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课件 新人教版

2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律教材分析：《实验：探究小车的运动规律》是《普通高中物理课程标准（2017年版）》必修课程必修1模块中“机械运动与物理模型”主题下的内容，课程标准要求为：通过实验，探究匀变速直线运动的特点，用打点计时器、频闪照相或其他实验工具研究匀变速直线运动的规律。

本节课为探究实验，要求学生通过研究小车在重物牵引下速度随时间变化的规律，经历科学探究的活动，学会实验数据的处理方法。

本节课的核心是通过小车在槽码牵引下运动的探究实验，进一步掌握打点计时器的使用方法和利用打点计时器研究物体运动的方法，最终得出小车速度随时间变化的规律。

在此后的学习中经常用该方法探究物体运动的规律，因此本节课有着重要的地位。

学情分析：学生在第一章已经学过打点计时器的使用，有了使用基础，获取数据作速度-时间图像在第一章中也有涉及，所以学生对实验操作并不陌生，重要是让学生经历过程，学会用图像处理实验数据的科学方法，得到匀变速直线运动的速度与时间的关系，为第二节学习匀变速直线运动的速度与时间的关系打下实验基础。

教学目标：1.学生经历实验探究过程，熟练掌握打点计时器的使用方法。

2.学生处理实验数据，掌握纸带上各计数点瞬时速度的计算方法，培养学生严谨认真的科学态度。

3.学生分析速度-时间图像，得出小车在重物牵引下运动的实验规律，培养学生对科学探究过程和结果进行交流、评估和反思的能力。

教学重点：计数点速度的计算、利用作图法、拟合图线描述物体运动的规律教学难点：分析v-t图像得出小车的运动规律教学方法：实验探究、讲授法、启发式教学教学过程：一、导入新课(课件展示)在自然界里，雨点下落、鸽子飞翔、猎豹捕食、蜗牛爬行、蚂蚁搬家……这些运动中都有速度的变化。

物体的速度变化存在规律吗？怎样探索复杂运动中蕴含的规律呢？学生活动：观看课件，思考并作简要回答。

师（总结）：要想探究一个物体速度随时间变化的规律，必须知道物体在一系列不同时刻的速度。

2.1、实验：探究小车速度随时间变化的规律如何研究一个物体运动规律？（知道物体在不同时刻的速度）如何知道物体在不同时刻的速度？用什么仪器可以测得？（打点计时器）知识探究一、实验器材打点计时器、交流电源、纸带、一端附有滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、坐标纸．二、实验步骤⑴把附有滑轮的长木板放在实验桌上；将细绳绕过滑轮并使滑轮伸出桌面；把打点计时器固定，连接好电路。

⑵将纸带穿过打点计时器，连在小车后面。

在小车的另一端通过细绳挂上钩码。

⑶先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条纸带后立即关闭电源。

⑷更换纸带，重复做三次。

三、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，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3.实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们被碰坏或跌坏。

所以，当小车到达滑轮前及时用手按住它。

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，从而使误差增大四、处理数据问题1：怎样分析和选取纸带上的点？舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始,若纸带上点与点之间的距离较小，每五个计时点取一个计数点 ,依次标号为0，1，2，3，4，5 （间隔不再是0.02s ）（但要看具体情况灵活选定）；问题2：如何计算出所取点的瞬时速度？(1)用求平均速度的方法来代替，如何代替？[选择包括该点在内的一段位移（该点最好处在中间时刻位置）x ∆，找出对应的时间t ∆，用tx∆∆作为该点的瞬时速度]； (2)对于选取的两个端点的速度暂时不计算（误差较大） (3)测量各个计数点之间的距离应考虑估位、单位。

tx x t x v v ∆∆-∆=∆∆==--222442423 T x x T x x v n n n n n 22111-++-=+=各点的分布大致都落在一条直线上，因此，我们可以推断：如果没有实验误差的理想情况下，所描出的各点应全部落到这条直线上。

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第二章匀变速直线运动的研究2.1 实验探究小车速度随时间变化的关系【学习目标】1．会正确使用打点计时器打出的匀变速直线运动的纸带。

2．会用描点法作出 v-t 图象。

3．能从v—t图象分析出匀变速直线运动的速度随时间的变化规律。

4．培养学生的探索发现精神。

【自主学习】1．实验目的：探究小车速度随______变化的规律．2．实验原理：利用________________打出的纸带，记录数据，作出图象,寻找小车速度随时间变化的规律．3．实验器材：打点计时器、低压________电源、纸带、带滑轮的长木板、小车、_______、细线、复写纸片、____________.4．实验步骤：（1）把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,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的一端,连接好电路．(2）把一条细线拴在小车上，使细线跨过滑轮，下边挂上合适的________．把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面．（3)把小车停在靠近打点计时器处，接通________后，放开________，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．换上新纸带，重复实验三次．（4）从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头比较密集的点迹,在后边便于测量的地方找一个点做计时起点．为了测量方便和减少误差,通常用每打五次点的时间作为时间的单位,即T ＝0.02 s×5＝0。

第二章匀变速直线运动的研究2.1 实验探究小车速度随时间变化的关系★实验目的(1)进一步练习使用打点计时器．(2)会利用平均速度求瞬时速度．(3)会利用v－t图象处理实验数据，并据此判断物体的运动性质．(4)能根据实验数据求加速度．★实验原理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平均速度来代替：v n＝x n＋x n＋12T2．根据v－t图象判断运动性质：用描点法可作出小车的v－t图象，根据图象的形状可判断小车的运动性质。

3．加速度的计算：利用v－t图象的斜率求出小车的加速度。

★实验器材打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、复写纸片、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源。

★实验步骤1．如下图，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，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，下边挂上钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。

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列小点。

4．换上新的纸带，重复实验两次。

5．增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验。

★数据处理1．纸带的选取从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头一些过于密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点来确定计数点．说明：为了计算方便和减小误差，通常用连续打5个点的时间作为时间间隔，即T ＝0.1 s.2．采集数据的方法如下图，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x 1、x 2、x 3、x 4、x 5，再计算出相邻的两个计数点的距离．Δx 1＝x 1，Δx 2＝x 2－x 1，Δx 3＝x 3－x 2，Δx 4＝x 4－x 3，Δx 5＝x 5－x 4.3．速度的计算方法各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替，即v 1＝Δx 1＋Δx 22T ，v 2＝Δx 2＋Δx 32T，…(T 为相邻两个计数点间的时间间隔) 4．设计表格并记录相关数据将各计数点对应的时刻及瞬时速度填入下表中，并据此分析速度随时间的变化关系.5.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，如下图．(3)观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律．6．实验中计算加速度的两种方法(1)公式法：利用已测得的两组数据(t n ，v n )和(t m ，v m )代入公式a ＝Δv Δt ＝v m －v n t m －t n求解． (2)图象法：在v －t 图象上任意取两个间隔较远的点(这两个点不是我们表格中已测得的点)，找出它们的坐标值，然后把它们的坐标值代入公式a ＝Δv Δt ＝v 2－v 1t 2－t 1中求出加速度，即用图线的斜率求加速度． ★误差分析1．木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀．2．根据纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬时速度有误差．3．作v －t 图象时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差．★实验须知1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。

物理探究小车速的随时间变化的规律实验
实验标题:物理探究小车速度随时间变化的规律实验
实验目的:
1. 观察小车在匀速运动时速度随时间的变化规律。

2. 测量小车的匀速运动速度。

3. 加深对匀变速直线运动概念的理解。

实验原理:
匀速运动是指物体在单位时间内所移动的路程相等,即速度不随时间变化。

匀速运动遵循以下规律:
v = s/t
其中,v为速度,s为位移,t为时间。

实验器材:
小车、计时器、尺子、电源等。

实验步骤:
1. 准备好小车,将其置于平整的实验台面上。

2. 通过电源为小车供电,使其以恒定的功率运行。

3. 在小车运动路线上,标记出若干等距离的位置点。

4. 小车通过起点时,启动计时器。

当小车经过各个标记点时,记录相应的时间。

5. 根据位移和时间的数据,计算小车在不同时间段内的平均速度。

6. 绘制小车速度随时间的变化曲线。

预期结果:
如果小车保持匀速运动,则速度随时间的变化曲线应当是一条平行于时间轴的直线。

曲线上任意两点之间的斜率都等于小车的运动速度。

思考题:
1. 如果小车的运动受到阻力的影响,速度曲线会有何变化?
2. 如何改变实验设置,使小车运动为匀变速直线运动?
实验注意事项:
1. 确保实验台面平整,避免小车运动受到干扰。

2. 准确标记位置点,并精确记录时间数据。

3. 实验过程中注意安全,避免发生危险。

通过这个实验,我们可以直观地观察到匀速运动的运动规律,并对相关物理概念有更加深入的理解。

高一物理实验探究小车速度随时间变化的规律笔记实验名称：探究小车速度随时间变化的规律
实验目的：
1. 探究小车在不同速度下的运动规律；
2. 了解加速度、速度、时间之间的关系；
3. 掌握实验原理和方法，提高实验操作能力。

实验器材：
1. 小车一辆；
2. 轨道、斜坡、挡板等实验装置；
3. 打点计时器；
4. 纸带、复写纸片；
5. 测量工具（直尺、游标卡尺等）。

实验步骤：
1. 安装实验装置：将轨道、斜坡、挡板等组装好，确保小车能够顺利滑下斜坡。

2. 设置打点计时器：将打点计时器放置在平整的桌面上，调整好纸带与复写纸片的位置，确保打点清晰。

3. 放置小车：将小车放在斜坡的起始位置，确保小车能够顺利滑下。

4. 启动实验：打开打点计时器，释放小车，让小车沿着斜坡滑下，打点计时器会在小车滑行的同时记录下时间。

5. 重复实验：改变小车的初速度，重复上述实验步骤，至少进行3次实验。

6. 数据处理：将打出的纸带展开，用直尺测量每两个相邻的点之间的距离，记入表格中。

同时记下每次实验的时间，以便计算速度和加速度。

7. 数据整理：将测量的距离和时间数据整理成表格，利用数学工具计算每次实验的速度和加速度。

8. 分析数据：分析计算出的速度和加速度数据，找出它们之间的关系和规律。

注意事项：
1. 实验前应检查器材是否完好，确保实验顺利进行；
2. 实验过程中应注意安全，避免小车滑出轨道或打点计时器意外启动；
3. 测量数据时应注意精度和准确度，尽量减小误差；
4. 在数据处理和分析时应注意数学工具的使用方法，确保数据的准确性和可靠性。

第二章第一节实验：探究小车速度随时间变化的规律1. 图象法研究速度随时间变化的规律。

2. 对运动的速度随时间变化规律的探究。

3. 各点瞬时速度的计算。

4. 对实验数据的处理、规律的探究。

5.实验过程：（一）进行实验进行实验前，先回顾上一章是怎样使用打点计时器？探究小车的运动规律解析：把打点计时器固定好，装好纸带。

开启电源，手水平地拉动纸带，纸带上就会打出一行小点。

及时关闭电源。

打点计时器是按间歇工作设计的，所以长期工作可能会因线圈发热而损坏。

这样做是为了保护打点计时器。

阅读课本第34页“进行实验”标题下的两段文字后分组进行讨论实验方案。

实验器材：实验中需要的器材应该有：附有滑轮的长木板，小车，带小钩的细线，钩码，打点计时器，纸带，刻度尺，学生电源，导线等。

实验过程提示：(1) 把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，连接好电路。

(2) 把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，启动电源，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。

(3) 换上新纸带，重复操作三次。

要求熟练地摆好器材，进行合理、准确的操作，得到一条点迹清晰的纸带。

实验中要“三思而后行”，注意实验逻辑性、合理性及其相关注意事项，而且确保准确。

（二）处理数据我们通过打点计时器得到了若干条纸带，采集了第一手资料，面对打出的纸带如何研究小车的运动呢?怎样选择纸带，如何测量数据，如何设计表格，填写数据(1) 要选择一条最清晰的纸带。

(2) 计时起点是人为选取的，我们可以找一清晰的点开始当作计时的起点。

开始的几个点不清晰，舍去这几个点。

(3) 选一个清晰的点作为计时的起点，以后每五个点选一个计数点，测量相邻计数点之间距离。

为了减小误差，测量距离都从第一个计数点量起。

学生实时测量，教师巡回指导，指出学生中出现的问题。

(4) 测量数据，记录结果。

(5) 计算各点瞬时速度的方法和表格处理方法。

1．实验：探究小车速度随时间变化的规律知识纲要导引核心素养目标(1) 经历匀变速直线运动的实验过程．了解匀变速直线运动的规律，体会实验在发现自然规律中的作用．(2) 能用公式和图象描述匀变速直线运动，体会数学在研究物理问题中的重要性．(3) 探究小车速度随时间变化的规律．(4) 认识实验对物理学发展的推动作用知识点一实验探究一、实验目的1．进一步练习使用打点计时器．2．利用v - t 图象处理数据，并据此判断物体的运动性质．3．能根据实验数据求加速度．二、实验原理1．利用打点计时器所打纸带的信息，代入计算式v n＝xn ＋2Txn＋1，即用以n 点为中心的一小段时间间隔的平均速度代替n点的瞬时速度．2．用描点法作出小车的v - t 图象，根据图象的形状判断小车的运动性质，若所得图象为一条倾斜直线则表明小车做匀变速直线运动．3．利用v - t 图象求出小车的加速度．三、实验器材打点计时器、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源．四、实验步骤1．如图所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，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，下边挂上钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面．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列小点．4．换上新的纸带，重新实验两次．5．增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验．控制实验条件的原因①细线、纸带保持水平状态：保证小车运动的加速度不变．②小车要靠近打点计时器：保证纸带上打出足够多的点．③钩码个数适当：便于分析实验数据和作图．④先打点后释放小车：保证纸带上有足够多的点．知识点二数据处理1．表格法：(1) 从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个点，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、⋯，如图所示．位置123456长度x1x2x3x4x5x6各段长度4 0～21～32～43～56(2)依次测出01、02、03、04、填入表中.⋯x1x2x3x4、时间间隔－ v(m ·s 1)x42－T x2、 v 4＝ x52－T x3、⋯ .将计算得出的各点的速度填入表中．(4)根据表格中的数据，分析速度随时间变化的规律． 处理纸带需注意两点(1) 区别打点计时器打点的周期和计数周期．(2) 在测量各段位移时， 应测量各计数点到第一个计数点的距(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．Δv(4) 根据所画 v - t 图象求出小车运动的加速度 a ＝ Δt .图象法 处理数据时的两点注意(1)坐标轴单位长度的选取要合适， 使图象分布在坐标平面的 中央面积上．(2)如果作出的 v - t 图象是一条直线，则直线的斜率表示加 速度 a的大小 .核心一 实验原理及操作步骤例 1 打点计时器是高中物理中重要的物理实验仪器，图中 甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的． 请回答下面的 问题．(1)甲图是 _______ 打点计时器，电源采用的是 ____________ ．(2)乙图是 _______ 打点计时器，电源采用的是 ___________(3)1、2、3、4、⋯各点的瞬时速度分别为： x 2 x 3－ x 1 v1＝ 2T 、v 2＝ 2T 离．读数应估读到分度值的下一位，这样便于减小测量误差．2.图象法：(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．(3)某同学在“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点记录小车的运动情况．他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 ______________ ．【解析】(1)甲图是电磁打点计时器，电源采用4～6 V 低压交流电．(2)乙图是电火花打点计时器，所用电源为220 V 交流电．(3) 实验过程中应先接通电源再放开纸带，取纸带前应先断开电源，所以错误操作是A 、D 步骤．合理的顺序应是BECADF.【★答案★】见解析(1)实验步骤可简化为：放置→固定→连接→先接后放，开始实验→重复实验→数据分析．(2)注意几步：“固定长木板时定滑轮要伸出桌面，打点计时器固定于远离定滑轮一端，开始实验时先接通电源，后释放小车”．训练1 (多选)关于用打点计时器探究小车速度随时间变化规律的实验，下列说法中正确的是( )A．打点计时器应固定在长木板上，且靠近滑轮一端B．开始实验时小车应靠近打点计时器一端C ．应先接通电源，待打点稳定后再释放小车D ．牵引小车的钩码个数越多越好解析：A 错，B 对：打点计时器与滑轮间的距离要尽可能大， 小车尽可能靠近打点计时器，都是为了使小车运动的距离较大， 尽可能打出较多的点． C 对：若先释放小车再接通电源，只能在 纸带的后面部分打点． D 错：钩码个数应适当，钩码个数少，打 的点很密；钩码个数多，打的点少，都会带来实验误差．★答案★：BC核心二 实验数据处理例 2 在研究物体速度随时间变化规律的实验中，如图 1 所 示为一次记录小车运动情况的纸带，图中 A 、B 、C 、D 、E 为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔 T ＝0.1 s.图1图2(1) 根据 ___________ 可计算各点的瞬时速度，可得 v D ＝ _________ m/s ，v C ＝ _________ m/s ， v B ＝ ________ m/s.(2)在如图 2 所示坐标系中画出小车的 v - t 图线，并根据图 线求出 a ＝ ______________ .【解析】 (1)在时间间隔较小时， 与某点相邻的前后两点间 的平均速度等于该点的瞬时速度．3.90 m/sm/sx AC 27.60 cmv B ＝ ＝ ＝ 138 cm/s ＝1.38 m/s. 2T 0.2 s小车的 v - t 图线如图所示，由图线的斜D 点的瞬时速度 x CE v D ＝2T ＝ 105.60－27.60 cm ＝390 cm/s ＝ 0.2 sC 点的瞬时速度 x BD 60.30－ 7.50 cm vC ＝ 2T ＝ 0.2 s＝ 264 cm/s ＝2.64 B 点的瞬时速度率可求得它的加速度【★答案 ★】 (1)与该点相邻的前后两点间的平均速度等于 该点的瞬时速度 3.90 2.64 1.38(2)如上图所示 12.6 m/s 2 利用打点纸带某小段时间内的平均速度替代中间时刻的瞬 时速度．训练 2 在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，算出 小车经过各计计数点序号 1 2 3 4 5 6计数点对应的时刻(s) 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60通过计数点的速度 (cm/s)44.0 62.0 81.0 100. 0 119. 0 138.0 为了计算加速度，合理的方法是 ( )A ．根据任意两计数点的速度用公式 a ＝ Δt 算出加速度B ．根据实验数据画出 v - t 图象，量出其倾角 α，由公式 a ＝tan α求出加速度C ．根据实验数据画出 v -t 图象，由图线上相距较远的两点 所对应的速度、时间用公式 a ＝ ΔΔv t 算出加速度 D ．依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作 为小车的加速度解析： 方法 A 偶然误差较大．方法 D 实际上也仅由始末两 个速度决定， 偶然误差也比较大． 只有利用实验数据画出对应的 v - t 图象，才可充分利用各次测量数据，减少偶然误差．由于在 物理图象中， 两坐标轴的分度大小往往是不相等的， 根据同一组 数据，可以画出倾角不同的许多图象， 方法 B 是错误的． 正确的 方法是根据图象找出不同时刻所对应的速度值，然后利用公式 a ＝ΔΔv t 算出加速度，即方法 C.★答案★：C在物理学中， 根据实验数据画出 v - t 图象，当横、纵坐标 取不同a ＝ Δv Δt 1.26 m/s 0.1 s ＝12.6 m/s 2.的标度时，图象的倾角就会不同，所以量出其倾角，用公式a＝tanα算出的数值并不是加速度.1．根据已打出的纸带，不用公式计算就可以直接得出的物理量是( )①时间间隔②位移③加速度④平均速度A ．①② B．②③C．③④ D．①④★答案★：A2．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法不正确的是( )A ．纸带上可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点B．使用刻度尺测量长度时，要进行估读C．作v - t 图象时，所描曲线必须经过每一个点D．在数据处理时，常用公式法和图象法★答案★：C 3．某同学研究匀变速直线运动的规律时，实验装置如图所示，其中A 为砂桶和砂，B 为定滑轮，C 为小车，D 为纸带，E 为电磁打点计时器，F为电压6 V 的蓄电池，G是开关．(1)请指出实验装置中的两处错误．① _______________________(2)实验中得到了一条较为理想的纸带，并在纸带上每5 个点取一个计数点，将这些计数点依次记为0、1、2、3、4⋯，如图所示．则纸带上C 点对应的瞬时速度是__________ m/s；小车运动的加速度是 _______ m/s2(设小车加速度不变)．解析：(1)电磁打点计时器使用4 V～6 V 的交变电源工作，实验中使用了直流电源；研究匀变速直线运动实验时，为了保证纸带上打出清晰而且足够的计数点，应让小车靠近打点计时器，该实验中没有做到这一点．x BD 9.00－2.40 ×10－2(2)v C＝t＝0.2m/s＝0.33 m/sx CE 13.19－5.41 × 10－2m/s≈0.39 m/s＝＝t CE 0.2vD则加速度a＝vD－T vC＝0.6 m/s2. ★答案★：(1)见解析(2)0.33 0.64．某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时，打点计时器所用电源的频率是50 Hz，在实验中得到一条点迹清晰的纸带，他把某一点记作O，再依次选6 个点作为计数点，分别标以A、B、C、D、E和F，如图甲所示．(1)如果测得C、D 两点相距2.70 cm，D、E 两点相距2.90 cm，则在打D 点时小车的速度是 ____________ m/s.(2)该同学分别算出打各点时小车的速度，然后根据数据在v- t 坐标系中已描好点，请在图乙中作出小车的v - t 图象，并求出小车的加速度a＝________________ m/s2.解析：x CD＋x DE 0.027 m＋0.029 m(1)v D＝CD2T DE＝0.04 s＝1.4 m/s.(2)如下图所示，Δv a＝Δt5 m/s2.★答案★：(1)1.4 (2)如上图所示5。

专题2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律【讲】一．讲素养目标科学思维：领悟匀变速直线运动中速度随时间变化的规律。

科学探究：过实验得出物体的运动信息。

能根据速度和加速度的方向关系判断物体的运动性质．1.进一步练习使用打点计时器。

2．会利用平均速度求瞬时速度。

3．会利用v ­t图像处理实验数据，并据此判断物体的运动性质。

4．能根据实验数据求加速度。

科学态度与责任：增强将物理知识应用于实际生活的意识。

二．讲考点与题型【考点一】实验原理与方法1．利用打点计时器所打纸带的信息，代入计算式v n＝x n＋x n＋12T，即用以n点为中心的一小段时间间隔的平均速度代替n点的瞬时速度。

2．用描点法作出小车的v­t图像，根据图像的形状判断小车的运动性质。

若所得图像为一条倾斜直线，则表明小车做匀变速直线运动。

3．利用v­t图像求出小车的加速度。

【例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________。

(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。

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)。

【答案】(1)C、I(2)C先启动电磁打点计时器，再放开小车BECDA【解析】(1)在本实验中，不需要测量小车和槽码的质量，因此不需要天平，电磁打点计时器使用的是低压交变电源，因此不需要直流电源，同时电磁打点计时器记录了小车的运动时间，因此不需要秒表。

实验：探讨小车速度随时刻转变规律一、教材分析本节是个学生实验，用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车的运动特点和规律.教学的核心是引导学生实际研究小车在运动中速度随时刻转变的规律，目的是让学生通过科学探讨活动来完成.二、教学目标知识与技术1.按照有关实验器材，设计实验并熟练操作.会用已学知识处置纸带，求各点瞬时速度.2.会用表格法处置数据，并合理猜想.巧用v-t图象处置数据，观察规律.进程与方式1.初步学习按如实验要求设计实验、完成某种规律的探讨方式.对打出的纸带，会用近似的方式得出各点瞬时速度.2.初步学会按如实验数据进行猜想、探讨、发觉规律的探讨方式.情感态度与价值观2.通过对纸带的处置、实验数据的图象展现，培育实事求是的科学态度，能灵活地运用科学方式来研究问题、解决问题，提高创新意识.三、教学重点1.由实验数据得出v-t图象并由v-t图象得出小车的速度随时刻转变的规律.四、教学难点1.实验探讨进程注意事项及实验数据的处置.五、教学进程温习导入（展示课件）打点计时器的构造如图2-1-3.图2-1-3温习旧知：1.打点计时器的构造及工作原理.2.瞬时速度的测量：时刻比较短时，可用纸带上与待测点相邻的两点的平均速度来表示待测点的瞬时速度.3.用v-t 图象进行实验数据分析.本节课咱们将利用打点计时器来探讨小车速度随时刻转变的规律.推动新课一、进行实验要探讨一个物体的速度随时刻转变的规律，必需明白物体在一系列不同时刻的速度.直接测量瞬时速度是比较困难的，本实验中咱们用打点计时器先记录物体在不同时刻的位置，再通过对纸带的分析，计算取得各个时刻的瞬时速度.问题探讨问题1：若是探讨取得小车在砝码拉动下在平直的长木板上运动，纸带上打出的点与点的距离距离近似相等，那么小车做什么运动？ 结论猜想：纸带上相邻点间的时刻距离相同，而点与点间的距离近似相等，则小车做匀速直线运动.问题2：在探讨小车带动纸带运动时，纸带上的点与点间的距离不等，那么小车做什么运动？结论猜想：纸带上点与点间的距离不相等，说明相同时刻内位移不相等，小车做变速运动.点评：通过探讨这两个问题，培育学生利用所学物理知识斗胆猜想的良好科学品质，通过回答问题提高学生语言归纳表达能力.若要了解做变速运动小车的速度与时刻的转变规律，就必需求出打每一个点时的速度.速度求出来了，由加速度概念式a=tv ∆∆即可求出相邻两点间运动时的加速度，即可看出运动进程中加速度是不是转变，这些问题需要咱们先进行完实验才能处置.1.实验目的探讨小车速度随时刻转变规律.2.实验器材①附有滑轮的长木板 ②小车 ③带小钩的细线 ④25 g 的钩码3个，也能够用50 g 的钩码或用沙子和小桶代替钩码，用弹簧秤或天平称量 ⑤打点计时器 ⑥纸带 ⑦刻度尺⑧学生电源、导线3.实验原理把纸带跟运动的物体连接在一路，并穿过打点计时器.如此纸带上的点不但记录了物体的运动时刻，而且相应地表示运动物体在不同时刻的位置.研究这些点的情形，就可以够了解物体的运动情形.问题探究小明与他的同伴在做探讨小车速度随时刻转变的规律的实验时，由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理，他从实验室里借取了如下器材：①打点计时器；②天平；③低压直流电源；④细绳；⑤纸带；⑥小车；⑦钩码；⑧秒表；⑨一端附有定滑轮的长木板.小明看后感觉不妥，让咱们一路讨论一下，哪些器材必需利用，哪些多余，还缺少什么器材.交流讨论：1.打点计时器是一种计时仪器，因此不需要秒表来测时刻，故⑧多余.2.打点计时器利用低压交流电源，因此③低压直流电源多余，然后，器材中没有低压交流电源，故缺少低压交流电源.3.该实验不需要测量小车或钩码的质量，故②天平多余.结论：必需利用的器材有：①④⑤⑥⑦⑨多余的器材有：②③缺少的器材有：低压交流电源.方式小结：实验器材的选取不能死记硬背，在记忆时要结合实验目的和实验进程.4.实验步骤（1）如图2-1-4所示，把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，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的一端，连接好电路.xkb1图2-1-4（2）把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上适合的钩码，放手后，看小车可否在木板上平衡地加速滑行，然后把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面.（3）把小车停在打点计时器处，先接通电源，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列小点，再按一样的方式（不改变钩码）打出两条纸带.从这三条纸带当选用一条点迹清楚的，计为纸带Ⅰ.（4）增加一个钩码，按上述方式打出纸带Ⅱ.（5）在打纸带Ⅰ的基础上减少一个钩码，仍按上述方式打出纸带Ⅲ.（6）整理器材.六、课堂小结本节课探讨了小车速度随时刻转变的规律.通过对实验原理及目的的探讨得出实验器材及实验步骤，通过纸带分析能够取得物体的运动规律，最终得出小车速度时刻图象为一条倾斜直线.规律方式总结：1.因为打点计时器结合纸带能记录物体在一系列不同时刻的位置，所以通过纸带分析能够取得物体的运动规律，电火花计时器及闪光照相的原理与之类似，也能够应用.2.求纸带上某点速度时一般用一小段时刻内的平均速度代替，在学完匀变速直线运动规律后，还有更准确的方式.七、教学跋文。

第05讲实验：探究小车速度随时间变化的规律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。

一、实验目的1.巩固打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。

2.通过实验探究，体验如何从实验中获取数据，学会利用图像处理实验数据的科学方法。

3.知道小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律。

二、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。

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。

四、实验步骤1.如图所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，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。

3.把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，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。

4.换上新纸带，重复实验两次。

5.增减所挂槽码，按以上步骤再做两次实验。

五、数据处理1.纸带的选取与测量(1)在三条纸带中选择一条点迹最清晰的纸带。

(2)为了便于测量，一般舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作计时起点(0点)。

(3)每5个点(相隔0.1s )取1个计数点进行测量(如图所示，相邻两点中间还有4个点未画出)。

(4)采集数据的方法：不要直接去测量两个计数点间的距离，而是要量出各个计数点到计时零点的距离d 1、d 2、d 3⋯然后再算出相邻的两个计数点的距离x 1=d 1；x 2=d 2-d 1；x 3=d 3-d 2；x 4=d 4-d 3⋯2.瞬时速度的计算(1)瞬时速度的求解方法：时间间隔很短时，可用某段时间的平均速度表示这段时间内中间时刻的瞬时速度，即v n =x n +x n +12T 。

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.练习打点计时器的使用和纸带数据处理。

2.学会测量瞬时速度的方法，利用实验中获取数据，学会利用图像处理实验数据的科学方法，进而探究小车速度随时间变化的规律。

二、实验原理1.利用纸带计算瞬时速度：用某段位移的平均速度表示中间点的瞬时速度。

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，进而探究速度与时间的关系。

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。

四、实验步骤1.按照图示安装实验器材。

2.把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，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。

3.换上新纸带，重复实验几次。

五、数据处理1.纸带的选取与测量(1)选择一条点迹最清晰的纸带。

(2)每5个点(相隔0.1 s)取1个计数点进行测量(如图所示，相邻两点中间还有4个点未画出)。

2.瞬时速度的计算(1)瞬时速度的求解方法：时间间隔很短时，可用某段时间的平均速度表示这段时间内中间时刻的瞬时速度，即v n ＝x n ＋x n ＋12T。

(2)设计表格并记录相关数据。

3(1)根据表格中的v 、t 数据，在直角坐标系中仔细描点。

(2)作一条直线，使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧，这条直线就是本次实验的v ­t 图线，它是一条倾斜的直线，如图所示。

4．由v ­t 图像求加速度：选直线上尽量远的两个坐标点，由a ＝ΔvΔt 求出加速度大小。

六、实验创新1.用光电门测小车经过时的瞬时速度：由于时间极短，所以小车通过光电门的平均速度可以当作小车过光电门的瞬时速度，即：td v ∆=2.用频闪照相机拍摄不同时刻物块的位置影像代替打点计时器打出的纸带，相邻影像间的时间间隔由频闪光源的频闪频率决定。