1實驗：探究小車速度隨時間變化的規律實驗目的、實驗器材、實驗原理實驗目的1.練習使用打點計時器及利用紙帶求速度.2.探究小車速度隨時間變化的規律，學會用v－t圖象處理實驗數據．實驗器材打點計時器、學生電源、復寫紙、紙帶、導線、一端帶有滑輪的長木板、小車、細繩、鉤碼、刻度尺、坐標紙．實驗原理1.打點計時器打出的紙帶能記錄運動物體在不同時刻的位置.2.求紙帶上某點的瞬時速度一般用一小段時間內的平均速度代替.3.用描點法畫出小車的v－t圖象，圖線的傾斜程度表示加速度的大小，如果v－t圖象是一條傾斜的直線，說明物體的速度是均勻變化的.1．把長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路．實驗步驟圖2-1-12．把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪，下邊掛上鉤碼，把紙帶穿過打點計時器，并把紙帶的一端固定在小車的后面．3．把小車停在靠近打點計時器處，接通電源后，釋放小車．4．換上新的紙帶，重復實驗兩次．5．增減所掛鉤碼，按以上步驟再做兩次實驗．1．開始釋放小車時，應使小車靠近打點計時器．2．先接通電源，等打點穩定后，再釋放小車．3．打點完畢，立即斷開電源．4．要防止鉤碼落地，避免小車跟滑輪相碰．5．選取一條點跡清晰的紙帶，適當選取計數點，弄清時間

間隔T.6．畫v－t圖象時，應使圖象盡量分布在較大的坐標平面內.注意事項【典例1】在探究“小車速度隨時間變化的規律”的實驗中，某同學操作以下實驗步驟，其中錯誤或遺漏的步驟有(遺漏步驟可編上序號G……)________． A．將小車安放至靠近打點計時器處，先放開小車，再接

通電源

B．將打點計時器固定在平板上沒有滑輪的一端，并接好

電路對基本實驗要求的考查本實驗中因考查基本實驗要求的題目多有出現，所以對實驗原理、實驗器材、實驗步驟及注意事項等應熟練掌握．C．把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下面吊著適

當重的鉤碼D．取下紙帶E．將平板一端抬高，輕推小車，使小車能在平板上做勻速

運動F．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔將以上步驟完善后寫出合理的步驟順序________．解析實驗中，為保證紙帶上的打點范圍，充分利用紙帶，應先接通電源，后放開小車．步驟A有錯誤；實驗中為保護打點計時器，打完紙帶應立即關閉電源，步驟D有遺漏；為了處理數據時有可選擇性，實驗應重復打三條紙帶，應補充該步驟．答案

(1)步驟A中應先通電，再放紙帶(2)步驟D中取下紙帶前應先斷開電源(3)補充步驟G：換上新紙帶，重復三次實驗步驟順序BECFADG【跟蹤1】在做“探究小車速度隨時間變化的規律”的實驗中，給你以下器材：打點計時器、電池組、紙帶、復寫紙、停表、天平(帶砝碼)、小車、鉤碼、細繩、一端帶有定滑輪的長木板．其中不需要的器材是________、________、______，還需要增添的器材有________、________和________．

答案電池組停表天平(帶砝碼)導線低壓交流電源刻度尺(1)在三條紙帶中選擇一條點跡最清晰的紙帶．(2)找一個適當的點作計時起點(0點)．(3)每5個點(相隔0.1s)取1個計數點進行測量．(如圖2－1－2所示)(4)采集數據的方法：量出各個計數點到計時零點的距離：d1、d2、d3、……算出相鄰的兩個計數點的距離：x1＝d1；x2＝d2－d1；x3＝d3－d2；x4＝d4－d3；……數據處理1．紙帶的選取與測量圖2－1－22．瞬時速度的計算(2)設計表格并記錄相關數據位置編號012345時間t/s00.10.20.30.40.5x/m(dn－dn－1)/mv/(m·s－1)(1)定標度．(2)描點．(3)連線：用一條曲線或直線“擬合”這些點．讓所畫的直線連接盡可能多的點，不能連接的點應均勻分布在直線兩側，舍棄離直線較遠的點．分析小車運動的v－t圖象，描述小車的運動速度隨時間的變化規律．3.畫出小車的v－t圖象4．分析實驗結果得出實驗結論【典例2】在“探究小車速度隨時間變化規律”的實驗中，圖2－1－3給出了從0點開始，每5個點取一個計數點的紙帶，其中0、1、2、3、4、5、6都為計數點，測得x1＝1.40cm，x2＝1.90cm，x3＝2.38cm，x4＝2.88cm，x5＝3.39cm，x6＝3.87cm.

那么：(1)在打點計時器打出點1、2、3、4、5時，小車的速度分別為v1＝________cm/s，v2＝________cm/s，v3＝________cm/s，v4＝________cm/s，v5＝________cm/s.圖2－1－3(2)在平面直角坐標系中作出速度－時間圖象．(3)分析小車運動速度隨時間變化的規律．解析

(1)顯然，兩相鄰的計數點之間的時間間隔為T＝0.02×5s＝0.1s．對應各點的速度分別為：(2)按照橫坐標每0.1s為1個分度，縱坐標每10cm/s為1個分度建立直角坐標系，根據上面計算出來的各計數時刻的速度值，用描點法即可作出小車運動的v－t圖象，如答案圖所示．(3)根據小車運動的v－t圖象是一條向上傾斜的直線，可判斷小車運動的速度是隨時間均勻增加的．答案

(1)16.50

21.40

26.30

31.35

36.30(2)如下圖所示

(3)見解析 (1)處理紙帶時，一定要分清計時點和計數點，搞清計數點之間的時間間隔T.(2)利用極限思想將平均值過渡到瞬時值是物理學中常用的方法．紙帶上某點的瞬時速度等于以此為中心的前、后相鄰兩點間的平均速度．(3)標度的選擇要結合數據及其分布特點制定，以使圖象在坐標系中合理分布，大小適中．【跟蹤2】運動小車拖動的紙帶經過打點計時器后，在紙帶上留下的點中有6個連續清晰的點，測出這6個點的第1點到第6點的距離為18cm，則小車運動的平均速度為(

)． A．0.03m/s B．1.5m/s C．1.8m/s D．180m/s

答案

C1．在實驗過程中，對于減小實驗誤差來說，下列說法中有益的是 (

)． A．選取計數點，把每打5個點的時間間隔作為一個時間

單位

B．使小車運動的加速度盡量地小些 C．舍去紙帶上密集的點，只利用點跡清晰、點間間隔

適當的一部分進行測量、計算

D．選用各處平整程度、光滑程度相同的長木板做實驗對實驗操作的考查解析要減小實驗誤差，應從誤差產生的來源進行分析，從而采取措施，本實驗主要從如何打好紙帶和如何較準確地測量距離、實驗器材的選取等幾個方面來考慮．選取計數點時，利用點跡清晰、點間間隔適當的那一部分進行測量、計算可減小測量誤差；選用各處平整程度、光滑程度相同的長木板做實驗，可以減小因速度變化不均勻帶來的誤差．答案

ACD2．關于“探究小車速度隨時間變化的規律”的實驗操作，下列說法錯誤的是 (

)． A．長木板不能側向傾斜，也不能一端高一端低 B．在釋放小車前，小車應緊靠在打點計時器處 C．應先接通電源，待打點計時器開始打點后再釋放小車 D．要在小車到達定滑輪前使小車停止運動

解析實驗對長木板是否一端高一端低無要求，A錯．釋放小車前，小車應緊靠打點計時器，這樣小車運動后才能帶動紙帶在紙帶上打出更多的點，B對．先接通計時器電源使其打點，再釋放小車，才能在紙帶上打出初速度為零的點，為防止儀器受損，應在小車到達定滑輪前使小車停止運動，故應選A.

答案

A3．在“探究小車速度隨時間變化的規律”的實驗中，得到如圖

2－1－4所示的紙帶，其中A、B、C、D、E、F、G為計數點，相鄰兩計數點間的時間間隔為T，x1、x2、x3、x4、x5、x6分別為AB、BC、CD、DE、EF、FG間的位移，下列可用來計算打D點時小車速度的表達式是 (

)．實驗數據處理及分析圖2－1－4答案

BC4．在探究勻變速直線運動的實驗中，打點計時器使用的交流電源的頻率為50Hz，記錄小車運動的紙帶如圖2－1－5所示，在紙帶上依次選擇6個