探究小车速度随时间变化的规律(3)
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一、实验目的、原理、器材1．实验目的：探究小车速度随时间变化的规律。
2．实验原理：利用打点计时器打出的纸带上记录的数据，以寻找小车速度随时间变化的规律。
3．实验器材：打点计时器、______电源、纸带、带滑轮的长木板、小车、钩码、细线、复写纸、_______。
二、实验步骤、注意事项1．实验步骤（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，启动计时器，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条立即关闭电源。
（3）换上新纸带，重复操作三次。
（4）在三条纸带上选择一条最清晰的，舍掉前面密集的点，找一个适当的点当作计时起点。
2．实验中的注意事项（1）开始释放小车时，应使小车靠近__________。
（2）先____________，再_____________，当小车停止运动时及时断开电源。
（3）要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它。
（4）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，或者加速度太小，而使各段位移无多大差别，从而使测量误差增大，加速度的大小以能在50 cm长的纸带上清楚地取得六、七个计数点为宜。
（5）要区别打点计时器打出的计时点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔五个点取一个计数点，即时间间隔为T=0.02×5 s=0.1 s（使用50 Hz交流电）。
三、数据处理1．在三条纸带中选择一条最清晰的，为了便于测量，舍掉开头一些密集的点迹，找一个适当的点当作计时起点（0点），每5个点取1个计数点（相邻计数点的时间间隔为T ）进行测量（如图所示，相邻两计数点中还有4个计时点）。
2．计算各计数点的瞬时速度，如图中打点6时的速度v 6=_______。
3．把各数据填入自己设计的表格。
4．作小车运动的v –t 图象。
第二章 第1节 实验：探究小车速度随时间变化的规律
程中，甲的位移比乙的小，而经历的时间相等，则甲的平均速度 小于乙的平均速度，故 A 错误，B 正确。纸带甲点迹均匀，则其 加速度为零，而纸带乙的速度减小，加速度不为零，故 C 错误， D 正确。
3．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中： (1)下列哪些器材是多余的：_________________________ ________________________________________________。 ①电磁打点计时器 ⑤纸带 ⑥小车 ②天平 ⑦钩码 ③低压直流电源 ⑧秒表 ④细绳
六、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，等打点稳定后，再释放小车。 3．打点完毕，立即关闭电源。 4．选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点迹密集部分，适当选 取计数点(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．要逐次测量各段距离，应尽可能地一次测量完毕。 6．在坐标纸上画 vt 图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使 图像尽量分布在坐标平面中央。
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 vt 图像，图线的 倾斜程度表示加速度的大小，如果 vt 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、 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。
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．进一步练习使用打点计时器及利用纸带求瞬时速度。 2．学会用实验探究小车速度随时间变化的规律的方法，学 会用 vt 图像处理实验数据。 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。
实验报告(三)探究小车速度随时间变化的规律
班级：姓名：实验报告（三）探究小车速度随时间变化的规律一、实验目的：1、巩固打点计时器的使用，掌握实验探究的方法2、学会用图象法处理实验数据，探究小车在重物的牵引下速度随时间的变化的规律二、实验原理：利用打点计时器在纸带上打出的一系列的点，求出若干个测量点的瞬时速度，绘制v-t 图像，以探究小车速度随时间变化的规律。
如果v-t图象是一条倾斜的直线，说明小车的速度是均匀变化的。
三、实验器材：打点计时器、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。
四、实验步骤：1、把一端附有滑轮的长木板水平放在实验桌上，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，小车另一端连接纸带。
3、启动电源，然后释放放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后，立即关闭电源。
4、换上纸带，重复操作两次。
5、整理实验器材。
五、注意事项：1、注意调整好滑轮的高度，使细绳与长木板的板面平行，减少拉力的变化，小车运动更平稳。
2、所挂钩码的质量要适当，避免小车速度过大使纸带上的点太少，或速度太小使纸带上打的点过于密集而不便于测量距离。
3、小车释放前应靠近打点计时器，以便打出更多的点。
4、先接通电源，打点计时器工作稳定后再释放小车。
每打完一条纸带，立即断开电源，避免墨粉纸盘被击穿。
5、要避免小车与滑轮相撞、钩码与地面相撞，小车到达滑轮前及时用手挡住小车、接着钩码。
六、实验数据的处理：1.纸带的选取：（1）选取一条点迹清晰的纸带，舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点做为计时起点，并记为0点。
（2）从起点0开始，每5个点（每隔4个点）取一个计数点，分别记为1、2、3、4、5、6、7点。
2.采集数据：（1）测量．．各△x对应的．．各计数点临近前后两计数点间的距离△x，并填入表2中，同时记录时间△t。
根据△x和△t计算．．出各计数点临近前后两计数点间的平均速度，一并填入表1中。
《第二章 1 实验_探究小车速度随时间变化的规律》教学设计教学反思
《实验_探究小车速度随时间变化的规律》教学设计方案（第一课时）一、教学目标：1. 理解小车速度随时间变化规律的基本观点和原理。
2. 掌握应用打点计时器进行实验操作的方法。
3. 培养观察、分析和解决问题的能力。
4. 培养实验操作、数据记录和结果分析的团队协作能力。
二、教学重难点：1. 重点：掌握应用打点计时器进行实验操作的方法，理解小车速度随时间变化规律，并能够进行实验数据的记录和分析。
2. 难点：实验操作过程中可能出现的各种问题，如打点计时器安装、应用和调试，实验数据的记录和分析等。
三、教学准备：1. 实验器械：小车、打点计时器、纸带、电源、木板、滑块等。
2. 实验材料：砝码、尺子、坐标纸等。
3. 提前准备好实验讲解PPT，便于学生理解和掌握。
4. 实验室和器械确保安全，排除安全隐患。
5. 提前安排好实验小组，确保学生能够协作完成实验。
四、教学过程：1. 引入课题：教师简单介绍实验目标和原理，激发学生的兴趣和好奇心。
介绍实验目标：通过实验探究小车速度随时间变化的规律，加深对物理运动学规律的理解和应用。
介绍实验原理：根据打点计时器打出的纸带，测量小车在不同时刻的速度和加速度，从而钻研小车的运动规律。
2. 实验操作：教师详细讲解实验步骤和注意事项，并指导学生进行实验操作。
学生需要按照实验步骤，应用打点计时器和小车等实验器械，记录小车的速度和加速度数据。
注意事项包括：正确安装打点计时器、确保小车稳定不动、正确安装纸带等。
3. 数据处理与分析：学生在实验结束后，需要根据纸带进行数据分析和处理。
学生需要应用相应的计算公式，如速度公式和加速度公式等，对纸带数据进行计算和处理。
分析小车的运动规律，如加速度、速度随时间的变化等，并尝试诠释实验结果。
4. 讨论与交流：学生之间进行讨论和交流，分享自己的实验心得和发现。
学生可以分享自己在实验过程中的心得体会，如如何正确应用实验器械、如何处理和分析数据等。
同时，学生也可以交流自己在实验中发现的问题和疑惑，共同探讨解决方案。
(完整版)2.1探究小车速度随时间变化的规律实验报告
厦门大同中学物理实验报告姓名班级座号指导教师得分实验名称：匀变速运动的实验探究一.实验目的1。
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v—t图象是一条倾斜的直线，说明小车的速度是均匀变化的。
三.实验仪器电源、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。
)4.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。
（操作时应试打几次，不要使点迹过分密集或过分疏散，若觉得太密集时可增加绕过滑轮线绳下所系的重物，反之则减小。
）5.打出纸带后，关闭电源,取下纸带，改变钩码的质量，重复上述步骤，多打出几条纸带(3—5条)。
2.1_探究小车速度随时间变化的规律
【实验仪器】
电磁打点计时器、纸带、复写 纸、低压交流电源、小车、细绳、
一端附有滑轮的长木板、刻度尺、
钩码、导线
注意:区分电火花打点计时器----交流电压220V
【实验原理示意图】
【实验步骤】
（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，试 放手后，小车能在长木板上平稳的加 速滑行一段距离，把纸带穿过打点计 时器，并把它的一端固定在小车后面。
4、如何根据v—t图象求小车的加速度？
方法一：取任意两组数据求出Δ v和Δ t，然后代 入Δ v／Δ t求解。
方法二：图象上取一段时间Δ t（尽量取大一 些），找出两个时刻对应的坐标值求出Δ v，代 入Δ v／Δ t求解。
哪一种方法更好？我们画图时让不在直线上的点 尽可能等量地分布在直线两侧，就是为了使偏大 或偏小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小 误差的一种手段，也就是说应该用图象上的点， 而不是用实验所得到的数据。
X5
X3 X1
0
X4
X2
A
B
C
D
E
3、如何处理计算出来的数据？
图象法：①根据所得数据，选择合适的标 度建立坐标系（让图象尽量分布在坐标系 平面的大部分面积）。
②描点：观察和思考点的分布走势规律。
③拟合：根据点的分布走势规律，用平滑 曲线拟合，让尽可能多的点子处在平滑曲 线上，不在平滑曲线上的点应对称地分布 在其两侧；明显偏离的点子应大胆舍弃。
反思总结： 1、经过本节课的学习，我们进一步掌握 了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； 2、通过纸带会计算各个计数点的速度； 3、并能在坐标纸上画出物体的v-t图象。
6.探究小车速度随时间变化的规律参考答案
1. 解析：选BC.打点计时器与滑轮间的距离尽可能要大，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，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，所以应选B 、C.2. 解析：选D.电压的高低不影响点的疏密，故A 错，电源频率偏高、钩码太少都会使打的点较密集，故B 、C 错，只有D 对．3. 解析：选ACD.要减小实验误差，应从误差产生的来源进行分析，从而采取措施，本实验主要从如何打好纸带和如何较准确地测量距离、实验器材的选取等几个方面来考虑．4. 解析：选C.可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点，但相隔四个点时计数点间的时间间隔为0.1 s ，计算时更方便，A 对；使用刻度尺测长度时，要进行估读，B 对；作v －t 图象时，应使尽量多的点在同一条直线上，离线较远的点大胆舍弃，C 错；数据处理可选择公式法和图象法中的某一方法，D 对．5. 解析：选BD.在打下计数点“0”至“5”的过程中，两纸带所用时间相同，但甲纸带位移小于乙纸带位移，故v 甲<v 乙，选项A 错，B 对；相邻计数点间所用时间相等，可知甲的速度不变、乙的速度变大，故a 甲<a 乙，选项C 错，D 对．6. 解析：选C.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．7. 解析：(1)打点计时器频率为50 Hz ，周期T ＝1f＝0.02 s ，故打相邻两点的时间间隔为0.02 s ；(2)两相邻计数点间的时间间隔为T ＝0.02×5 s ＝0.1 s ，由图读出s ＝7.0 mm ＝0.70 cm.C点对应速度v C ＝s BC ＋s CD 2T ＝0.90＋1.102×0.1cm/s ＝0.100 m/s. 8. 解析：(1)两相邻的计数点之间的时间间隔为T ＝5×0.02 s ＝0.1 s.对应各点的速度分别为：v 1＝x 1＋x 22T ＝1.40＋1.902×0.1cm/s ＝16.50 cm/s ， v 2＝x 2＋x 32T ＝1.90＋2.382×0.1cm/s ＝21.40 cm/s ， v 3＝x 3＋x 42T ＝2.38＋2.882×0.1cm/s ＝26.30 cm/s ， v 4＝x 4＋x 52T ＝2.88＋3.392×0.1cm/s ＝31.35 cm/s ， v 5＝x 5＋x 62T ＝3.39＋3.872×0.1cm/s ＝36.30 cm/s. (2)利用描点法作出v －t 图象，如图所示．(3)小车运动的v －t 图象是一条倾斜的直线，说明速度随时间均匀增加，它们成“线性关系”．。
集体备课—2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 教案
集体备课教案——2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律（教案）课型：新授课一、核心素养1.物理观念①通过实验加深对速度和加速度概念的理解。
②学习分析和处理实验数据，找出速度与时间的关系。
③理解实验中误差的来源和处理方法。
2.科学思维①学会运用科学方法分析实验现象。
②学会运用逻辑思维解释实验结果。
③学会运用数学工具处理实验数据。
3.科学探究①培养通过实验探究速度与时间关系的能力。
②学会设计实验方案，优化实验过程。
③学会分析实验结果，得出科学结论。
4.科学态度与责任①培养认真、严谨的科学态度。
②学会批判性思考，对实验结果进行合理解释。
③学会团队合作，共同完成实验任务。
二、教学目标1.通过实验探究物体运动的速度随时间变化的规律，提升实验设计，处理信息。
2.描绘v-t图像，并通过对图像观察、思考，找出物体速度变化的规律。
3.体会研究直线运动的一般思路。
4.通过测量、处理实验数据和探究规律的过程，认识实验是研究物理问题的基本方式，体验运动规律的探索方法，养成实事求是的科学态度三、教学重点及难点重点：通过纸带上的点迹计算加速度；根据图像分析加速度的情况。
难点：求加速度。
四、新课教学1.教学流程思想2.复习引入教师提问：测量速度有哪些方法？学生回答：纸带，测速器等教师活动：及时点评、表扬并总结教师提问：打点计时器可以直接测量什么物理量？学生回答：位移、时间并且位移用刻度尺测量；时间为两计时点的时间间隔——0.02s教师提问：通过打点计时器打出的纸带可以间接求什么物理量？学生回答：可以求两点间的平均速度→一点的瞬时速度→加速度3.探究实验知识点1—实验原理和器材实验原理1．利用打点计时器所打纸带的信息，代入计算式v n＝xn＋xn＋12T，即用以n点为中心的一小段位移的平均速度代替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.实验器材：小车、细绳、槽码、一端附有定滑轮的长木板、电磁打点计时器、低压交流电源、导线若干、纸带、刻度尺等。
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a
s2 s1 T2
0.4
30m
/
s2
a
s6 s1 5T 2
0.468m
/
s2
还可以用什么方法求加速度？ (提示:什么方法可减小误差?)
多次测量求平均值!
４、如图，是某质点做直线运动的v—t图 象，请回答下列问题：
（1）描述质点在AB、BC、CD段的运动；
（2）质点在2s末的加速度多大？速度是多 大？
v0
v0
v0
0
t t/s 0
t t/s 0
x v0 vt t v0 v0 at t
2
2
x
v0t
1 2
at
2
t t/s
例、骑自行车的人以5m/s的初速度匀减速 上一个斜坡，加速度的大小为0.4m/s2。问：
⑴经过多少时间速度为零？⑵通过30m斜
坡需要多少时间？
v0 a
x
解:取运动方向为正方向
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
2、在研究匀变速直线运动的实验中，某同学操作以 下实验步骤，其中错误或遗漏的步骤有（遗漏步骤可编 上序号F、G ……）
4 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
1
1 B．将打点计时器固定在平板上
3 C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面
4 68.2 24.7 0.258
5 95.4 27.2
？
1、实验中,为了计算加速度，最合理的方法是（ c )
A．根据任意两计数点的速度用公式算出加速度
B．根据实验数据画出v－t图，量出其倾角α，由公式a
= tgα求出加速度
C．根据实验数据画出v－t图，由图线上相距较远的两
点所对应的速度、时间，用公式算出加速度
（３）质点在１０秒内的位移是多少？
1、匀速直线运动的位移与时间的关系
v/(m·s-1)
v
v/(m·s-1)
v
t
t/s
0
t t/s
0
• 匀速直线运动，xvt
位移对应着矩形“面积”
２、匀变速直线运动位移与时间的关系
v-t图象中图线与时间轴之间包围的面积。
v/(m·s-1)
v/(m·s-1)
vt v/(m·s-1)
⑴
t
Vt
V0 a
00.5412.5(s)
⑵ xv0t12at2
3 05t 12(0.4)t 2
t1=10s
编辑ppt t2=15s(舍去) 10
小结
1、根据v-t图像可求： ⑴某时刻的速度
⑵加速度
⑶一段时间通过的位移 ⑷运动情景
★注意与x-t (s-t)图象的 区别
2、匀变速直线运动的规律
★公式应用时,注意对矢量 的处理
探究小车速度随时间变化的规律
1．滑轮不能过高,细绳应与木板平行. 2．小车应由靠近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。 3．先接通电源，后让小车运动，打点结束后立即关闭电 源。
纸带分析
1、如图，已知小车作加速运动，则小车向什么方向运 动？向左 2、用打点计时器打出的纸带能直接得到的数据有哪 些？通过测量还能得到哪些物理量？通过计算呢?
吊着适当重的钩码
5 D．取下纸带
2 E．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限
位孔
将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序。
（1） A中应先通电，再放纸带 （2）D中取下纸带前应先断开电源
（3）补充步骤F：换上新纸带，重复三次（4）步骤为：BECADF
3.用打点计时器测速度的实验中，图示为一次记录小车 运动情况的纸带，交流电的频率为50Hz，每打5个点取 一计数点，图中A、B、C各点的瞬时速度：VB= 0.122 m/s VC= 0.168 m/s
VD= 0.218 m/s VE= 0.265 m/s VF= 0.311 m/s
⑵a=
m/s2 由还图可象以得用什a=么0方.4法71求m／加s速2 度？
AB C
D
E
F
G
1.00 1.43 1.93 2.42
2.87
3.34
编辑ppt
速 度 公 式 vtv0at 位 移 公 式 xv0t12at2
平
均
速
度
公
式v
v0
2
vt
11
时间 位移 平均速度、瞬时速度、加速度
1、如何选择纸带？2、相邻两计数点间的时间是？3、数据处理？
测量点编号
各测量点到0点 的位移Xn/mm 相邻测量点间位 移ΔXn=Xn-Xn-1 各测量点瞬时速 度Vn(m·s-1)
0
1
2
3
0 10.0 24.2 43.5
10.0 14.2 19.3
？ 0.121 0.168 0.220