最新21实验：探究小车速度随时间变化的规律
21实验探究小车速度随时间变化的规律
(3)对于个别明显偏离绝大部分点所在直线 的点,我们可以认为是测量误差过大、是测 量中出现差错所致,将它视为无效点,但是在 图像当中仍应该保留。 (4)根据所画的v－t图像求加速度
从所画的图像中取两个点,找到它们的纵、 横坐标(t1,v1)、(t2,v2),然后代入公式
a v v2 v1 t t2 t1
注意事项
(1)固定打点计时器时应让限位孔处在长木 板的中央位置。 (2)滑轮不能过高。 (3)应考虑复写纸与纸带的位置关系。 (4)钩码数量不能过多,长木板两端高低相差 不能太大。 (5)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让小车停止运动,防止 小车从板上掉下来。 (6)先接通电源,后让纸带运动。 (7)打点结束后立即关闭电源。
(2)过程与方法
初步学习根据实验要求设计实验,完成某种 规律的探究方法。 对打出的纸带,会用近似的方法得出各点的 瞬时速度。 初步学会根据实验数据进行猜测、探究、 发现规律的方法。 认识数学化繁为简的工具作用,直观运用物 理图像展现规律,验证规律。 通过实验探究过程,进一步熟练打点计时器 的应用,体验瞬时速度的求解方法。
求得加速度a,也就是直线的斜率。在 平面直角坐标系中,直线的斜率：
k tan y2 y1
x2 xx
y
y2 y1Biblioteka 0x1 x2x
小练习
用计算机绘制v-t图像步骤： (1)打开Excel工作簿可以看到行和列,行号用
1、2、3……表示;列号用A、B、C……表示。 (2)将自变量时间的数值从某一单元格开始输入,
教学难点
各点的瞬时速度的计算。 对实验数据的处理、物理规律的探究。
本节导航
（1）进行试验 （2）处理数据 （3）作出速度——时间图像
21探究小车速度随时间变化的规律实验报告
6.实验操作完毕，整理器材，进行数据处理。
五.数据处理
1.纸带的选取：选择点迹较清晰的，舍掉开头一些过于密集的点，找到适当的点为计时起点。
2.采集数据的方法
选择合适的纸带，舍去开头的较密集的点，在后面便于测量的地方找一个起始点，把每打五次的时间作为时间单位，即T=0.02×5s=0.1s。在纸带上从第一个点开始，每隔5点一次标上0，1，2，3，……。测量各个计数点到起点的距离x1,x2,x3...,然后计算出相邻计数点之间的距离x01，x12，x13……
1.分别计算各个计数点的瞬时速度，看看有什么规律？
2.作出表示小车速度与时间的关系曲线，这是一条什么曲线？
3.小车做什么运动？
3.瞬时速度的计算
用公式： ， , .....
出瞬时速度并记入下表，根据数据在坐标纸上画出小车运动的速度-时间图像。((1)定标度：坐标轴的标度要选取合理，应使图像大致分布在坐标平面中央。（2）描点：在坐标系中确定出各个坐标的位置。（3）联系：用一条曲线或直线“拟合”这些点。）
纸带编号
位置编号
0
1
2
物理实验报告
姓名
班级
学号
指导教师
得分
实验名称：探究小车速度随时间变化的规律
一.实验目的
1.进一步练习打点计时器的使用、纸带的数据处理和瞬时速度的测量方法；
2.用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车速度随时间的变化规律；
3.能用v-t图象探究小车速度随时间的变化规律。
二.实验原理
利用打出的纸带，计算出多个点的瞬时速度，分析速度和时间的关系。
21实验探究小车速度随时间变化的规律教案
21实验探究小车速度随时间变化的规律教案一、实验目的：通过实验探究小车速度随时间变化的规律。
二、实验材料：小车、计时器、直尺、光栅板。
三、实验原理：小车在经过光栅板时会挡住一部分光线，形成一系列光强变化的信号。
通过计时器记录不同时间的光强变化信号，可以得到小车通过光栅板的时间间隔，从而计算出小车的速度。
四、实验步骤：1、将光栅板固定在光栅板架上，放在平坦的桌面上。
2、将小车放在光栅板前面一段距离的位置上，使其与光栅板垂直。
3、打开计时器，开始记录。
4、轻推小车，使其通过光栅板，并使光栅板尽可能多地通过小车的光线。
5、当小车通过光栅板时，计时器记录时间并暂停记录。
6、重复实验，记录多组数据。
7、根据记录到的时间和距离，计算小车的速度。
五、实验数据处理和分析：1、根据实验记录的数据，计算每次通过光栅板的时间间隔。
2、将计算出的时间间隔绘制成时间—速度曲线图。
3、观察时间—速度曲线图，分析小车速度随时间变化的规律。
六、实验注意事项：1、实验时小心操作，注意保护光栅板的完整性。
2、实验中小车的推力要适度，以避免影响实验结果。
3、实验时要保持光栅板和小车之间的垂直。
4、记录数据时要准确，可以重复实验多次，取平均值。
七、实验结果和讨论：通过实验可以得到小车速度随时间变化的规律。
根据时间—速度曲线图的分析，可以看出小车的速度随时间呈线性增加或减少的趋势，即速度随时间变化是连续变化的。
八、拓展实验：可以将小车推力保持不变，改变光栅板与小车的距离，探究小车速度与距离的关系。
也可以通过改变小车质量或推力大小，探究小车速度与质量或推力的关系。
九、实验总结：通过本实验，我们了解了小车速度随时间变化的规律。
实验方法简单易操作，可以通过多次实验、多组数据的记录和分析，得出准确的实验结论。
同时，我们还了解到实验中需要注意的问题，以及可以进一步拓展的实验内容。
这些知识和实验技巧对我们的学习和科学探究有很大的帮助。
实验：探究小车速度随时间变化的规律(21页)
______(选填“靠近”或“远离”)仪器A的位置。
题图中仪器A叫作电火花计时器，使用
220 V交变电源；实验过程中，放开小车
前，小车要靠近打点计时器。
新知讲授
(2)下列是该实验中的一部分基本步骤；
A.放开小车，让小车带着纸带运动
B.安装纸带
C.把计时器固定好
D.启动电源，进行打点
CBDA
以上步骤的正确顺序是_______(填步骤前的选项字母)。
这些运动中都有速度的变化．
物体的速度变化存在规律吗？
怎样探索速度随时间变化的规律呢？
新知讲授
一、实验思路
1.实验目的：探究小车速度随时间变化的规律.
2.实验方案：
让小车在木板上在
重物的牵引下运动
槽码牵引小车在
长木板上运动
新知讲授
需要测量小车运动不同时刻的速度
测量位移和时间
小车拖动纸带运动，打点计时器打出点迹
起来，于是得到v－t图像。请你按以上办法(用一张薄纸压在图上，复制
得到纸带)绘制这个图像。
答案
见解析
新知讲授
如图所示
新知讲授
(2)这样做有道理吗？说说你的看法。
答案
见解析
有道理。因为剪下的纸条长度表示0.1 s时间内位移大小Δx，这些纸
Δx
带构成上述所示的直方图。小车运动速度大小近似认为v＝
，
0.1 s
2.先启动计时器，后放开小车，打点完成后立即关闭电源，观察纸带
的点迹是否清晰。
新知讲授
3.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。
4.实验获得的纸带
四、数据分析
新知讲授
新知讲授
20-21版 实验 探究小车速度随时间变化的规律
2
3
4
5
6…
时间t/s
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
v1/(m·s－1) v2/(m·s－1) v3/(m·s－1)
…
五、数据分析
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
图2
2.求各计数点的瞬时速度
Δx1＋Δx2 (1)各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替，即v1＝ 2T ，
Δx2＋Δx3 v2＝ 2T ，…
T为相邻两个计数点间的时间间隔，若交流电源频率为50 Hz，每5个点
取一个计数点(中间隔4个点)，则T＝0.1 s.
(2)设计表格并记录相关数据
位置编号 0 1
图1
2.把小车停在 靠近 (填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置.先 启动 打点计时器 ，后放开小车(填“启动打点计时器”或“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)，重新操作两次.
四、数据记录 1.采集数据 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.可选 择相隔0.1 s(或更短)的若干计数点进行测量. 如图2所示，先测量出各个计数点到计时起点的距离：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，…，填入自己设计的表中.
二、实验器材 打点计时器(带导线)、 交变电源 、纸带、一端带有定滑轮的长铝板、 小车、细绳、槽码、 刻度尺 、复写纸、坐标纸.
高中物理必修一21实验探究小车速度随时间变化规律
高中物理必修一：2.1实验：探究小车速度随时间变化规律2.1实验：探究小车速度随时间变化规律 一.实验目的：用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律二.实验原理1．打点计时器(1)沿直线运动的物体在连续相等时间间隔的不同时刻的速度分别为v 1、v 2、v 3、v 4…，若v 2－v 1＝v 3－v 2＝v 4－v 3＝…，则说明物体在相等时间内速度的增量相等，由此说明物体在做匀变速直线运动，即a ＝＝＝＝….(2)沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为x 1、x 2、x 3、x 4、…，若Δx ＝x2－x 1＝x 3－x 2＝x 4－x 3＝…，则说明物体在做匀变速直线运动，且Δx ＝aT 2.3．速度、加速度的求解方法“逐差法”求加速度即a1＝，a2＝，a3＝，然后取平均值，即＝，这样使所给数据全部得到利用，以提高准确度“图象法”求加速度即由“平均速度法”求出多个点的速度，画出v-t图象，直线的斜率即表示加速度三.实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)，一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片．四.实验步骤1．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，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面，调节滑轮的高度，使细绳与长木板平行．实验装置见下图，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行．3．把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，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系列的点，换上新纸带，重复三次．4．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开始点，以后依次每五个点取一个计数点，确定好计数始点，并标明0、1、2、3、4、…，测量各计数点到0点的距离x，并记录填入表中.位置编号0 1 2 3 4 5时间t/s 0x/m 0v/(m·s－1)5.计算出相邻的计数点之间的距离Δx1、Δx2、Δx3、….6．利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度，填入上面的表格中．7．增减所挂钩码数，再做两次实验．[数据处理及实验结论]1．由实验数据得出v-t图象(1)根据表格中的v、t数据，在平面直角坐标系中仔细描点，如图所示，对于每次实验，描出的几个点都大致落在一条直线上．(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，落不到直线上的点，应均匀分布在直线的两侧，这条直线就是本次实验的vt图象，它是一条倾斜的直线．2．由实验得出的vt图象进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律．有两条途径进行分析：(1)小车运动的v-t图象是一条倾斜的直线，如图所示，当时间增加相同的值Δt，速度也会增加相同的值Δv，由此得出结论：小车的速度随时间均匀变化．(2)既然小车的v-t图象是一条倾斜的直线，那么v随t变化的函数关系式为v＝kt＋b，所以小车的速度随时间均匀变化．[误差分析]1．根据纸带测量的位移有误差．2．电源频率不稳定，造成相邻两点的时间间隔不完全相等．3．纸带运动时打点不稳定引起测量误差．4．用作图法，作出的vt图象并不是一条直线．5．木板的粗糙程度并非完全相同，这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度．[注意事项]平行纸带、细绳要和长木板平行靠近释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置一先一后实验时应先接通电源，后释放小车；实验后先断开电源，后取下纸带防止碰撞在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地，小车与滑轮碰撞减小误差小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小，使纸带上打的点过于密集纸带选取选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点迹密集部分，适当选取计数点准确作图在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线，让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[典例]某同学利用打点计时器测量小车做匀变速直线运动的加速度．(1)电磁打点计时器是一种使用________(选填“交流”或“直流”)电源的计时仪器，它的工作电压是4～6V，当电源的频率为50 Hz时，它每隔________s打一次点．(2)使用打点计时器时，接通电源与让纸带随小车开始运动，这两个操作过程的操作顺序应该是()A．先接通电源，后释放纸带B．先释放纸带，后接通电源C．释放纸带的同时接通电源D．哪个先，哪个后都可以(3)实验中该同学从打出的若干纸带中选取一条纸带，如图所示，纸带上按时间顺序取A、B、C、D四个计数点，每两个点之间还有四个点未画出，用尺子测得相邻各点间的距离为x1＝3.62 cm，x2＝4.75 cm，x3＝5.88 cm.根据纸带数据可以判断小车在做匀加速直线运动，理由是_________________________.(请用文字描述)；在计数点C所代表的时刻，纸带运动的瞬时速度是______m/s，小车的加速度是________m/s2.(小数点后保留两位数字)。
2_1实验：探究小车速度随时间变化的规律
（1）木板各位置的粗糙程度不同，摩擦不均匀
（2）测量位移时有误差，从而计算的瞬时速度也有误差
（3）作v-t图像时手动的作图不精确
图线的特点？图像是直 线，代表匀变速直线运动
如何求加速度？ 在直线上 取两个相距较远的点
如果这些点不在一条直 线上，怎么办？
省略偏离较远的点画图
t/s
七、注意事项
（1）开始释放小车时，应靠近打点计时器 （2）先接通电源，再释放小车；当小车停止运动时，
切断电源 （3）牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大 而使纸带上的点太少 （4）要区分纸带上打的点和选取的计数点。
四、实验步骤：
1、把附带有滑轮的木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面 2、把打点计时器固定在木板没有滑轮的一端，并连接好电路 3、把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面 4、使小车停在靠近打点计时器处
5、把一条细线拴在小车 上，细线跨过滑轮，使细线与木 板平行，下面吊上适当钩码,先启动打点计时器，再释放小车， 打完一次纸带后立即关闭电源。
a
v4 v2 2T
2.031.26 m 2 0.02 s2
19.05m s2
六、数据处理(列表、描点、连线) 图像法求a=△v/△t=k
v/(m.
1.2 s-1)
0.30 0.45
1.0
0.8
△v
0.6
0.4
0.2Biblioteka △t0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
0.60 0.74 0.89 1.03
2.1 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、纸带数据处理和 测量瞬时速度的方法
21探究小车速度随时间变化的规律实验报告
1物理实验报告姓名班级I学号I I指导教师 得分实验名称： 探究小车速度随时间变化的规律一.实验目的1进一步练习打点计时器的使用、纸带的数据处理和瞬时速度的测量方法; 2•用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车速度随时间的变化规律; 3•能用v-t 图象探究小车速度随时间的变化规律。
二.实验原理利用打出的纸带，计算出多个点的瞬时速度，分析速 度和时间的关系。
1. 计算打各计数点时小车的速度，应在计数点附近取 一个很短的时间t ，用t 内的平均速度作为打该计数点 小车的瞬时速度2. 用描点法作出小车的v-t 图象，图象的斜率表示加速度。
若说明小车的速度是均匀变化的电源、导线、打点计时器、小车、4个25 g 的钩码、一端带有滑轮的长木板、带小钩的细 线、纸带、刻度尺、坐标纸等。
四. 实验步骤1. 将打点计时器用配套的螺旋夹固定在长木板的一边 ，连接好电路。
（如无螺旋夹时可在长木板上敲几个长钉紧靠打点计时器的前后借以固定；有的用大弹簧夹子把打点计时器紧夹在 长木板边缘也可，但要注意不能影响打点计时器工作。
）2. 将挂有重物的细绳跨过滑轮与小车相连接。
（调节滑轮的高度使细线与木板平行，小车能 在木板上平稳滑行，操作时必须注意使细绳的拉力通过小车的重心，以免小车前进时小车转动 或摇晃,可在系好细绳后试拉一下小车，观察车身是否作直线运动。
）3. 将穿过打点计时器的纸带与小车厢连接。
（操作时要将纸带紧紧地夹在小车上，以免小车 运动时纸带松开，可用弹簧夹子夹住，但不要使纸带破损，以免小车启动时把纸带拉断。
）卓由■■比•■理5v-t 图象是一条倾斜的直线,.实验仪器?X△X 31HH ——H _______________戊*■ ■ A—■—一厶一 一 ■ — —,1 [i 11丨丨1]111]|1111]1 II IHI|[卩丨叫t 1ipiirimliinnn i[0 1 123 —45fL7g一 012——-——[34. 使小车停靠在打点计时器处，先接通电源，后释放小车，让小车在水平长木板上运动，打点计时器同时开始工作，在纸带上打出一系列的点。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
合作讨论
4.做探究匀变速直线运动实验时产生误差的 来源有哪些？
（1）根据纸带测量的位移有误差。 （2）根据位移计算的瞬时速度有误差。 （3）木板的粗糙程度并非完全相同。
课堂反馈
完成《课时练》第15页《课堂评价》1-6
课后作业
完成《课时练》第16页《课堂评价》1、 2、3、4、5、6、8
在科学上，为了描述实验中测量的物理量之间 的关系，先将其在坐标系中描点，然后用一条曲线 （包括直线）“拟合”这些点。例如，我们用打点 计时器研究小车在重物牵引下的运动，如果小车是 做匀变速直线运动，那么根据测量的数据描点作出 的v-t图象，应该是什么曲线？如何求出小车的加 速度？
【例3】在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中， 如图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 ＝0.1ｓ。
⑴根据__________计算各点瞬时速度，且 vD＝______ m/s，vC＝_______ m/s， vB＝________m/s。 ⑵在如图所示坐标系中作出小车的v－ｔ图 象，并根据图象求出a＝____________。 ⑶将图线延长与纵轴相交，交点的速度 是__________，此速度的物理意义是________________。
21实验：探究小车速度随时间 变化的规律
物体的运动通常是比较复杂的。放眼所见，物 体的运动规律各不相同。在生活中，人们跳远助跑、 水中嬉戏、驾车行驶、高山滑雪；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、飞机起飞……这些运动中都有速度的变化。
物体的速度变化到底存在规律吗？怎样探索复 杂运动蕴涵的规律呢？
结论：挂适当的钩码的目的是使纸带受适中的拉力，从 而使纸带运动的速度适中，纸带上的点疏密适中。
合作讨论
2.用v-t图象描述物体的运动规律有什么优点？
用v-t图象描述物体的运动规律的最大优点是直观形象、具体。
3.做探究匀变速直线运动实验时应注意的问题有哪些？
（1）固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。 （2）滑轮不能过高。 （3）应考虑复写纸与纸带的位置关系。 （4）钩码数量不能过多，长木板两端高低相差不能太大。 （5）小车应由紧靠打点计时器处开始释放，以纸带上打出尽量多的点， 在撞击长木板末端前应让小车停止运动，防止小车从板上掉下来。 （6）先接通电源，后释放纸带。 （7）打点结束后立即关闭电源。 （8）在用刻度尺测量各计数点间的距离时，应注意读数的有效数字位数， 以mm为单位时，应保留到小数点后第一位。 （9）作v-t图象时，应使尽量多的点位于v-t图象上，不在v-t图象上的点 应分布在v-t图象两侧。
【评析】 作v-t图 象时，要 标明纵轴 和横轴对 应的字母、绳绕过滑轮，下面挂上适当的钩 码，小车在钩码的牵引下运动。”其中，你对“适当的钩码” 如何理解?
钩码的个数决定小车所受的牵引力，小车在不同牵引力 作用下的运动不同，若钩码个数过多，在纸带上打的点过少， 若钩码个数过少，在纸带上打的点过密，这两种情况都不利 于对实验数据的分析。