2.1实验：探究小车速度与时间的关系及逐差法

实验1：探究小车速度随时间变化的规律实验报告一、实验目的用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，研究小车的速度是随时间怎样变化的二、实验仪器电磁打点计时器，导线，纸带，复写纸片，学生电源，小车，细绳，一端附有滑轮的长木板，钩码，刻度尺三、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.先把纸带穿过打点计时器，再把纸带的一端固定在小车的后面。

把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码；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系列小点；4.关闭电流。

换上新的纸带，重复实验两次，则一组实验得到三条纸带；5.增减所挂钩码，按以上步骤再做两组实验。

四、注意事项1.在安装仪器时，要注意让滑轮伸出桌面外；2.细绳应与木板平行；3.固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置；4.打点计时器应与低压电源4～6V交流输出连接；如果用电火花计时器，电源为220V交流电；5.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器；6.先接通电源，等打点稳定后，再释放小车；7.打点完毕，立即断开电源；8.选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点密集部分，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别)；9.测量时应使用长尺一次性将所有计数点的位置读出，注意读数应读到mm后一位（估读位）；10.牵引小车的钩码质量要适宜。

如果质量过大，纸带上打出的计时点太少；如果质量过小，打出的点过于密集，不便于测量距离；11.要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，当小车到达滑轮前及时用手按住；12.在坐标纸上画v－t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像尽量分布在较大的坐标平面内。

五、数据记录与处理第一组实验m砝码=计数点0 1 2 3 4 5 6 时刻（s）0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 位置（m）速度（m/s）/ /PS.将选取处理的纸带贴在此处方法一：图像法求出加速度a=＿＿＿2/m s (保留两位有效数字) 方法二：逐差法6543212()()(3)X X X X X X a T ++-++=a =＿＿＿2/m s (保留两位有效数字)六、误差分析：本实验中，容易带来偶然误差的环节比较多，例如纸带上的长度测量、作图时的描点连线、时间间隔段的选取等。

Evaluation Only. Created with Aspose.Words. Copyright 2003-2016 Aspose Pty Ltd.第二章匀变速直线运动的研究本章是在第一章运动描述的基础上，进一步用实验的方法，探索匀变速直线运动的规律和特点，并结合公式、图象对匀变速直线运动进行研究。

通过使用打点计时器设计相关实验探索运动规律，并用语言、公式、图象进行描述。

本章重点是匀变速直线运动规律的掌握，重点掌握其研究的方法和运动的规律及应用。

本章公式和推论较多，在学习时要分清公式的应用条件和前提，不可乱套公式，在物理过程比较复杂时可以分解过程，突破并建立相关联系，必要时可借助图象进行分析比较。

2.1 实验:探究小车速度随时间变化的关系☆知识导航要想探究一个物体随时间变化的规律，必须知道物体在一系列不同时刻的速度．直接测量瞬时速度是比较困难的，我们可以借助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、计算得到各个时刻的瞬时速度．本节课在运动学中起着承上启下的作用。

第一章中已经介绍了利用打点计时器打下的纸带求物体瞬时速度的方法。

并且介绍了加速度，知道了它的物理意义及表达式。

而这节课是以恒力作用下的小车的运动来研究速度随时间变化规律的。

从而为以后研究匀变速运动的有关知识打下了基础。

☆学习目标1．根据相关实验器材，设计实验并熟练操作。

2．会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度。

3．会用表格法处理数据，并合理猜想。

4．巧用v—t图象处理数据，观察规律。

5．掌握画图象的一般方法，并能用简洁语言进行阐述。

6．了解匀变速直线运动中速度随时间的变化规律。

☆重点难点【重点】练习使用打点计时器；对运动的速度随时间变化规律的探究；图象法研究速度随时间变化的规律。

【难点】各点瞬时速度的计算；对实验数据的处理、规律的探究。

☆预习检测上一章学习了用打点计时器测定速度，本章通过用打点计时器测定小车速度随时间变化的规律的实验探究匀变速直线运动的特点，即研究时间、位移、速度和加速度等物理量之间的定量关系.1.打点计时器是使用的是电源，且打点周期取决于，当电源频率为50Hz时，打点计时器每隔s打一个点；现在用打点计时器测定小车的速度，当电源的频率低于50Hz时，如果仍按50Hz的时间间隔打一个点计算，则测出的速度值将比小车真实的速度值。

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)。

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)。

高中物理必修一第二章知识点整理第二章：知识点整理2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律实验步骤：1.将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。

将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.将一条细绳栓在小车上，细绳跨过滑轮，并在细绳的另一端挂上合适的钩码。

试放手后，小车能在长木板上平稳地加速滑行一段距离。

将纸带穿过限位孔，复写纸在压在纸带上，并将其一端固定在小车后面。

3.将小车停在靠近打点计时器处。

先接通电源，后释放小车，让小车运动。

打点计时器就在纸带上打出一系列的点。

关闭电源，取下纸带，换上新纸带，重复实验两次。

数据处理：1.纸带的选取：选择两条比较理想的纸带，舍掉开头的比较密集的点。

确定零点，选取5-6个计数点，标上1、2、3、4、5.应区别打点计时器打出的点和人为选取的计数点（一般相隔0.1s取一个计数点），选取的计数点最好5-6个。

2.采集数据的方法：先量出各个计数点到计时零点的距离，然后再计算出相邻的两个计数点的距离。

不要分段测量各段位移，应尽可能一次测量完毕（可先统一量出到计数点之间的距离），读数时应估读到最小刻度（毫米）的下一位。

3.数据处理表格法图像法：做v-t图象，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。

应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，偏差比较大的点忽略不计。

运用图像法求加速度（求图像的斜率）。

常考知识点：1.求瞬时速度（注意单位的换算，时间间隔的读取，是否要求保留几位有效数字）。

2.求加速度：逐差法（具体公式运用见下文）。

3.要求用公式表示时，注意使用题意中提供的字母，而不能自己编撰。

2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系1.匀变速直线运动定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动，叫做匀变速直线运动。

特点：任意相等时间内的△v相等，速度均匀变化。

分类：匀加速直线运动：物体的速度随时间均匀增加的匀变速直线运动。