1.实验：探究小车速度随时间变化的规律


实验必备•自主学习精析典例•素养提升评价检测•素养达标


v­t图像描述小车的运动规律．3．能撰写实验报告，对科学探究过程与结果进行交流和反思．
新课程标准1．掌握实验原理及步骤，会处理实验数据，知道实验应注意的事项．2．能分析实验数据，发现总结小车的运动规律，形成结论，能根据


v­t图像，能基于实验数据求出物体运动的加速度．
核心素养目标科学思维会利用平均速度求解瞬时速度；能根据实验数据求解加速度．科学探究会设计小车速度随时间变化的实验方案，能根据实验数据画出


实验必备•自主学习


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．2．实验器材电磁打点计时器(或电火花计时器)、复写纸、导线、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、槽码、_______、交流电源．刻度尺
一、实验思路1．实验目的(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


3．实验思路如图所示，把一端带有________的长木板平放在实验桌上，木板上放一个可以左右移动的_____，小车一端连接穿过打点计时器的______，另一端连接绕过滑轮系有_____的细绳．小车在槽码的牵引下运动，通过研究纸带上的信息，就可以知道小车运动的速度随时间变化情况．定滑轮小车纸带槽码


二、进行实验1．把附有滑轮的________放在实验台上，并使滑轮伸出桌面，把_________固定在长木板没有滑轮的一端，连接好电路，如图所示．长木板打点计时器


2．把小车停在_____­(选填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置．先______________，后________(选填“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_____­(或在小车上放置重物)，再做两次实验．靠近启动打点计时器放开小车槽码


集
各个计数点到计时起点的距x1、x2、离x3、x4、x5…，再计算出相
邻的两个计数点间的距：Δ离x1＝x1，Δx2＝x2－x1，Δx3＝x3－x2，Δx4＝x4－x3，Δx5＝x5－x4，….密
三、数据记录及数据分析1．采集数据从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉纸带开头一些过于______的点，找一个适当的点作为计时起点．可选择相隔0.1­s(或更短)的若干计数点进行测量．如图所示，先测量出


Δx+Δx
各计数点的瞬时速度(1)各
12
2T 
计数点对应的瞬时速度用平均速度来替代，即1＝v________，
Δx+Δx
23
2T 
v2＝________，…T为相
邻源个计数点间的时间间隔，若交两电流频率H50­为z，每隔
四个点取相一计数点(个邻两个计数点之间还有四个点)，T则＝0.1­s.(2)设计
编号0123456…时刻t/s00.10.20.30.40.50.6­
表格并记录相关数据位置
v/(m·s－1)­­­­­­­­
2．求


坐纸上标建立坐直角标系，横轴表，示间时纵轴表，速度示并根据表格
中的数据在坐­描点．标系中(2)画一条
直线，让这条直线通过尽可能多，点的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，如右图所示．(3)观察
所得到的直变化规，分析物体的速度随时间的线律．(4)根据所画
Δv
Δt 
v­t图像求出小车运动的加速度a＝______．
3．数据分析(1)在


、注意事项1．开
始释器．时，应使小车靠近打点计时放小车2．先接通电源，
等打点稳定后，再释放小车．3．打点
完毕，立即断开电源．4．为
避免小车跟滑轮相碰，在小车到达滑轮前应及时用手按住．5．选
取一点条晰迹清舍的带，纸弃点密集部选．分当适取意数点(注计计数点与计时点的
区别)，弄清楚选的所间间隔T时等于多少秒
．6．在
坐标纸上画-­vt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．
四


精析典例•素养提升


一　实验器材及实验操作典例示
范例1­在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，(1)除
电火花计时器(含纸带、一粉盘)、小车、墨端带有定滑轮的长木板、细绳、槽码、导线和开关
外，在下面仪和器器材中，必须_用的有__使___．A．220­V交流电源B．电
压可调的直C源流电．刻度尺D．停
表E．
天平AC【
解析】　火用电使花计时器时需要以220­用的交流电源，可V用来计时，不需要
停表；处理纸带时需要中刻度尺测量长度；用验实不需要测量质量，故选A、C.
类型


列实验操作步骤中，有明显错误的是________．A．
将车火花计时器固定在长木板上，电带固定在小纸尾部并穿过电火花计时器
限位孔B．把一条细绳
拴在小车上，细绳跨过定滑轮，面下悬挂适当质量的槽码C．
将小车移至．放开定滑轮处D靠近纸带，再接通电源CD【
解析】　实验操作时，将停好纸带的小车接在靠近电火花计时器处，先接通电源，再
释放纸带．C故、D错误正确A，、B．C、D符合题意．
(2)下


对训练1　变化的“探究小车速度随时间在规律”的实验中，(1)实验
室提供了器下以材：电火花计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、槽码、刻度尺、交流电源、停
表、弹簧测力．计其中在本
测力计、停表DBFAEGC
实验中不需要的器材__________是______．(2)按照
实验进行的先后顺序，将的下步骤述代号填在横固定上_________．A．把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面B．把打点计时器线在木板没有滑轮的一端，并连好电路C．换上新的纸带，再重做两次实验D．把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面E．使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动F．把一条细绳
拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的槽码G．断开电源，
取出纸带弹簧
针


对训练2　如图甲板示的(图中所木长水平固定)是高中物理常用的
力学实验装置，现用该装置完速“探究小车成度随时间变化的规律”．(1)图
乙中的实验照片中是否有实验错误、不合理或不必之要处？若存
在问题，请指明问题解析在．所：照片A：实验有
误之错处，选用蓄电池．作为电源照片B：实验有不合理
之处，小车起始点离打点计时器过远．
针


列哪些措施能有助于减小实验的差误____．A．选用
输出电压稳定性更佳的恒定电源B．选用
输出电压变化周期更稳定的交变电源C．
调节滑轮高度，使拉与长木线板平行D．实验中
满足槽码质量m远小于小车的质量ME.实验
前先平衡小车与木板间的擦力摩BC解析：选用
输出电压稳定性更佳的稳器电源，打点定时计不计时，A能错误；选用
输出电压变化周期更稳定的交变电源可使打点周期稳定，减小误差，B正确；
节调滑轮高度，使拉与线长木板平行，可减小误差，C正确车测定小；的速度不需要满足
槽码的质的m远量于小车小质量M，也不需要实验前先平衡小车与木板间的
摩擦力，D、E错误．
(2)下


二　实验数据处理典例示
范例2­­[利用纸带研究物体的运动]如图所示
是某同时用打点计学器研究小车运动规律时
得到的一段据图中的数据纸带，根，计算小车在AB段
BC段、段、CD和DE段度平均速的大车，判断小小运动的性质
．(电源的频率为50­Hz)【答
案】　先加速运动后匀速运动
类型


法(1)直
接由纸带上打出的点的疏密程度粗略判断；(2)先算出
各段的平均速度，再由平均速度的大小判断；(3)利用所画的
v­­­t图像，直接判断．
判断小车运动情况的方


甲所示，所用计时器的工作电压__为___；A．
直．220­V­­­­B流交流220­VC．
直6­V­­­­­­­­D流．交流8­VB
例3­[利用纸带计算速度和加速度]在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中：(1)如图


实验次到得图如乙条所的一示清晰纸带，
截取了其中一段用刻度尺(单：位cm)进行测量，在纸带上标注
了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点(每
两个点迹计注一个标数点)，
已知打点计时器所用电源的频率为50­Hz，
取应数点A对计时刻为0.其中计数点E所在位置的刻度尺
读为________cm数，小车加速过程中DF段
的平均速度为________m/s(计算结果
保留两位有效数
字)，用这一速度表通小车示过E点时的瞬时速度，并
将其描点在坐纸(下图)上(标其中B、C、D、F四
个点已描点完成)．请同
学们在坐标纸上拟合并线，图求解小车运动的加速度
大_a＝______小m/s2(计算结果保留
两位有效数14)．字.501.13.0
(2)某


对训练3　“探究小车速度随时间变化的规律”做的实验．­(1)用一条纸带穿过计时器，
该同学发现有图甲中的两种穿法，感到有点
犹豫．你认的穿为___­(选填“A”或“B”)法效纸．B解析：果更好带应穿过打点计时器的
限位孔，压复在写纸下面，图据甲可知B穿法正确
．
针


成实验后，小明用刻度尺测量纸带距如图离时乙，B点的读数是_____cm，
已知打器点计时点，每0.02­s打一个则B点对应的速度
s(B＝_____m/vvB结果保留三位有效数)字．3.001.35解析：由图可知，B点的
读m为3.00­c数，A、C之间的距为：x离AC＝5.90­cm－0.50­cm＝5.40­cm，根据
匀变速直时运动中线间中点的速度等于该度程中的平均速过，可以求出B点瞬时速度的
大小为/B＝＝ mvs＝1.35­m/s. 
(2)完


实验小组中的四位同学利用同作条纸一的数据带v-t图像，分别
作出了如图所示的四