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。

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。

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。

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)。

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”．。

专题02 探究小车速度随时间变化的规律1.实验的设计原理(1)由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法如图所示，0、1、2、···为时间间隔相等的各计数点，x 1、x 2、x 3、···为相邻两计数点间的距离，若Δx =x 2-x 1=x 3-x 2=x 4-x 3=C (常量)，即两连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。

(2)由纸带求物体运动加速度的方法 ①用“逐差法”求加速度根据x 4-x 1=x 5-x 2=x 6-x 3=3aT ²(T 为相邻两计数点间的时间间隔)求出236322522141333T x x a T x x a T x x a -=-=-=、、， 再算出平均值3321a a a a ++=①用图像法求加速度 先根据Tx x v n n n 21++=以求出所选的各计数点对应的瞬时速度，后作出v -t 图像，图线的斜率为物体运动的加速度。

2.实验步骤(1)按图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没有滑轮的一端，连接好电路。

(2)把细绳的一端固定在小车上，跨过滑轮后在另一端挂上适量的钩码，让纸带穿过打点计时器的限位孔后一端固定在小车上，用手拉住小车。

(3)先接通电源，后放开小车，让小车运动，这样打点计时器就在纸带上打下一系列点，取下纸带，更换新纸带，至少重复3次。

(4)选取点迹清晰的纸带进行研究，舍去开头比较密集的点，确定好计数始点，每隔4个计时点取一个计数点，使时间间隔为T =0.1s 。

(5)用毫米刻度尺量出各计数点之间的距离1x 、2x 、3x ①n x 。

用逐差法计算加速度的值，最后求其平均值（计算出各计数点对应的瞬时速度，作出v -t 图像，求得直线的斜率即小车运动的加速度)。

典例1：（2022·浙江·高考真题）（1）①“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置如图1所示，长木板水平放置，细绳与长木板平行。

实验探究小车速度随时间变化的规律（1）实验目标要求学生在学会打点计时器的使用、纸带数据处理、测瞬时速度以及速度—时间图象的基础上，运用这些知识和技能探究小车速度随时间变化的规律。

体现通过实验探究培养学生学习物理和研究物理问题的方法，学习寻找规律的方法。

（2）仪器和器材①附有滑轮的长木板；②小车；③带小钩的细线；④25 g的钩码3个，也可以用50 g 的钩码。

或用沙子和小桶代替钩码，用弹簧秤或天平称量⑤打点计时器；⑥纸带；⑦刻度尺；⑧学生电源、导线。

（3）注意事项①打点计时器纸带限位器要与长木板纵轴位置对齐再固定在长木板上，使纸带、小车、拉线和定滑轮在一条直线上。

小车要选择在木板上运动不跑偏或跑偏较小的车。

②牵引小车的钩码以100 g以内为宜。

若用到150 g以上，则纸带上打出的点数不能满足以0．1 s为计数点取6组数值的要求。

解决办法：·用小沙桶替代钩码。

沙桶及沙的质量在40～100 g之间取三种不同质量，可用托盘天平称量沙桶和沙子。

·若用50 g钩码，取至150 g时打出的纸带计数点之间的时间间隔可减小至0．08 s 或0．06 s，可以满足6组以上数据的要求。

·为防钩码落地损伤钩码，可在地面铺泡沫塑料垫。

小沙桶可选择能装100 g以上砂子的带盖塑料瓶。

图2－1③在小车后面安装纸带的方法如图2-1所示。

使小车运动时保持纸带与打点计时器平面、木板平行，减少摩擦力影响。

注意调整滑轮高度，使拉车的线与木板平行，减少拉力的变化。

④开启电源，待打点计时器工作稳定后释放小车，同时用一只手在定滑轮一端准备接住小车，防止小车撞击定滑轮，防止小车落地。

即使安装了防撞挡板，也要防止小车落地。

关断电源后再取纸带，取下纸带后，将所用钩码质量标注在纸带上，并给纸带编号。

⑤纸带上的点先取零点和计数点进行编号再测距离。

测量长度时不要用短刻度尺分别测量相邻两个计数点间的长度，最好用长刻度尺对齐各计数点（不移动尺子）读出各计数点间长度值，避免测量误差的积累。