高一物理探究小车速度随时间变化的规律1

高一物理探究小车速度随时间变化的规律1. 引言嘿，大家好！今天我们要聊聊一个有趣的话题，那就是小车的速度和时间之间的关系。

这可是个跟我们的生活息息相关的物理问题哦！谁不想知道自己的小车在路上飞驰时，到底是怎么一回事呢？我们经常听到“慢慢来，别着急”，但小车的速度可不是这样慢慢变化的，今天咱们就来深入探讨一下。

2. 速度的概念2.1 速度是什么？说到速度，简单来说，就是你走路、开车、骑自行车时，单位时间内走的距离。

比如说，你跑步一公里用了一小时，那你的速度就是1公里每小时。

听起来是不是很简单？但这其中可大有玄机。

速度其实就像是时间的“快手”，在不同的情况下，它的表现可完全不一样。

2.2 速度与时间的关系好啦，速度那么重要，那它和时间又有什么关系呢？想象一下，早上你赶着上学，像风一样飞奔，那速度可不比平时慢。

这就是速度随着时间的变化而变化的典型例子。

我们可以做一个实验，推着一个小车，让它在不同的时间段里走不同的距离，看看小车的速度是怎么变的。

真是趣味无穷！3. 实验设计3.1 实验材料要进行这个实验，咱们得准备一些材料。

首先需要一个小车，当然了，最好是那种能在平面上顺畅滑行的小车，像玩具车那样。

然后，你需要一个平坦的表面，比如说桌子或者地板，再来几本书，用来做坡道。

此外，还需要一个秒表，方便我们记录时间，还有一个尺子，用来测量小车走的距离。

3.2 实验步骤接下来，咱们就来详细聊聊实验的步骤。

首先，把小车放在坡道的顶端，准备好秒表和尺子。

然后，松手，让小车顺着坡道滑下来。

记住，要同时启动秒表！当小车滑到坡道底端时，立刻停止秒表，记录下时间。

然后，使用尺子测量小车从坡道顶端到底端的距离。

接着，换个角度，再来一次，看看结果会有什么不同。

就这样，反复几次，你会发现小车的速度真是变幻莫测。

4. 数据分析4.1 数据记录记录完这些数据后，我们可以把它们整理成表格，看看每次的速度变化。

比如，第一轮实验的距离是2米，时间是2秒，那速度就是2米/2秒，得出的结果就是1米每秒。

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。

第二章匀变速直线运动的研究知识梳理第1节实验：探究小车速度随时间变化的规律一、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。

二、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。

三、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。

四、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0.1 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)。

(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d1、d2、d3…然后再算出相邻的两个计数点的距离x1＝d1；x2＝d2－d1；x3＝d3－d2；x4＝d4－d3…2.瞬时速度的计算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。

3.画出小车的v －t 图像(1)定标度：坐标轴的标度选取要合理，应使图像大致分布在坐标平面中央。

高一物理必修1第一节实验：探究小车速度随时间变化的规律三维目标知识与技能1.根据相关实验器材，设计实验并熟练操作.2.会应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.v 图象处理数据，观察规律4.巧用t5.掌握画图象的一般方法，并能用简洁语言进行阐述.过程与方法1.初步学会根据实验要求设计实验，完成某种规律的探究方法.2.对打出的纸带，会用近似的方法得出各点的瞬时速度.3.初步学会根据实验数据进行猜想、探究、发现规律的探究方法.4.认识数学化繁为简的工具作用，直观地运用物理图象展现规律，验证规律.5.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.情感态度与价值观1.通过对小车运动的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性.2.通过对纸带的处理、实验数据的图象展现，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法研究问题、解决问题、提高创新意识.3.在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力.4.在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还表达了各学科之间的联系，可引申到各物体间的关联性，使自己融入社会.5.通过经历实验探索过程，体验运动规律探索的方法.教学重点：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教学难点：1、各点瞬时速度的计算2、对实验数据的处理规律的研究教学过程新课引入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……在自然界了，雨滴下落，猎豹捕食，蚂蚁搬家……这些运动中多有速度的变化。

物体的速度变化存在规律吗？怎样探索复杂运动蕴含的规律？怎样探索复杂运动蕴含的规律呢？要探究一个物体随时间变化的规律，必须知道物体在不同时刻的速度。

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，在通过对纸带的分析，计算得到各个时刻的瞬时速度。

高一物理实验一：探究小车速度随时间变化的规律一、实验目的1．利用打点纸带研究小车的运动情况，分析小车的速度随时间变化的规律。

2．会用图像法处理实验数据。

二、实验思路利用打点计时器打出的纸带上记录的数据，计算出各时刻的速度，再作出速度—时间图像。

1．若做匀变速直线运动，则某点的瞬时速度等于以该点的时刻为中间时刻的一小段时间内的平均速度。

2．若v­t图像为一倾斜的直线，则物体做匀变速直线运动，图像的斜率表示加速度。

三、实验器材电磁打点计时器、学生电源、复写纸、纸带、导线、一端带有定滑轮的长木板、小车、细绳、槽码、刻度尺、坐标纸。

四、进行实验1．如图所示，把一端带有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端，连接好电路。

2．把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下面挂上适当的槽码，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的后面。

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串小点，随后立即关闭电源。

换上新纸带，重复实验三次。

五、数据处理与分析1．挑选纸带并测量在三条纸带中选取一条点迹最清晰的。

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

每5个点(相隔0.1 s)取一个计数点进行测量，如图所示(相邻两点间还有4个点未画出)。

2．瞬时速度的计算和记录(1)计算方法：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v n ＝x n ＋x n ＋12T 。

如图中计数点4的速度v 4＝x 4＋x 52T，其中T ＝0.1 s 。

(2)设计表格并记录相关数据(1)定标度：坐标轴的标度选取要合理，应使图像大致分布在坐标平面中央。

(2)描点：在坐标纸上确定出各个坐标点的位置。

(3)连线：用一条平滑的曲线或直线“拟合”这些点。

实验02探究小车速度随时间变化的规律探究小车速度随时间变化的规律1．【实验原理】利用打上点的纸带测量物体的瞬时速度，从而研究物体的运动。

2．【实验器材】电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片。

3．【实验步骤】(1)按照如图所示实验装置，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源。

(2)把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的槽码，纸带穿过打点计时器，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，后放开小车。

(4)小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带。

(5)换纸带重复实验三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析。

4．【数据处理】（1）选取计数点（2）利用平均速度求瞬时速度：v n ＝x n ＋x n ＋12T 。

（3）描绘v -t 图像 5．【注意事项】(1)实验中先接通电源，后让小车运动，实验完毕应先断开电源后取纸带。

(2)小车到达长木板末端前应让小车停止运动，防止小车落地和小车与滑轮相撞。

(3)选纸带时应选点迹清晰的，且舍去打点密集部分。

(4)注意区别计时点和计数点，明确计数点间的时间间隔。

(5)作图像时，纵、横坐标轴单位的选取要适当，同时注意连线的原则。

6．【误差分析】(1)木板的粗糙程度不同引起的误差。

(2)电源频率不稳引起的误差。

(3)测量纸带上的打点位移有误差。

(4)在坐标纸上描点、作图时引起误差。

操作要领(1)平行：细绳、纸带与长木板平行。

(2)靠近：小车释放前，应靠近打点计时器的位置。

(3)先后：实验时先接通电源，后释放小车；实验后先断开电源，后取下纸带。

(4)防撞：小车到达滑轮前让其停止运动，防止与滑轮相撞或掉下桌面摔坏。

(5)适当：悬挂槽码要适当，避免纸带打出的点太少或过于密集。

创新角度：实验装置的改进【典例1】利用如图所示的装置研究匀变速直线运动．(1)实验时，测出遮光条的宽度d ，在砝码盘中放上砝码，让滑块从光电门1的右侧由静止释放，用数字毫秒计测出遮光条经过光电门1和2的时间分别为t 1和t 2，测出从光电门1到光电门2所用的时间为Δt ，计算出滑块的加速度大小a ＝________(用d 、t 1、t 2和Δt 表示) (2)一个同学利用(1)中的装置实验时，保持滑块的质量、砝码盘和砝码的总质量不变，撤去光电门1，在某位置静止释放滑块，记录滑块的释放位置到光电门2的距离，记录遮光条的遮光时间，多次改变滑块的释放位置，重复实验．记录下的距离为x 1、x 2、x 3、…，时间为t 1、t 2、t 3、…，以x 为纵轴，1t 2为横轴，描点作图得到一条过原点的倾斜直线，已知该直线的斜率为k ，则滑块匀变速运动过程中的加速度大小a ＝________(用d 和k 表示)．【典例2】(2021·天津等级考，节选)某实验小组利用手机的录像功能拍下小球在斜面上做匀加速直线运动的过程。

2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律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，并由图像计算小车的加速度和判断小车的运动情况．考点精析一、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．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．三、实验步骤1．如图1所示，把一端带有定滑轮的长铝板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面．铝板上放一个可以左右移动的小车，小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过滑轮系有槽码的细绳．图12．把小车停在靠近(“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：x 1、x 2、x 3、x 4、x 5…，再计算出相邻的两个计数点间的距离：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，…，填入自己设计的表中．图22．求各计数点的瞬时速度(1)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，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 2 3 4 5 6 … 时刻t /s0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 v 1/(m ·s －1) v 2/(m ·s －1) v 3/(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． 4．根据所画v －t 图像求出小车运动的加速度a ＝ΔvΔt .1．开始释放小车时，应使小车靠近(填“靠近”或“远离”)打点计时器．2．先启动打点计时器，等打点稳定后，再放开小车(填“启动打点计时器”或“放开小车”)． 3．打点完毕，立即关闭电源．4．选取一条点迹清晰的纸带，舍掉开头点迹密集部分，选取适当的计数点(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．不要分段测量各段距离，应尽可能地一次测量完毕(可统一量出各计数点到计时起点之间的距离)． 6．在坐标纸上画v －t 图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像大致布满坐标纸.7.作v －t 图像时，我们利用的是瞬时速度，但某一点的瞬时速度是难以测量的，我们可以用一小段时间内的平均速度表示该点的瞬时速度，这是处理这一类问题的方法.一、单选题1．（2023·高一课时练习）在用打点计时器测速度的实验中，某同学得到一张打点清晰的纸带如图所示，要求测出D 点瞬时速度，本实验采用包含D 点在内的一段距离中的平均速度来近似地代表D 点的瞬时速度，已知电源频率50Hz ，下列几种方法中最准确的是（ ）例题精讲考点深化A ．1D AGv t =∆，10.12s t ∆= B ．2D BEv t =∆，20.06s t ∆= C ．3D BGv t =∆，30.1s t ∆= D ．4D CEv t =∆，40.04s t ∆= 2．（2023·高一课时练习）在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法正确的是（ ） A ．分别逐个测出每两个相邻计数点间的距离，这样便于记录 B ．为使测量更为严谨，应把打下的第一个点作为第一个测量点C ．为了便于测量，应舍掉开头一些过于密集的点，找一个适当的点当作计时起点D ．两相邻计数点间的时间间隔必须是0.1 s3．（2023秋·湖南郴州·高一校联考期末）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，使用电磁打点计时器（所用交流电的频率为50Hz ），得到如图所示的纸带，图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是（ ）A ．实验时应先放开纸带再接通电源B ．从纸带上不可能求出计数点C 对应的速率 C ．从纸带上可以求出计数点B 对应的速率D ．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s4．（2023春·湖南衡阳·高一校考开学考试）如图所示，“探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律”实验中打出的一条纸带，相邻计数点间的时间间隔为T ，则打C 点时物体运动速度的大小为（ ）A ．21x x T- B ．21x x T+ C ．212x x T- D ．212x x T+二、多选题5．（2023·广东阳江·高二校考学业考试）在实验中，我们经常采用图像法分析数据间的关系，则下列说法不正确的是（ ） A ．连线时应让所有的点都落在线上B ．离线太远的点可以舍去C ．画曲线时尽量使它两侧的点数大致相同D ．用平滑的曲线连接点6．（2023·高一课时练习）如果打点计时器用50Hz 的交流电，下列说法中正确的是（ ）A．打点计时器的打点周期是0.02sB．每隔2个点取一个计数点，则计数周期为0.04sC．每隔5个点取一个计数点，则计数周期为0.1sD．每5个点取一个计数点，则计数周期为0.1s三、填空题7．（2023·高一课时练习）某同学利用图（a）所示的实验装置探究物块速度随时间的变化．物块放在桌面上，细绳的一端与物块相连，另一端跨过滑轮挂上钩码．打点计时器固定在桌面左端，所用交流电源频率为50 Hz．纸带穿过打点计时器连接在物块上．启动打点计时器，释放物块，物块在钩码的作用下拖着纸带运动．打点计时器打出的纸带如图（b）所示（图中相邻两点间有4个点未画出）．根据实验数据分析，该同学认为物块的运动为匀加速运动．回答下列问题：（1）在打点计时器打出B点时，物块的速度大小为_______m/s．在打出D点时，物块的速度大小为_______m/s；（保留两位有效数字）（2）物块的加速度大小为_______m/s2．（保留两位有效数字）8．（2023秋·陕西铜川·高一校考阶段练习）如图是某同学用手水平地拉动纸带通过打点计时器后（电源频率为50Hz）得到的纸带，从A点通过计时器到D点通过计时器历时_____ s，位移为_____ m，这段时间内的平均速度为_____ m/s，BC段的平均速度为_____m/s，F点的瞬时速度可以粗略的认为是_____m/s．（平均速度和瞬时速度的结果保留三位有效数字）四、实验题9．（2022秋·云南昭通·高一校考阶段练习）小华同学在“研究匀变速直线运动”的实验中，将打点计时器固定在某处，在绳子拉力的作用下小车拖着穿过打点计时器的纸带在水平木板上运动，如图1所示。