实验：探究小车速度随时间变化的规律课件+-2024-2025学年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学习目标

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。第1节实验

探究小车速度随时间变化的规律二.实验装置示意图第1节实验：探究小车速度随时间变化的规律一.实验目的1.巩固打点计时器使用、处理数据:用纸带会算瞬时速度，加速度2.知道小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律三.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1.如图，把一端带有滑轮的长木板平放，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(纸带与木板平行)3.先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后立即关闭电源，后在取下纸带(小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击长木板末端前应用手按住小车让其停止运动,防止小车从木板上掉下来。)四.实验步骤4.换纸带，重复多次实验。问题2.如何计算出所取点的速度？(每两点之间的间隔时间为T)01234567x1x7x4x3x2x6x5第n个点的瞬时速度:加速度如何计算？

开头过于密集的点舍掉，若纸带上点与点之间的距离较小，可取多个间隔（一般取5个间隔）为一个计数间隔时间（间隔不再是0.02s）；原则上取六、七个计数点为宜；给选取的点加标记。五.数据处理01234567x1x7x4x3x2x6x5问题1.怎样分析和选取纸带上的点？问题2.打出的是短线而不是点是什么原因？原因：振针距离复写纸的太近，出现这种情况应该调整一下振针距离复写纸的高度，使之增大一些。实验结论:图象法(v-t)(实验中的数据）作图步骤：（2）描点（3）作图（1）建系0.20.40.60.81.01.20123456t/×10-1sv/(m/s)位置编号123456时间t/s0.10.20.30.40.50.6v/(m/s)0.300.450.600.740.891.03∆v∆t1.v-t是一条直线，说明小车的速度随时间的增加而均匀增加，做的是速度均匀变化的直线运动2.图像和纵坐标轴的交点表示开始计时时小车的速度——初速度。六、注意事项1.放开小车时,应使小车靠近打点计时器.纸带、细线与木板平行,钩码合适2.先启动打点计时器，等打点稳定后，再放开小车。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(统一量出各计数点到计时起点的距离)。6.在坐标纸上画v－t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。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.一端有滑轮的长木板I.刻度尺选出的器材有AEFH，还需要________。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木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的限位孔。以上步骤有错误的是________(填步骤前的字母)，应更正为____________________________；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BECDA2.

在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器的工作频率为50Hz，如图甲所示是一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻计数点间还有四个点未画出。(1)根据运动学有关公式可求得vB＝16.50cm/s，vC＝__cm/s，vD＝26.30cm/s……；(2)利用求得的数值在图乙所示的坐标系中作出小车的v－t图线(以打A点时开始计时)，并根据图线求出小车运动的加速度a＝________m/s2；(3)将图线延长使其与纵轴相交，交点的纵坐标是________cm/s，此速度的物理意义是_________打点计时器打下计时点A时对应的小车的速度21.400.50(0.48～0.52均对)11.60(11.30～11.70均对)3.某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出0、1、2、3、4、5、6共7个计数点，计数点间的距离如图甲，相邻的计数点之间的时间间隔为T＝0.10s。(1)根据纸带上的数据，该同学已将1、2、3、5点对应时刻的瞬时速度进行计算并填入表中，请你将4点对应时刻的瞬时速度填入表中(结果保留3位有效数字)。瞬时速度v1v2v3v4v5数值/(m·s－1)0.1650.2140.263____0.363(2)将求出的各个时刻的瞬时速度标在如图乙坐标系中，并画出小车的速度随时间变化的关系图像。

乙(3)由图像求出小车的加速度大小为a＝________m/s2(结果保留3位有效数字)。(4)如果实验时的电压变成210V，而做实验的同学并不知道，则加速度的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)实际值。解析

(1)4点对应时刻的瞬时速度大小为v4≈0.314m/s。(2)根据表格中数据在坐标系中描点，观察发现各点大致在一条直线上，用直线拟合各点，得出v－t图线。

(3)根据v－t图线的斜率表示加速度，可得小车的加速度大小为a≈0.500m/s2。(4)只要交流电的频率不变，则打点周期不变，小车速度的测量值不变，加速度的测量值等于实际值。4.

如图是小球沿斜面滚下的频闪照片，照片中相邻小球像间的时间间隔是0.1s，这样便记录了小球运动的时间。小球运动的位移可以通过刻度尺读出。

(1)试作出小球滚下过程的v－t图像；(2)求出小球滚下过程的加速度大小。5.某实验小组同学利用电磁打点计时器做“测定匀变速直线运动的加速度”实验。装置如图甲所示，在调整好仪器后，通过正确操作得到点迹清晰的纸带。

(1)关于接通电源和释放小车的先后顺序，下列四种操作中你认为正确的是________。A.接通电源和释放小车应同时进行B.先释放小车后接通电源C.先接通电源后释放小车D.接通电源和释放小车的先后顺序对实验没影响(2)如图乙所示是某同学通过实验得到的小车运动情况的纸带，他进行如下数据处理：在纸带上连续选取六个点迹A、B、C、D、E、F并测得A、C两点间的距离为x1，已知打点计时器所用的交流电源的频率为f，则打点计时器在纸带上打下B点时小车运动的瞬时速度大小vB＝________；若C点小车的速度为x1f，则小车运动的加速度a＝________。(3)如图丙、丁所示是两位同学用同一组实验数据，分别作出的小车运动的v－t图像，你认为正确的是________。6.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器接在50Hz的低压交变电源上，某同学在打出的纸带上每5点取一个计数点，共取了A、B、C、D、E、F六个计数点(每相邻两个计数点间的四个点未画出)，如图甲所示。从每一个计数点处将纸带剪开分成五段(分别为a、b、c、d、e段)，将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中，如图乙所示，由此可以得到一条表示v－t关系的图线，从而求出加速度的大小。

(1)请你在图乙xOy坐标系中用最简洁的方法作出能表示v－t关系的图线，其