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1节 实验：探究小车速度随时间变化的规律
[对点训练] 2．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，利用打点计时器
打出了如图所示的一条纸带，其中 1、2、3、4、5、6、7 均为记数 点，且相邻的两个计数点之间都还有 4 个点没有画出来，已知电源 的频率为 50 Hz。现测得： x1＝1.40 cm，x2＝1.90 cm，x3＝2.40 cm， x4＝2.90 cm，x5＝3.40 cm，x6＝3.90 cm。
(1)由纸带提供的数据求出打下点 C、E 时小车的速度，填入下表：
计数点序号
B
C
D
E
对应的时刻 t/s 0 0.1 0.2 0.3
小车的速度
0.25
0.45
v/(m·s－1)
(2)根据表中的数据，在下图中作出小车运动的 v-t 图像： (3)根据作出的 v-t 图线可得小车运动的加速度为________ m/s2。
[微点拨] 数据处理的规范要求
(1)处理纸带时，一定要分清计时点和计数点，搞清计数点之间的 时间间隔 T。
(2)明确坐标轴的意义并选取合适标度，既要把数据标注在坐标系 中，又要匀称直观，合理分布，大小适中。
(3)如果坐标系中的数据点大致落在一条直线上，作图线时应使尽 可能多的点落在直线上，不在直线上的点应均匀分布在直线两侧；如果 图线是曲线，要用平滑的曲线连接各点。
[解析] (1)vC＝ v BD＝B2Dt ＝AD－2t AB＝0.35 m/s； vE＝ v DF＝D2TF＝AF2－TAD＝0.55 m/s。 (2)画出的 v-t 图像应为一条倾斜的直线，如图所示。
(3)由图像的斜率可求得加速度 a＝ΔΔvt ＝1.0 m/s2。 [答案] (1)0.35 0.55 (2)见解析图 (3)1.0
50 Hz 的低压交流电源上，某同学在打出的纸带上每 5 个点取一个 计数点，共取了 A、B、C、D、E、F 六个计数点，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。
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。
2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律
答案 (1)步骤A中应先通电，再放纸带 (2)步骤D中取下纸 带前应先断开电源 (3)补充步骤G：换上新纸带，重复三次实验 步骤顺序 BECFADG
【跟踪1】 在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验 中，给你以下器材：打点计时器、电池组、纸带、复写 纸、停表、天平(带砝码)、小车、钩码、细绳、一端带有 定滑轮的长木板．其中不需要的器材是________、 ________、______，还需要增添的器材有________、 ________和________． 答案 电池组 停表 天平(带砝码) 导线 低压交流电 源 刻度尺
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某一时刻的瞬时速度，即 xn＋2Txn＋1.
vn＝
(2)设计表格并记录相关数据
位置编号 时间t/s
01 2 3 4 5 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
x/m (dn－dn－1)/m
v/(m·s－1)
的位置.
实验 原理
2.求纸带上某点的瞬时速度一般用一小段时间内的平 均速度代替. 3.用描点法画出小车的v－t图象，图线的倾斜程度表
示加速度的大小，如果v－t图象是一条倾斜的直线，
说明物体的速度是均匀变化的.
实验步骤
1．把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．
【跟踪2】 运动小车拖动的纸带经过打点计时器后，在纸带上 留下的点中有6个连续清晰的点，测出这6个点的第1点到第 6点的距离为18 cm，则小车运动的平均速度为 ( )． A．0.03 m/s B．1.5 m/s C．1.8 m/s D．180 m/s
探究小车速度随时间变化的实验报告
探究小车速度随时间变化规律实验报告一、探究（实验）目的：探究小车在斜面上的运动规律，根据打点计时器打出的纸带研究小车运动位移随时间变化的规律和速度随时间的变化规律。
二、实验器材：小车、长木板、电火花计时器、纸带、刻度尺等三、实验步骤：1、将电火花计时器固定在长木板上没有挡板的一端，然后将固定打点计时器这端用物体垫高让长木板成为斜面。
2、将纸带连接到小车的尾部，然后将纸带的另一端穿越打点计时器的限位孔，接着将小车移动到靠近打点计时器处，等待施放。
3、调整好小车所处的位置，打开连接好打点计时器的电源并打开开关，待打点稳定后，施放小车，进而打点计时器在纸带上打出点迹。
4、打完纸带后立即关闭打点计时器的开关。
5、跟换纸带重复实验2-3次。
四、实验数据处理记载：1、从打出的纸带中选取点迹清晰，并基本在同一条直线上的纸带进行标号测量。
2、为了处理方便并尽量让能够处理的数据多点，我每隔一个打印点选取的计数点。
如下图：3、利用刻度尺测量需要的数据：以第一个计数点作为小车运动时的位置坐标的原点。
并打点计时器打下此点时作为计时起点。
并利用平均速度近似表示瞬时速度的思想求出除掉始末两计数点的其他各点的瞬时速度。
4、设计表格记录数据表一表二5、利用表格中的数据用计算机软件做出图像如下：一、小车位置坐标随时间变化的图像：由图像我们得出小车位置坐标随时间变化的规律符合：y=367.03x2+181.7x+0.0282 的函数关系，即在物理学上为：S=367.03t2+181.7t+0.0282 也就是说小车的位置坐标与时间呈现二次方关系。
二、小车速度随时间变化的图像由图像我们可以得出小车速度随时间变化的规律符合：y=730.98x+182.4 的函数关系，即在物理学上为：v=730.98t+182.4 也就是说小车的速度与时间呈现线性关系。
2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律
➢ ②在v—t图象上取一段时间Δt（尽量取大一 些），找出两个时刻对应的坐标值求出Δv，代 入Δv／Δt求解。
➢ 第二种方法更好。（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）
问题与练习 P33 ：3
剪下的纸条长度表示0.1 s时间内位移大小，可近
似认为速度
. v∝Δx，纸条长度可认为表示
速度
【注意事项】
固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央 位置
滑轮不能过高,细线一定要与长木板平行 应考虑复写纸与纸带的位置关系
钩码数量不能过多，长木板两端高低相差不能太 大
1.2
0.8
0.4
2
①建立直角坐标系 ②明确物理量和单位、标度 ③描点作图
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 t /s 实验结论： 小车速度随着时间均匀增加。
相同时间里，速度增量相同； 速度与时间是线性关系。
2
①建立直角坐标系 ②明确物理量和单位、标度 ③描点作图
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 t /s 表2受拉纸带在几个时刻的瞬时速度
位置 0
1
2
3
4
5
t/s
0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
v/m·s- 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4
1
0
1
∆x v/m·s-1
1.6
2.1 实验： 探究小车速度随时间变化的规律
实验：
实验目的： 探究小车的速度与时间的关系。
(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)。
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”．。
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【实验】
▪ 问题一： 打点计时器结构如何？
▪ 问题二： 用打点计时器测小车的速度所需哪 些实验器材、实验步骤？ 问题三： 本实验特别要注意哪些事项？
4
▪ 步骤：（１）把一端附有滑轮的长木 板平放（一高一低可否？）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，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。
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思考：
▪ ①为什么要用直线拟合？ ▪ ②若某个点明显偏离直线，可能是什么原
因及怎样处理？ ▪ ③从图上可以看出小车的速度随时间怎样
变化？
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问题七：如何根据速度—时间图象（ v—t图 象）求小车的加速度和初速度？
• ①取任意两组数据求出Δv和Δt，然后代入Δv／Δt 求解。
• ②在v—t图象上取一段时间Δt（尽量取大一些）， 找出两个时刻对应的坐标值求出Δv，代入Δv／Δt 求解。
问题六：如何处理计算出来的数 据？
▪ １．列表法。（注意列表要求） ▪ ２．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规律。 ▪ ③拟合：从点的分布可以有很大把握地说这些点
应该在一条直线上，用直线拟合，让尽可能多的 点处在直线上，不在直线上的点应对称地分布在 直线两侧。
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1.什么是传统机械按键设计？
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的开关按键来实现功 能的一种设计方式。
传统机械按键结构层图：
按键
PCBA
开关键
传统机械按键设计要点：
1.合理的选择按键的类ห้องสมุดไป่ตู้，尽量选择 平头类的按键，以防按键下陷。
2.开关按键和塑胶按键设计间隙建议 留0.05~0.1mm，以防按键死键。 3.要考虑成型工艺，合理计算累积公 差，以防按键手感不良。
• 哪一种方法更好？（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）
• 纸带上零时刻的速度和末速度如何求？（根据图 象来求，这样可以减小误差）
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8
【处理数据】
▪ 问题四：怎样分析和选取纸带上的点？ ▪ 开头过于密集的点舍掉，纸带的一段；若
纸带上点与点之间的距离较小，可取多个 间隔（可5）为一个计数间隔时间（间隔 不再是0.02s）（但要看具体情况灵活选 定）；原则上能取六、七个计数点为宜； 给选取的点加标记。
9
▪ 问题五：如何计算出所取点的速度？ ▪ 用求平均速度的方法来代替（用计算较准
2.1实验： 探究小车速度随时间变化
的规律
1
【学习目标 细解考纲】
▪ １．会运用已学知识处理纸带，求各 点瞬时速度
▪ ２．会用表格法处理数据，并合理猜 想
▪ ３．巧用v-t图象处理数据，观察规律
2
【提出问题】
▪ 如何探究一个物体速度随时间变化的 规律？
▪ 如何知道物体在不同时刻的速度？用 什么仪器测？
5
▪ 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。
确的平均速度来代替），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）Δx，找出对应的时间Δt， 用Δx／Δt作为该点的瞬时速度）；对于选 取的两个端点的速度暂时不计算（误差较 大）；测量各个计数点之间的距离应考虑 估位、单位。
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可以表示D、F及它们中间任意一点的瞬时速度
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