2.1+实验：探究小车速度随时间变化的规律+课件++-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

实验：探究小车速度随时间变化的规律学习目标1.打点计时器的使用，注意事项2.纸带的处理，求瞬时速度3.了解匀变速直线运动4.v-t图像中匀速直线运动匀变速直线运动的特点探究小车速度随时间变化的规律实验目的：探究小车速度随时间变化的规律实验思路：把一端带有滑轮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，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。小车在槽码的牵引下运动，通过研究纸带上的信息，就可以知道小车运动的速度是怎样随时间变化的。实验器材一端附有定滑轮的长木板打点计时器纸带小车细绳槽码实验原理：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，加速度是恒定的。实验步骤1.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。木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。2.把小车停在靠近打点计时器的位置．先启动打点计时器，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)，再做两次实验。注意事项1.固定打点计时器时限位孔处在长木板的中央位置并正对小车后的纸带夹；调整滑轮使细绳与木板平行。2.先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车，释放小车时，应使小车靠近打点计时器，打点结束后立即关闭电源。3.实验时要注意保护小车及滑轮，当小车到达滑轮前及时用手按住它，防止小车从板上掉下来。4.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。5.尽量选用表面光滑的木板。数据处理1.处理纸带舍掉纸带开头一些过于密集的点，找一个适当的点作为计时起点。一般选择每五个点（相隔四个点）为一个计数点，两个计数点间的时间间隔用T表示。若交变电源频率为50Hz，则T＝0.1s。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)。减少测量带来的偶然误差数据处理

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数据处理编号位置123……n瞬时速度……3.记录数据数据处理4.画v-t图像(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。选取合适的单位长度并根据表格中的数据在坐标系中描点，使图像大致布满坐标纸。(2)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。数据处理5.观察图像（1）如果画出来的v-t图像是一条倾斜的直线，说明小车做匀变速直线运动。（2）图线的延长线与纵轴的交点表示开始计时时小车的初速度。（3）图线的延长线与横轴的交点表示计时开始一段时间后小车才开始运动。匀变速直线运动：加速度的大小和方向都不改变的直线运动v-t图像为倾斜的直线数据处理

实验误差(1)电源频率不稳定导致计时误差。(2)木板粗糙程度不同，摩擦不均匀。(3)纸带上计数点间测量的距离存在误差,读数时，眼睛要正对点和刻度尺。(4)v-t图像中，单位选择不准确或作图不准确带来误差。实验：探究小车速度随时间变化的规律

练习练一练1：数据分析处理（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________来代替：。（2）根据图像判断运动性质：用描点法可作出小车的图像，根据图像的形状可判断小车的运动性质。（3）加速度的计算：利用图像的________求出小车的加速度。【答案】平均速度斜率练一练2：光电计时器是一种常用的计时仪器，其结构如图1所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有滑块从a、b间通过时，光电计时器就可以显示出物体的挡光时间。现有某滑块在斜面上滑行，先后通过光电门1和2，计时器显示的挡光时间分别为、，从光电门1到光电门2所经历的总时间为，用刻度尺测量滑块的长度d，示数如图2所示。(1)滑块通过光电门2的速度大小为____________（用题中字母填空）；(2)滑块的平均加速度大小____________（用题中字母填空）；(3)由此测得的滑块的瞬时速度和只是一个近似值，它们实质上是滑块通过光电门1和2的____________，要使瞬时速度的测量值更接近真实值，可将滑块的宽度____________一些（选填“增大”或“减小”）。

练一练3：打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你完成下列有关问题：①如图A、B是两种打点计时器的图片，其中A是____________计时器；②电磁打点计时器使用的电源为____________，打点的时间间隔为0.02s；③接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是____________。A．先接通电源，后让纸带运动B．先让纸带运动，再接通电源C．让纸带运动的同时接通电源D．先让纸带运动或先接通电源都可以【答案】电火花8V低压交流电