实验：探究小车速度随时间变化规律 讲义--高一上学期物理人教版（2019）必修第一册 .docx

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1、2.1实验：探究小车速度随时间变化规律一实验目的1.进一步练习打点计时器的使用、纸带数据的处理和测量瞬时速度的方法；2.利用打点计时器打出的纸带上记录的数据，做出速度时间图像，寻找小车速度随时间变化的规律,并会用速度时间图像求加速度。二实验原理(1)利用纸带记录小车的运动情况，通过计算小车在一段时间内的平均速度近似表示这段时间内某点的瞬时速度进行描点作图并判断小车的运动性质；(2)通过纸带的数据采集和v-t图像斜率求解加速度三实验仪器一端有滑轮的长铝板、小车、钩码若干、带小钩的细绳、打点计时器、交流电源、纸带、 、导线若干、坐标纸。四实验步骤（1）附有滑轮的长铝板（各处平整程度、光滑程度相同）

2、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铝板上没有滑轮的一端，连接好电路。（2）用一条细绳拴住小车使细绳跨过滑轮，下边挂上适量的钩码，让纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。实验装置如图所示。（3）把小车停在靠近打点计时器处，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行小点。换上新的纸带，重复实验三次。（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，找一个合适的点作为计时起点，选择相隔0.1 s的若干个点作为计数点，计算出各计数点的瞬时速度，填入表格。（5）增减所挂钩码的个数，再做两次实验。五注意事项1.注意调整滑轮架的角度，使

3、拉小车的细绳与长铝板板面平行.2.释放物体前，应使小车停在靠近打点计时器的位置，以便于打出较多的点3.使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器稳定工作后，再释放纸带.4.小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小而使纸带上打的点过于密集，不便于测量距离.5打完一条纸带要立即关闭电源，以避免其线圈过热而被损坏6要避免小车和滑轮相撞，当小车到达滑轮前要及时用手接住小车7要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个点取一个计数点，即时间间隔为T=0.02*5s=0.1s8对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕(

4、可先统一测量出各个测量点到起始测量点之间的距离)读数时应估读到毫米的下一位记录时分清保留几位有效数字还是几位小数。9描点时最好用坐标纸，在纵轴、横轴上选取合适的单位，用细铅笔认真描点.六数据处理1纸带的选取：从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头一些过于密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点来确定计数点2采集数据的方法：如图，一般不是直接测量相邻两个计数点间的距离，而是先测量出各个计数点到计时零点的距离x1、x2、x3、x4、x5，再计算出相邻的两个计数点的距离x1x1，x2x2x1，x3x3x2，x4x4x3，x5x5x4.3速度的计算方法：各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替。

5、4设计表格并记录相关数据计数点OABCDE时间/s位置/m瞬时速度5.作出小车运动的vt图象6.图象法求加速度：在vt图象上任意取两个间隔较远的点(这两个点不一定是我们表格中已测得的点)，找出它们的坐标值，然后把它们的坐标值代入公式a中求出加速度，即用图线的斜率求加速度逐差法计算加速度的公式：6段位移：。4段位移：等效法求加速度：选择一条打点清晰的纸带，标上记数点，然后将纸带从相邻记数点处剪下，连续剪下45段，然后底边对齐并列贴在有格子的纸上，纸带的排列呈阶梯状，如图所示。那么，这样处理后的纸带能反映物体的运动规律。因为每段纸带长度都对应物体在相等时间内的位移。所以，纸带长度正比于运动速度。从

6、纸带长度均匀增加也可判定物体的运动速度均匀增加。七误差分析1木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀2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3作vt图象时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差 4电源的频率不稳定使T不稳定，造成的误差。1.电磁打点计时器是一种使用_电源的_仪器，它的工作电压是_。当电源频率是50Hz时，它每隔_打一次点。电火花打点计时器是一种使用_电源的计时仪器，它的工作电压是_，使用电磁(电火花)打点计时器时，应将纸带穿过_，复写纸(墨粉盘)要放在纸带的_面；打点时应先_，再让纸带运动。2.计时点是纸带上的点迹，计数点是人为选来做研究的点。若每5个计时点选做一个计数点，则两个计数点之间的时间间隔是_，若每隔四个计时点选做一个计数点，则两个计数点之间的时间间隔是_？高一物理 第 5页 (共2页) 高一物理 第 6页 (共2页)学科网（北京）股份有限公司