2.1实验探究小车速度随时间变化的规律讲义高一上学期物理人教版

实验：探究小车速度随时间变化的规律实验：探究小车速度随时间变化的规律知识知识点梳理一、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．二、实验器材电磁打点计时器（或电火花计时器）、低压交流电源、导线、纸带、带滑轮的长木板、小车、钩码、细绳、复写纸片、刻度尺．三、实验步骤1．按照图固定好实验器材，并连接好电路。2．把小车停在靠近打点计时器的位置。3．启动计时器，然后放开小车，让它拖着纸带运动。打点计时器在__纸带__上打下一行小点。4．关闭电源，取下纸带。5．增减所挂的槽码（或在小车上放置重物），更换纸带，再做两次实验。四、实验分析1.数据处理：如图所示，一般不是直接测量相邻两个计数点间的距离，而是先测量出各个计数点到计时零点的距离x1、x2、x3、x4、x5，再计算出相邻的两个计数点间的距离.Δx1＝x1，Δx2＝x2－x1，Δx3＝x3－x2，Δx4＝x4－x3，Δx5＝x5－x4.2.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＝eq\f(Δx1＋Δx2,2T)，v2＝eq\f(Δx2＋Δx3,2T)，…。T为相邻两个计数点间的时间间隔，若交流电源频率为50Hz，每5个点取一个计数点（中间隔4个点），则T＝0.1s.（2）设计表格并记录相关数据位置编号1234567时刻t/s0.10.20.30.40.50.60.7v/（m·s－1）五、数据分析作出小车运动的v－t图象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。②画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在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据所画v－t图像求出小车运动的加速度a＝eq\f(Δv,Δt)。六、实验结论（1）分析小车运动的v－t图象，描述小车的运动速度随时间的变化规律．（2）据所画v－t图象求出小车运动的加速度a＝eq\f(Δv,Δt).知识点练习知识点练习练习题1：（多选）在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，下列操作中正确的有（

）A．在释放小车前，小车要靠近打点计时器B．打点计时器应放在长木板的有滑轮一端C．应先接通电源，后释放小车D．电火花计时器应使用低压交流电源练习题2：（多选）关于打点计时器的原理和使用方法，下列说法中正确的是（）A．打点计时器应接交流电源，交流电源频率通常为50HzB．如果纸带上相邻两个计数点之间有四个点，则相邻两个计数点间的时间间隔是0.08sC．如果打点计时器在纸带上打下的点先密集后稀疏，则说明纸带的速度由小变大D．电磁打点计时器接在220V交流电源上，电火花计时器接在4～6V交流电源上练习题3：在“探究匀变速直线运动的速度随时间变化规律”的实验中，某同学在坐标纸上画出以下关系图线，其中作图正确的是（）A. B.

C. D.练习题4：在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列实验操作中，错误的是（）A.打点计时器应使用交流电源

B.将打点计时器固定在长木板无滑轮一端，并接好电源

C.实验开始时，先释放小车，再接通打点计时器电源

D.打点结束后，先断开电源，再取下纸带练习题5：小明同学拉着穿过打点计时器的纸带的一端，向左运动，在纸带上打出了一系列的点，点迹分布如图所示，请你由此判断纸带的运动情况是（）

A.先匀速直线运动后减速直线运动 B.先加速直线运动后匀速直线运动

C.先减速直线运动后加速直线运动 D.先加速直线运动后减速直线运动练习题6：“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图甲、乙两个图象为甲、乙两位同学从实验中得到数据后画出的小车运动的图象。下列说法正确的是（）A.甲的实验误差比乙的实验误差小

B.甲的实验误差比乙的实验误差大

C.甲在实验中处理纸带时没有舍掉开头一些密集的点迹

D.乙在实验中处理纸带时没有舍掉开头一些密集的点迹练习题7：在实验中，利用纸带上的数据和第一章的方法得出各计数点的瞬时速度后，以速度

v为纵轴，以时间

t为横轴建立直角坐标系

,某次实验中某同学描出的点如图所示

在直角坐标系上一共描出了10个点

下列思考有道理的（）

①这10个点无论如何也不在一条直线上，因此小车运动的

vt图象不可能为一条直线，而应为一条平滑的曲线．

②这10个点中有8个点虽然不在一条直线上，但它们紧挨在一条直线附近，只有

F和

B两点离这条直线太远，图象可能为一条直线．

③在8个点当中只有4个点能画在一条直线上

（A、

D、

G、

I），有六个点不在该直线上，这条直线肯定不能表示小车运动的规律．

④与直线偏差较小的点

（C、

E、

H、

J）可能是实验误差造成的，而与直线偏离较大的点

（B、

F）则可能是实验中出现错误造成的.

A．①③B．②④C．①②D．③④练习题8：在用打点计时器探究匀变速直线运动的速度随时间变化规律的实验中,获得的一段纸带如图所示,A、B、C、D为相邻的四个计数点,已知AB=1.80cm、BC=2.00cm、CD=2.20cm,相邻两计数点间的时间间隔为0.1s.关于该实验,下列说法正确的是（）A.相邻两计数点间的时间间隔为0.1s是用秒表测出的B.实验时应先释放小车再接通电源C.打点计时器打C点时,小车的速度为0.42m/sD.小车运动的加速度是0.2m/s2练习题9：小明同学在学习了DIS实验后，设计了一个测物体瞬时速度的实验，在小车上固定挡光片，使挡光片的前端与车头齐平，将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端。小明同学将小车从该端同一位置由静止释放，获得了如下几组实验数据。以下表述正确的（）A.四个挡光片中，挡光片Ⅰ的宽度最小B.四个挡光片中，挡光片Ⅲ的宽度最小C.四次实验中，第一次实验测得速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度D.四次实验中，第四次实验测得速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度练习题10：利用如图甲所示的实验装置“探究小车速度随时间变化的规律”。（1）若使用的交流电频率为50Hz，打点计时器每隔_______s打一次点；（2）甲图中打点计时器的工作电源是_________。A．220V直流电源

B．220V交流电源C．8V直流电源

D．8V交流电源（3）在做该实验时，下列说法正确的是________；A．先接通电源，后释放纸带B．停电后也可换用干电池来做C．释放小车时小车应在靠近打点计时器的一端D．计数点必须从纸带上打的第一个点开始选取（4）如图乙所示为小车做匀加速直线运动打出的一条纸带，A、B、C、D、E是五个相邻的计数点，两相邻计数点间还有四个点未画出，电源频率为50Hz。打点计时器打下点C时小车的速度vC=______m/s。（结果保留两位有效数字）。练习题11：在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学得到一条用电火花打点计时器打下的纸带如图7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，电火花打点计时器接220V、50Hz交变电源．他经过测量并计算得到电火花打点计时器在打B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度如下表：对应点BCDEF速度(m/s)0.1410.1850.2200.2540.301（1）设电火花打点计时器的打点周期为T，计算vF的公式为vF＝________；（2）根据（1）中得到的数据，以A点对应的时刻为t＝0，试在图乙所示坐标系中合理地选择标度，作出v－t图像．（3）利用该图像求小车的加速度a＝________m/s2；（结果保留2位有效数字）（4）如果当时电网中交变电流的电压变成210V，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”“不变”）．练习题12：在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，是用打点计时器在纸带上打的点记录小车的运动情况。（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．低压交流电源D．低压直流电源E．细绳和纸带F．钩码和小车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_______________.（2）某同学做此实验时步骤如下：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长木板上，并接好电路。C.把一条绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面挂上适当的钩码。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，重复操作三次，然后从各纸带中选取一条清晰的进行数据处理。其中错误或遗漏的步骤有：①；②。将以上步骤完善后按合理的顺序填写在下面横线上：实验：探究小车速度随时间变化的规律实验：探究小车速度随时间变化的规律知识知识点梳理一、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．二、实验器材电磁打点计时器（或电火花计时器）、低压交流电源、导线、纸带、带滑轮的长木板、小车、钩码、细绳、复写纸片、刻度尺．三、实验步骤1．按照图固定好实验器材，并连接好电路。2．把小车停在靠近打点计时器的位置。3．启动计时器，然后放开小车，让它拖着纸带运动。打点计时器在纸带上打下一行小点。4．关闭电源，取下纸带。5．增减所挂的槽码（或在小车上放置重物），更换纸带，再做两次实验。四、实验分析1.数据处理：如图所示，一般不是直接测量相邻两个计数点间的距离，而是先测量出各个计数点到计时零点的距离x1、x2、x3、x4、x5，再计算出相邻的两个计数点间的距离.Δx1＝x1，Δx2＝x2－x1，Δx3＝x3－x2，Δx4＝x4－x3，Δx5＝x5－x4.2.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＝eq\f(Δx1＋Δx2,2T)，v2＝eq\f(Δx2＋Δx3,2T)，…。T为相邻两个计数点间的时间间隔，若交流电源频率为50Hz，每5个点取一个计数点（中间隔4个点），则T＝0.1s.（2）设计表格并记录相关数据位置编号1234567时刻t/s0.10.20.30.40.50.60.7v/（m·s－1）五、数据分析作出小车运动的v－t图象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。②画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在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据所画v－t图像求出小车运动的加速度a＝eq\f(Δv,Δt)。六、实验结论（1）分析小车运动的v－t图象，描述小车的运动速度随时间的变化规律．（2）据所画v－t图象求出小车运动的加速度a＝eq\f(Δv,Δt).知识点练习知识点练习练习题1：（多选）在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，下列操作中正确的有（

AC

）A．在释放小车前，小车要靠近打点计时器B．打点计时器应放在长木板的有滑轮一端C．应先接通电源，后释放小车D．电火花计时器应使用低压交流电源练习题2：（多选）关于打点计时器的原理和使用方法，下列说法中正确的是（AC）A．打点计时器应接交流电源，交流电源频率通常为50HzB．如果纸带上相邻两个计数点之间有四个点，则相邻两个计数点间的时间间隔是0.08sC．如果打点计时器在纸带上打下的点先密集后稀疏，则说明纸带的速度由小变大D．电磁打点计时器接在220V交流电源上，电火花计时器接在4～6V交流电源上练习题3：在“探究匀变速直线运动的速度随时间变化规律”的实验中，某同学在坐标纸上画出以下关系图线，其中作图正确的是（A）A. B.

C. D.练习题4：在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列实验操作中，错误的是（C）A.打点计时器应使用交流电源

B.将打点计时器固定在长木板无滑轮一端，并接好电源

C.实验开始时，先释放小车，再接通打点计时器电源

D.打点结束后，先断开电源，再取下纸带练习题5：小明同学拉着穿过打点计时器的纸带的一端，向左运动，在纸带上打出了一系列的点，点迹分布如图所示，请你由此判断纸带的运动情况是（D）

A.先匀速直线运动后减速直线运动 B.先加速直线运动后匀速直线运动

C.先减速直线运动后加速直线运动 D.先加速直线运动后减速直线运动练习题6：（多选）“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图甲、乙两个图象为甲、乙两位同学从实验中得到数据后画出的小车运动的图象。下列说法正确的是（BC）A.甲的实验误差比乙的实验误差小

B.甲的实验误差比乙的实验误差大

C.甲在实验中处理纸带时没有舍掉开头一些密集的点迹

D.乙在实验中处理纸带时没有舍掉开头一些密集的点迹练习题7：在实验中，利用纸带上的数据和第一章的方法得出各计数点的瞬时速度后，以速度

v为纵轴，以时间

t为横轴建立直角坐标系

,某次实验中某同学描出的点如图所示

在直角坐标系上一共描出了10个点

下列思考有道理的（B）

①这10个点无论如何也不在一条直线上，因此小车运动的

vt图象不可能为一条直线，而应为一条平滑的曲线．

②这10个点中有8个点虽然不在一条直线上，但它们紧挨在一条直线附近，只有

F和

B两点离这条直线太远，图象可能为一条直线．

③在8个点当中只有4个点能画在一条直线上

（A、

D、

G、

I），有六个点不在该直线上，这条直线肯定不能表示小车运动的规律．

④与直线偏差较小的点

（C、

E、

H、

J）可能是实验误差造成的，而与直线偏离较大的点

（B、

F）则可能是实验中出现错误造成的.

A．①③B．②④C．①②D．③④练习题8：在用打点计时器探究匀变速直线运动的速度随时间变化规律的实验中,获得的一段纸带如图所示,A、B、C、D为相邻的四个计数点,已知AB=1.80cm、BC=2.00cm、CD=2.20cm,相邻两计数点间的时间间隔为0.1s.关于该实验,下列说法正确的是（D）A.相邻两计数点间的时间间隔为0.1s是用秒表测出的B.实验时应先释放小车再接通电源C.打点计时器打C点时,小车的速度为0.42m/sD.小车运动的加速度是0.2m/s2练习题9：小明同学在学习了DIS实验后，设计了一个测物体瞬时速度的实验，在小车上固定挡光片，使挡光片的前端与车头齐平，将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端。小明同学将小车从该端同一位置由静止释放，获得了如下几组实验数据。以下表述正确的（D）A.四个挡光片中，挡光片Ⅰ的宽度最小B.四个挡光片中，挡光片Ⅲ的宽度最小C.四次实验中，第一次实验测得速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度D.四次实验中，第四次实验测得速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度练习题10：利用如图甲所示的实验装置“探究小车速度随时间变化的规律”。（1）若使用的交流电频率为50Hz，打点计时器每隔__0.02_____s打一次点；（2）甲图中打点计时器的工作电源是____B_____。A．220V直流电源

B．220V交流电源C．8V直流电源

D．8V交流电源（3）在做该实验时，下列说法正确的是___AC_____；A．先接通电源，后释放纸带B．停电后也可换用干电池来做C．释放小车时小车应在靠近打点计时器的一端D．计数点必须从纸带上打的第一个点开始选取（4）如图乙所示为小车做匀加速直线运动打出的一条纸带，A、B、C、D、E是五个相邻的计数点，两相邻计数点间还有四个点未画出，电源频率为50Hz。打点计时器打下点C时小车的速度vC=__0.23____m/s。（结果保留两位有效数字）。练习题11：在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学得到一条用电火花打点计时器打下的纸带如图7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，电火花打点计时器接220V、50Hz交变电