2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律

2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律
学习目标
１．会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度
２．会用表格法处理数据，并合理猜想
３．巧用v-t图象处理数据，观察规律
课前预习
一、实验
1、用 研究小车在重物牵引下的运动，探究小车的速度随 的变化规律。
2、把一段附有 的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出 ，把 固定在长木板上远离 的一端，连接好电路。
3、把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过 ，下边挂上 的钩码，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行，然后把纸带穿过 ，并把纸带的另一端固定在 。
4、把小车停在打点计时器处，先接通 ，后释放 ，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。换上 ，重复实验三次。
二、数据处理
选择纸带的方法是从三条纸带中选择一条 ，舍掉 一些 的点，在后边便于测量的部分找一个开始点来确定 。
三、作速度—时间图像
作v-t图象时，对于每次实验，描出的几个点都 落在一条 线上，如果是没有实验误差的理想情况，代表小车速度与时间关系的点就能够 落在某条 线上。小车运动的v-t图象是一条 。
课内探究
一、实验器材和过程
1、实验器材： ；纸带；复写纸片；低压 电源；小车；细绳；一端附有定滑轮的长木板；钩码；导线；
注意:区分电火花打点计时器----交流电压220V
2、实验步骤：
⑴ 把附有定滑轮的长木板放在实验桌上；
将细绳绕过定滑轮并使定滑轮伸出桌面；把
打点计时器固定，连接好电路。
⑵ 将纸带穿过打点计时器，连在
小车后面。在小车的另一端通过
细绳挂上钩码。
⑶ 先接通电源，然后放开小车，
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，
打完一条纸带后立即关闭电源。
⑷更换纸带，重复做三次。
二、纸带数据的处理及分析
1、分析和选取纸带上的点
从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头比较密集的点迹，在后边便于测量的地方找一个点做计时起点。为了测量方便和减少误差，通常不用每打一次点的时间作为时间的单位，而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是T=0.02 s ×5=0.1 s 。在选好的计时起点下面表明A，在第6点下面表明B，在第11点下面表明C……，点A、B、C……叫做计数点，两个相邻计数点间的距离分别是x1、x2、x3……
2、利用第一章方法得出各计数点的瞬时速度填入下表：
位置 A B C D E F G
时间（s） 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
v(m/s)
三、作v-t图象
以速度v为 轴，时间t为 轴建立直角坐标系，
根据表中的数据，在直角坐标系中描点。
观察描出的几个点，如果大致落在一条直线上，
可以认为在实验误很小的情况下，这些点的连线
是一条直线。
用一条直线“拟合”这些点，得到小车运动的
v-t图象是一条倾斜的直线。
通过观察思考，找出小车的运动速度随时间的
变化规律。如果画出的v-t图象是一条倾斜的直
线，说明小车做速度均匀变化的变速直线运动，
如图所示。
四、注意事项
开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。
先接通电源，计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源。
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。
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，从而使误差增大。加速度的大小以能在60cm长的纸带上清楚地取得六七个计数点为宜。
5．要区别计时器打出的点和人为选取的计数点。一般在纸带上每5个点取一个计数点，间隔为0.1 s 。
课堂小结： 1.我学会了： ______________________________________。
2.我的困惑是：_____________________ _________
课堂练习
【小试身手 轻松过关】
1．在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，按照实验进行的先后顺序，将下述步骤地代号填在横线上 。
A．把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面
B．把打点计时器固定在木板的没有滑轮的一端，并连好电路
C．换上新的纸带，再重做两次
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．把一条细线拴在小车上，细线跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码
G．断开电源，取出纸带
2．在下列给出的器材中，选出“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中所需的器材并填在横线上（填序号）。
①打点计时器 ②天平 ③低压交流电源 ④低压直流电源 ⑤细线和纸带 ⑥钩码和小车 ⑦秒表 ⑧一端有滑轮的长木板 ⑨刻度尺
选出的器材是
3．某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如表格中所示：
计数点序号 1 2 3 4 5 6
计数点对应时刻（s） 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
通过计数点的速度（cm/s） 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 138.0
请作出小车的v-t图象，并分析运动特点。
4．两做直线运动的质点A、B的 v- t图象如图所示，
试分析它们的运动情况。
【基础训练 锋芒初显】
5．一个人沿平直的街道匀速步行到邮局去发信，又以原速率步行返回原处，设出发时的方向为正，在下列四个图中近似描述他的运动的是（ ）
6．甲、乙两物体在同一直线上运动，它们的 v-t 图象如图，可知（ ）
A．在t1时刻，甲和乙的速度相同
B．在t1时刻，甲和乙的速度大小相等，方向相反
C．在t2时刻，甲和乙的速度方向相同，加速度方
向也相同
D．在t2时刻，甲和乙的速度相同，加速度也相同
【举一反三 能力拓展】
7．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图给出了从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点。测得：s1=1.40 cm，s2=1.90 cm，s3=2.38 cm， s4= 2.88 cm，s5=3.39 cm，s6=3.87 cm。那么：
（1）在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：v1= cm/s ，v2= cm/s ，v3= cm/s ，v4= cm/s ，v5= cm/s 。
（2）在平面直角坐标系中作出速度—时间图象。
（3）分析小车运动速度随时间变化的规律。
§2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律参考答案
1．DBFAEGC 2．①③⑤⑥⑧⑨
3．解析：用描点法做出v-t图象如下图所示。
4．解：对A而言，0-t1时间内速度随时间均匀增加，达到v1后做匀速直线运动。
5．B 6．A
7．（1）16.50 21.40 26.30 31.35 36.30 （2）如图示 （3）v随t均匀增加
详解：（1）显然，两个相邻计数点之间的时间间隔为T=0.02×5s=0.1s。各点对应的速度分别为：，v2、v3、v4、v5同理可得。（2）利用描点法作出v-t图象。
v/m·s-1
t/s
0
5
10
15
10
20
30
40
50
v
v1
v2
0
t2
t1
t
B
A
第 4 题图
A
t
v
0
B
t
v
0
C
t
v
0
D
第 5 题图
t
v
0
第 6 题图
甲
t1
t
0
t2
乙
v
s6
s5
s4
s3
s2
s1
第 7 题图
0
1
2
3
4
5
6
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