、实验步骤长木板打点计时器细绳槽码纸带小车接通电源释放小车靠近思考讨论1.如何使细绳与小车保持平行？为什么要平行？2.开始释放小车时，小车应该在什么位置？3.是先接通电源？还是先释放小车？4.怎样防止小车与滑轮相撞？5.钩码过多和过少会导致什么样的结果？在纸带上有什么样的体现？注意事项1.调整定滑轮高度使细绳平行于长木板。2.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器3.先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车，当小车停止运动时及时断开电源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.小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免加速度过大而使纸带上打的点太少，或加速度太小使各段位移无法区别，从而使误差增大C、I细线与平板不平行

打点计时器接的是直流电源小车离打点计时器的距离太远

例3.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的点记录小车的运动情况。某同学做此实验时的步骤如下:

A.拉住纸带,把小车停在靠近打点计时器的位置,放开纸带,再接通电源;

B.将打点计时器固定在长木板上;

C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面挂上适当的槽码

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,再重复操作两次,然后从各纸带品选取一条点迹清晰的进行测量并处理数据

(1)其中错误或遗漏的步骤有①

②

。

(2)将以上步骤完善后,其合理的顺序为

。A

D

BECADF

一般情况下，舍掉开头点过于密集的点，从清楚的点开始，每5个点选一个计数点，即每间隔4个点为一个计数点，相邻两个计数点之间的时间间隔0.1s，T=nх0.02s=5х0.02s=0.1s四、数据处理1.选计数点

问题1.如果计时点比较密集，开头点过于密集看不清楚，怎样选计数点？一般情况下怎样选点计算比较方便？0

2

3

过于密集/不清晰的点

2.测量计数点间的距离123450x1x2x3x4x5123450x1x2x3x4x5

问题2：测量距离有两种方法

：一种是直接测量两个相邻计数点之间的距离，一种是测出各个计数点到初始点的距离，哪

种方法误差小些？3.计算各点的瞬时速度

第一种情况v1=

;v2=

;

v3=

；v4=

，v5=

。第二种情况v1=

;v2=

;v3=

；v4=

，v5=

。

(x1+x2)/2T

(x2+x3)/2T

(x3+x4)/2T

(x4+x5)/2T

(x5+x6)/2T

x2/2T

(x3-x1)/2T

(x4-x2)/2T

(x5-x3)/2T

(x6-x4)/2T

例4：如图为打点计时器打出的一条纸带，0、1、2、3、4、5是我们在纸带上所选的计数点，相邻计数点之间有4个点没有标出，已测出x1=24cm,x2=28cm,x3=32cm,x4=36cm,x5=40cm,x6=44cm,试求打点计时器打下1、2、3、4、5各点时的瞬时速度，填入下表中。

计数点0123456时刻/s00.10.20.30.40.50.6速度/m·s－1……

……2.6

3.0

3.4

3.8

4.2

计数点0123456时刻/s00.10.20.30.40.50.6速度/m·s－1……2.63.03.43.84.2……4.在下面的坐标纸上作出速度-时间图像

作v-t图像的方法步骤:1.建立直角坐标系2.描点3.连线

问题3:由于实验存在误差，所以有些实验数据不可能完全在一条直线上

，应该怎样连线？

（1）让尽可能多的点在直线上；

（2）不在直线上的点均匀分布在直线的两侧；

（3）偏差比较大的点舍去。

5.求出加速度

加速度a=Δv/Δt=4.0m/s2ΔtΔvPQΔt=tQ-tP=0.5sΔv=vQ-vP=（5.0-3.0）m/s=2.0m/s计数点0123456时刻/s00.10.20.30.40.50.6速度/m·s－1……2.63.03.43.8