2.1實驗探究小車速度隨時間變化的規(guī)律講義高一上學期物理人教版

實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律知識知識點梳理一、實驗原理1．利用紙帶計算瞬時速度：以紙帶上某點為中間時刻取一小段位移，用這段位移的平均速度表示這點的瞬時速度．二、實驗器材電磁打點計時器（或電火花計時器）、低壓交流電源、導線、紙帶、帶滑輪的長木板、小車、鉤碼、細繩、復寫紙片、刻度尺．三、實驗步驟1．按照圖固定好實驗器材，并連接好電路。2．把小車停在靠近打點計時器的位置。3．啟動計時器，然后放開小車，讓它拖著紙帶運動。打點計時器在__紙帶__上打下一行小點。4．關(guān)閉電源，取下紙帶。5．增減所掛的槽碼（或在小車上放置重物），更換紙帶，再做兩次實驗。四、實驗分析1.數(shù)據(jù)處理：如圖所示，一般不是直接測量相鄰兩個計數(shù)點間的距離，而是先測量出各個計數(shù)點到計時零點的距離x1、x2、x3、x4、x5，再計算出相鄰的兩個計數(shù)點間的距離.Δx1＝x1，Δx2＝x2－x1，Δx3＝x3－x2，Δx4＝x4－x3，Δx5＝x5－x4.2.求各計數(shù)點的瞬時速度（1）各計數(shù)點對應(yīng)的瞬時速度用平均速度來代替，即v1＝eq\f(Δx1＋Δx2,2T)，v2＝eq\f(Δx2＋Δx3,2T)，…。T為相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔，若交流電源頻率為50Hz，每5個點取一個計數(shù)點（中間隔4個點），則T＝0.1s.（2）設(shè)計表格并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)位置編號1234567時刻t/s0.10.20.30.40.50.60.7v/（m·s－1）五、數(shù)據(jù)分析作出小車運動的v－t圖象①在坐標紙上建立直角坐標系，橫軸表示時間，縱軸表示速度，并根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標系中描點。②畫一條直線，讓這條直線通過盡可能多的點，不在線上的點均勻分布在直線的兩側(cè)，偏差比較大的點忽略不計，如圖所示。③觀察所得到的直線，分析物體的速度隨時間的變化規(guī)律。④據(jù)所畫v－t圖像求出小車運動的加速度a＝eq\f(Δv,Δt)。六、實驗結(jié)論（1）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(guī)律．（2）據(jù)所畫v－t圖象求出小車運動的加速度a＝eq\f(Δv,Δt).知識點練習知識點練習練習題1：（多選）在“探究小車速度隨時間變化規(guī)律”的實驗中，下列操作中正確的有（

）A．在釋放小車前，小車要靠近打點計時器B．打點計時器應(yīng)放在長木板的有滑輪一端C．應(yīng)先接通電源，后釋放小車D．電火花計時器應(yīng)使用低壓交流電源練習題2：（多選）關(guān)于打點計時器的原理和使用方法，下列說法中正確的是（）A．打點計時器應(yīng)接交流電源，交流電源頻率通常為50HzB．如果紙帶上相鄰兩個計數(shù)點之間有四個點，則相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔是0.08sC．如果打點計時器在紙帶上打下的點先密集后稀疏，則說明紙帶的速度由小變大D．電磁打點計時器接在220V交流電源上，電火花計時器接在4～6V交流電源上練習題3：在“探究勻變速直線運動的速度隨時間變化規(guī)律”的實驗中，某同學在坐標紙上畫出以下關(guān)系圖線，其中作圖正確的是（）A. B.

C. D.練習題4：在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，下列實驗操作中，錯誤的是（）A.打點計時器應(yīng)使用交流電源

B.將打點計時器固定在長木板無滑輪一端，并接好電源

C.實驗開始時，先釋放小車，再接通打點計時器電源

D.打點結(jié)束后，先斷開電源，再取下紙帶練習題5：小明同學拉著穿過打點計時器的紙帶的一端，向左運動，在紙帶上打出了一系列的點，點跡分布如圖所示，請你由此判斷紙帶的運動情況是（）

A.先勻速直線運動后減速直線運動 B.先加速直線運動后勻速直線運動

C.先減速直線運動后加速直線運動 D.先加速直線運動后減速直線運動練習題6：“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，如圖甲、乙兩個圖象為甲、乙兩位同學從實驗中得到數(shù)據(jù)后畫出的小車運動的圖象。下列說法正確的是（）A.甲的實驗誤差比乙的實驗誤差小

B.甲的實驗誤差比乙的實驗誤差大

C.甲在實驗中處理紙帶時沒有舍掉開頭一些密集的點跡

D.乙在實驗中處理紙帶時沒有舍掉開頭一些密集的點跡練習題7：在實驗中，利用紙帶上的數(shù)據(jù)和第一章的方法得出各計數(shù)點的瞬時速度后，以速度

v為縱軸，以時間

t為橫軸建立直角坐標系

,某次實驗中某同學描出的點如圖所示

在直角坐標系上一共描出了10個點

下列思考有道理的（）

①這10個點無論如何也不在一條直線上，因此小車運動的

vt圖象不可能為一條直線，而應(yīng)為一條平滑的曲線．

②這10個點中有8個點雖然不在一條直線上，但它們緊挨在一條直線附近，只有

F和

B兩點離這條直線太遠，圖象可能為一條直線．

③在8個點當中只有4個點能畫在一條直線上

（A、

D、

G、

I），有六個點不在該直線上，這條直線肯定不能表示小車運動的規(guī)律．

④與直線偏差較小的點

（C、

E、

H、

J）可能是實驗誤差造成的，而與直線偏離較大的點

（B、

F）則可能是實驗中出現(xiàn)錯誤造成的.

A．①③B．②④C．①②D．③④練習題8：在用打點計時器探究勻變速直線運動的速度隨時間變化規(guī)律的實驗中,獲得的一段紙帶如圖所示,A、B、C、D為相鄰的四個計數(shù)點,已知AB=1.80cm、BC=2.00cm、CD=2.20cm,相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為0.1s.關(guān)于該實驗,下列說法正確的是（）A.相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為0.1s是用秒表測出的B.實驗時應(yīng)先釋放小車再接通電源C.打點計時器打C點時,小車的速度為0.42m/sD.小車運動的加速度是0.2m/s2練習題9：小明同學在學習了DIS實驗后，設(shè)計了一個測物體瞬時速度的實驗，在小車上固定擋光片，使擋光片的前端與車頭齊平，將光電門傳感器固定在軌道側(cè)面，墊高軌道的一端。小明同學將小車從該端同一位置由靜止釋放，獲得了如下幾組實驗數(shù)據(jù)。以下表述正確的（）A.四個擋光片中，擋光片Ⅰ的寬度最小B.四個擋光片中，擋光片Ⅲ的寬度最小C.四次實驗中，第一次實驗測得速度最接近小車車頭到達光電門時的瞬時速度D.四次實驗中，第四次實驗測得速度最接近小車車頭到達光電門時的瞬時速度練習題10：利用如圖甲所示的實驗裝置“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”。（1）若使用的交流電頻率為50Hz，打點計時器每隔_______s打一次點；（2）甲圖中打點計時器的工作電源是_________。A．220V直流電源

B．220V交流電源C．8V直流電源

D．8V交流電源（3）在做該實驗時，下列說法正確的是________；A．先接通電源，后釋放紙帶B．停電后也可換用干電池來做C．釋放小車時小車應(yīng)在靠近打點計時器的一端D．計數(shù)點必須從紙帶上打的第一個點開始選取（4）如圖乙所示為小車做勻加速直線運動打出的一條紙帶，A、B、C、D、E是五個相鄰的計數(shù)點，兩相鄰計數(shù)點間還有四個點未畫出，電源頻率為50Hz。打點計時器打下點C時小車的速度vC=______m/s。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。練習題11：在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，某同學得到一條用電火花打點計時器打下的紙帶如圖7甲所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)點，每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點圖中沒有畫出，電火花打點計時器接220V、50Hz交變電源．他經(jīng)過測量并計算得到電火花打點計時器在打B、C、D、E、F各點時小車的瞬時速度如下表：對應(yīng)點BCDEF速度(m/s)0.1410.1850.2200.2540.301（1）設(shè)電火花打點計時器的打點周期為T，計算vF的公式為vF＝________；（2）根據(jù)（1）中得到的數(shù)據(jù)，以A點對應(yīng)的時刻為t＝0，試在圖乙所示坐標系中合理地選擇標度，作出v－t圖像．（3）利用該圖像求小車的加速度a＝________m/s2；（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）（4）如果當時電網(wǎng)中交變電流的電壓變成210V，而做實驗的同學并不知道，那么加速度的測量值與實際值相比________（選填“偏大”“偏小”“不變”）．練習題12：在“測定勻變速直線運動的加速度”的實驗中，是用打點計時器在紙帶上打的點記錄小車的運動情況。（1）下列給出的器材中，有一部分已經(jīng)選好了，請選出還需要的器材。A．電磁打點計時器B．天平C．低壓交流電源D．低壓直流電源E．細繩和紙帶F．鉤碼和小車G．秒表H．一端有滑輪的長木板I．刻度尺選出的器材有AEFH，還需要_______________.（2）某同學做此實驗時步驟如下：A.拉住紙帶，將小車移至靠近打點計時器處，放開紙帶，再接通電源。B.將打點計時器固定在長木板上，并接好電路。C.把一條繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下面掛上適當?shù)你^碼。D.小車停止運動后，直接取下紙帶。E.將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔。F.換上新紙帶，重復操作三次，然后從各紙帶中選取一條清晰的進行數(shù)據(jù)處理。其中錯誤或遺漏的步驟有：①；②。將以上步驟完善后按合理的順序填寫在下面橫線上：實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律知識知識點梳理一、實驗原理1．利用紙帶計算瞬時速度：以紙帶上某點為中間時刻取一小段位移，用這段位移的平均速度表示這點的瞬時速度．二、實驗器材電磁打點計時器（或電火花計時器）、低壓交流電源、導線、紙帶、帶滑輪的長木板、小車、鉤碼、細繩、復寫紙片、刻度尺．三、實驗步驟1．按照圖固定好實驗器材，并連接好電路。2．把小車停在靠近打點計時器的位置。3．啟動計時器，然后放開小車，讓它拖著紙帶運動。打點計時器在紙帶上打下一行小點。4．關(guān)閉電源，取下紙帶。5．增減所掛的槽碼（或在小車上放置重物），更換紙帶，再做兩次實驗。四、實驗分析1.數(shù)據(jù)處理：如圖所示，一般不是直接測量相鄰兩個計數(shù)點間的距離，而是先測量出各個計數(shù)點到計時零點的距離x1、x2、x3、x4、x5，再計算出相鄰的兩個計數(shù)點間的距離.Δx1＝x1，Δx2＝x2－x1，Δx3＝x3－x2，Δx4＝x4－x3，Δx5＝x5－x4.2.求各計數(shù)點的瞬時速度（1）各計數(shù)點對應(yīng)的瞬時速度用平均速度來代替，即v1＝eq\f(Δx1＋Δx2,2T)，v2＝eq\f(Δx2＋Δx3,2T)，…。T為相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔，若交流電源頻率為50Hz，每5個點取一個計數(shù)點（中間隔4個點），則T＝0.1s.（2）設(shè)計表格并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)位置編號1234567時刻t/s0.10.20.30.40.50.60.7v/（m·s－1）五、數(shù)據(jù)分析作出小車運動的v－t圖象①在坐標紙上建立直角坐標系，橫軸表示時間，縱軸表示速度，并根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標系中描點。②畫一條直線，讓這條直線通過盡可能多的點，不在線上的點均勻分布在直線的兩側(cè)，偏差比較大的點忽略不計，如圖所示。③觀察所得到的直線，分析物體的速度隨時間的變化規(guī)律。④據(jù)所畫v－t圖像求出小車運動的加速度a＝eq\f(Δv,Δt)。六、實驗結(jié)論（1）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(guī)律．（2）據(jù)所畫v－t圖象求出小車運動的加速度a＝eq\f(Δv,Δt).知識點練習知識點練習練習題1：（多選）在“探究小車速度隨時間變化規(guī)律”的實驗中，下列操作中正確的有（

AC

）A．在釋放小車前，小車要靠近打點計時器B．打點計時器應(yīng)放在長木板的有滑輪一端C．應(yīng)先接通電源，后釋放小車D．電火花計時器應(yīng)使用低壓交流電源練習題2：（多選）關(guān)于打點計時器的原理和使用方法，下列說法中正確的是（AC）A．打點計時器應(yīng)接交流電源，交流電源頻率通常為50HzB．如果紙帶上相鄰兩個計數(shù)點之間有四個點，則相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔是0.08sC．如果打點計時器在紙帶上打下的點先密集后稀疏，則說明紙帶的速度由小變大D．電磁打點計時器接在220V交流電源上，電火花計時器接在4～6V交流電源上練習題3：在“探究勻變速直線運動的速度隨時間變化規(guī)律”的實驗中，某同學在坐標紙上畫出以下關(guān)系圖線，其中作圖正確的是（A）A. B.

C. D.練習題4：在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，下列實驗操作中，錯誤的是（C）A.打點計時器應(yīng)使用交流電源

B.將打點計時器固定在長木板無滑輪一端，并接好電源

C.實驗開始時，先釋放小車，再接通打點計時器電源

D.打點結(jié)束后，先斷開電源，再取下紙帶練習題5：小明同學拉著穿過打點計時器的紙帶的一端，向左運動，在紙帶上打出了一系列的點，點跡分布如圖所示，請你由此判斷紙帶的運動情況是（D）

A.先勻速直線運動后減速直線運動 B.先加速直線運動后勻速直線運動

C.先減速直線運動后加速直線運動 D.先加速直線運動后減速直線運動練習題6：（多選）“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，如圖甲、乙兩個圖象為甲、乙兩位同學從實驗中得到數(shù)據(jù)后畫出的小車運動的圖象。下列說法正確的是（BC）A.甲的實驗誤差比乙的實驗誤差小

B.甲的實驗誤差比乙的實驗誤差大

C.甲在實驗中處理紙帶時沒有舍掉開頭一些密集的點跡

D.乙在實驗中處理紙帶時沒有舍掉開頭一些密集的點跡練習題7：在實驗中，利用紙帶上的數(shù)據(jù)和第一章的方法得出各計數(shù)點的瞬時速度后，以速度

v為縱軸，以時間

t為橫軸建立直角坐標系

,某次實驗中某同學描出的點如圖所示

在直角坐標系上一共描出了10個點

下列思考有道理的（B）

①這10個點無論如何也不在一條直線上，因此小車運動的

vt圖象不可能為一條直線，而應(yīng)為一條平滑的曲線．

②這10個點中有8個點雖然不在一條直線上，但它們緊挨在一條直線附近，只有

F和

B兩點離這條直線太遠，圖象可能為一條直線．

③在8個點當中只有4個點能畫在一條直線上

（A、

D、

G、

I），有六個點不在該直線上，這條直線肯定不能表示小車運動的規(guī)律．

④與直線偏差較小的點

（C、

E、

H、

J）可能是實驗誤差造成的，而與直線偏離較大的點

（B、

F）則可能是實驗中出現(xiàn)錯誤造成的.

A．①③B．②④C．①②D．③④練習題8：在用打點計時器探究勻變速直線運動的速度隨時間變化規(guī)律的實驗中,獲得的一段紙帶如圖所示,A、B、C、D為相鄰的四個計數(shù)點,已知AB=1.80cm、BC=2.00cm、CD=2.20cm,相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為0.1s.關(guān)于該實驗,下列說法正確的是（D）A.相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為0.1s是用秒表測出的B.實驗時應(yīng)先釋放小車再接通電源C.打點計時器打C點時,小車的速度為0.42m/sD.小車運動的加速度是0.2m/s2練習題9：小明同學在學習了DIS實驗后，設(shè)計了一個測物體瞬時速度的實驗，在小車上固定擋光片，使擋光片的前端與車頭齊平，將光電門傳感器固定在軌道側(cè)面，墊高軌道的一端。小明同學將小車從該端同一位置由靜止釋放，獲得了如下幾組實驗數(shù)據(jù)。以下表述正確的（D）A.四個擋光片中，擋光片Ⅰ的寬度最小B.四個擋光片中，擋光片Ⅲ的寬度最小C.四次實驗中，第一次實驗測得速度最接近小車車頭到達光電門時的瞬時速度D.四次實驗中，第四次實驗測得速度最接近小車車頭到達光電門時的瞬時速度練習題10：利用如圖甲所示的實驗裝置“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”。（1）若使用的交流電頻率為50Hz，打點計時器每隔__0.02_____s打一次點；（2）甲圖中打點計時器的工作電源是____B_____。A．220V直流電源

B．220V交流電源C．8V直流電源

D．8V交流電源（3）在做該實驗時，下列說法正確的是___AC_____；A．先接通電源，后釋放紙帶B．停電后也可換用干電池來做C．釋放小車時小車應(yīng)在靠近打點計時器的一端D．計數(shù)點必須從紙帶上打的第一個點開始選?。?）如圖乙所示為小車做勻加速直線運動打出的一條紙帶，A、B、C、D、E是五個相鄰的計數(shù)點，兩相鄰計數(shù)點間還有四個點未畫出，電源頻率為50Hz。打點計時器打下點C時小車的速度vC=__0.23____m/s。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。練習題11：在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，某同學得到一條用電火花打點計時器打下的紙帶如圖7甲所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)點，每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點圖中沒有畫出，電火花打點計時器接220V、50Hz交變電