0201实验：探究小车速度随时间变化的规律

（精心整理，诚意制作）第二章匀变速直线运动的研究1．关于用打点计时器探究小车速度随时间变化规律的实验，下列说法中正确的是( )．A．打点计时器应固定在长木板上，且靠近滑轮一端B．开始实验时小车应靠近打点计时器一端C．应先接通电源，待打点稳定后再释放小车D．牵引小车的钩码个数越多越好2．关于纸带上打点间隔的分析，下列说法正确的是( )．A．沿着点迹运动的方向看去，点间距离越来越小，说明纸带在做加速运动B．沿着点迹运动的方向看去，点间距离越来越小，说明纸带在做减速运动C．纸带上点间间隔相等，表示纸带是匀速运动的D．纸带上点间间隔相等，表示纸带是变速运动的3．在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下述测量每相邻两计数点间距离的方法正确的是( )．A．当某两个计数点间的距离较大时，可以用短尺把它分段来测量B．当某两个计数点间的距离较小时，可以用短尺一次把它测完C．测量每两个相邻计数点间的距离，应该用带着毫米刻度的长尺的零刻度对准起点，读出各计数点对应的刻度值，然后逐一相减，得到每两个计数点间距离的数值D．分别逐个测出每两个计数点间的距离，这样便于记录4．在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，关于计数点间时间间隔的下列说法中正确的是( )．A．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10 sB．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08 sC．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10 sD．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08 sE．每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10 s5．如图2－1－6所示是用电磁打点计时器测定匀加速直线运动的加速度时得到的一条纸带，测量出AB＝1.2 cm，AC＝3.6 cm，AD＝7.2cm，计数点A、B、C、D中，每相邻两个计数点之间有四个点未画出，以下说法正确的是( )．图2－1－6A．电磁打点计时器是只能记录时间而不能记录位移的仪器B．若电源频率f＝50 Hz，则每相邻的两个计数点之间的时间间隔为0.1 s C．打B点时运动物体的速度v B＝0.20 m/sD．本实验也可以采用电火花计时器6．一电火花打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下如图2－1－7甲所示．图2－1－7(1)电火花打点计时器使用________电源(填“直流”或“交流”)，工作电压________ V.(2)打点计时器打A点时小车的速度v A＝________ m/s.7．在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时，如图2－1－8是某次实验的纸带，舍去前面比较密的点，从0点开始，每5个连续点取1个计数点，标以1、2、3……那么相邻两个计数点之间的时间为________s，各计数点与0计数点之间的距离依次为x1＝3 cm、x2＝7.5 cm、x3＝13.5 cm，则物体通过1计数点的速度v1＝________m/s，通过2计数点的速度v2＝________ m/s，运动的加速度为________ m/s2.图2－1－88．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点周期为0.02 s的计时器记录小车做匀变速直线运动的纸带如图2－1－9所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5共6个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺，零刻度线跟“0”计数点对齐．由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离d1、d2、d3.图2－1－9(1)读出距离：d1＝1.20 cm，d2＝____________ cm，d3＝________ cm；(2)计算小车通过计数点“2”的瞬时速度大小v2＝______m/s；(结果保留两位有效数字)；(3)小车的加速度大小a＝________ m/s2.(结果保留两位有效数字)9．一小球在桌面上从静止开始做加速运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置编号．如图2－1－10所示，1位置恰为小球刚开始运动的瞬间，作为零时刻．摄影机连续两次曝光的时间间隔均为0.5s，小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置的速度分别为v1＝0，v2＝0 .06 m/s，v3＝________ m/s，v4＝0.18 m/s，v5＝________m/s.在坐标图2－1－11中作出小球的速度－时间图象(保留描点痕迹)．图2－1－10图2－1－1110．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，记录小车运动的一段纸带如图2－1－12所示，在纸带上选择A、B、C、D、E、F六个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出．(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/s00.10.20.3小车的速度v/(m·s－1)0.250.45图2－1－12(2)根据表中的数据，在图2－1－13中作出小车运动的v－t图象：图2－1－13(3)根据作出的v－t图线可得小车运动的加速度为________ m/s2.。

探究小车速度随时间变化的规律一、实验目的：1、练习使用打点计时器，学会使用打上点的纸带研究物体运动2、探究小车速度随时间变化的规律，判断物体是否做匀变速运动3、测定匀变速运动的加速度二、实验原理：利用打点计时器在纸带上打出的一系列点，求出若干个测量点瞬时速度，绘制v-t 图像，以探究小车速度随时间变化规律三、实验器材：打点计时器、学生电源、导线、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、钩码、刻度尺。

四、实验步骤:1、把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸处桌面。

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，下边挂上合适的钩码。

把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。

3、把小车停在靠近打点计时器处，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列小点。

换上新纸带，重复实验三次。

4、从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点子，在后边便于测量的地方找一个开始点。

为了测量方便和减小误差，通常不用每打一次点的时间作为时间的单位，而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是T=0.02s×5=0.1s。

5、增减所挂钩码数，重复以上步骤。

五、数据处理：1、根据实验记录数据，计算出各计数点瞬时速度，计入表格。

2、以v 为纵轴、t 为横轴，建立平面直角坐标系，描点、连线。

3、分析v-t 图象，描述小车运动速度随时间变化规律。

六、实验误差分析及改进方法：1、模板粗糙程度不同，摩擦不均匀。

实验时应选用较光滑的木板2、纸带拖动时与限位孔及打点器内部摩擦。

将平板的一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上平稳的滑行，以抵消小车收到的摩擦阻力。

3、根据纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬时速度有误差。

对图像上的点一一比对、纠正，舍去试验中误差较大的数据；反复试验，取数据的平均值4、开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。

5、现接通电源，等打点稳定后，再释放小车。

靠近
______(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

例 1 、 在“探究小车速度随时间变化 的规律”的实验中，图7－2甲给出了从0 点开始，每5个点取一个计数点的纸带， 其中 0 ， 1 ， 2 ， 3 ， 4 ， 5 ， 6 都为计数点 . 测得：x1＝1.40 cm，x2＝1.90 cm，x3＝ 2.38 cm，x4＝2.88 cm，x5＝3.39 cm， x6＝3.87 cm.那么：
隔 T＝0.02×5 s＝0.1 s，对应各点的速度分别为： 象． x2＋x3 1.90＋2.38 v2分析小车运动速度随时间变化的规 ＝ ＝ cm/s＝21.40 cm/s (3) 2T 2×0.1 律． v5＝x5＋x6＝3.39＋3.87 cm/s＝36.30 cm/s. 2T 2×0.1
(2)利用描点法作出v－t 图象，如图7－2乙所示.
3.换上纸带重复操作两次. 4.在三条纸带中选择一条最清晰的， 舍弃开头一些过于密集的点，找一个适 当点作为计时起点. 5.选择相隔0.1 s的若干计数点进行 测量，把数据填入设计好的表格. 6.增减所挂钩码数，再做两次实验.
实验的注意事项： • 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.取下纸带前，先断开电源.
作业布置
• 课后2、4
图 7－ 2乙 (3)小车运动的v－t图象是一条倾斜向上的直线， 说明速度随时间均匀增加，它们是“线性关系”. 答案 (1)21.40 36.30 (2)如图7－2乙所示(3)略
二、根据纸带求匀变速直线运动的加速度 例2 、某同学在“探究小车运动速度随时间 变化的规律”的实验中，用打点计时器记录被小 车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、 C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距 离如图7－3甲所示，每两个相邻的计数点之间的 时间间隔为0.1 s.