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1、2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 掌握实验原理及实验仪器的安装与使用学会用图象法处理实验数据能根据“vt”图象描述小车的运动规律知识点1实验原理1瞬时速度的计算：各计数点的瞬时速度可用以该点为中间时刻的一段时间内的 速度来代替：vn2根据vt图象判断运动性质：用描点法可作出小车的vt图象，根据图象的 可判断小车的运动性质。3加速度的计算：利用vt图象的 求出小车的加速度。知识点2实验器材打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、复写纸片、细绳、钩码、刻度尺、导线、 电源。知识点3实验步骤1(如图所示)把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上
2、远离滑轮的一端，连接好电路。2把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，放手后，看小车能否在木板上 ，然后把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定在小车的后面。3把小车停靠在打点计时器处，先 ，后 ，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的小点。4换上新的纸带，重复实验两次。5增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验。 探究一实验操作的注意事项注意事项1开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。2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。3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。4牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大
3、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50cm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T0.025s0.1s。6不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕(可先统一量出各计数点到计数起点O之间的距离)。读数时应估读到毫米的下一位。7描点时最好用坐标纸，在纵、横轴上选取合适的单位，用细铅笔认真描点。典题1在探究小车速度随时间变化的规律实验中，某同学操作中有以下实验步骤，其中有错误或遗漏的步骤。(遗漏步骤可编上序号G、H、)A拉住纸带，将小车移至靠近打
4、点计时器处先放开纸带，再接通电源；B将打点计时器固定在平板上，并接好电路；C把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码；D取下纸带；E将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上平稳地滑行；F将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔。(1)所列步骤中有错误的是： 。(2)遗漏的步骤： 。(3)将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序： 。对点训练1(河南省南阳一中20162017学年高一上学期月考)某同学用打点计时器做研究变速运动的实验。他按下图所示安装好了实验器材，接好了线，准备打开电源开关进行实验。在他所组装的器材中，有三处错误，请你指出：(1) ；(2)_ _；(3) 。探
5、究二实验数据处理的方法1.纸带的选取和处理(1)多条纸带中选取一条点迹清晰且点迹排成直线的纸带进行处理。(2)舍掉开头一段过于密集的点，找一个适当的点作计时起点，为了减少测量误差和便于计算，每隔4个“计时点”选取一个“计数点”进行测时，相邻计数点的时间间隔为0.1秒。(3)测量距离时从选取的计时起点到各个计数点的距离。2数据处理(1)表格法从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点，作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明0、1、2、3、4，测量各计数点到0点的距离x，并记录填入表中。位置编号012345时间t/sx/mv/(ms1
6、)分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距离x1、x2、x3。利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度，填入上面的表格中。根据表格的数据，分析速度随时间怎么变化。(2)图象法在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点。画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在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，如图所示。观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律。据所画vt图象求出小车运动的加速度a。3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
7、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。典题2如图所示，是某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，用打点计时器得到的表示小车运动过程中的一条清晰纸带，打点计时器打点的时间间隔T0.02s，将纸带上每隔四个点(图上没画出)按打点顺序依次标为A、B、C，其中x17.05cm、x27.68cm、x38.33cm、x48.95cm、x59.61cm、x610.26cm。(1)下表列出了打点计时器打下B、C、E、F时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下D点时小车的瞬时速度。位置BCDEF速度/(ms1)0.7370.801 0.9280.994(2)以
8、A点为计时起点，在坐标图中画出小车的速度时间关系图线。（3）根据你画出的小车的速度时间关系图线计算出的小车的加速度a m/s2，方向是 _(填AB，或BA)对点训练2在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5的6个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺，零点跟“0”计数点对齐，由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离填入下列表格中。距离d1d2d3测量值/cm计算小车通过计数点“2”的瞬时速度表达式为 ，具体数值为v2 m/s，小车的加速度是a
9、 m/s2。探究三、用打点计时器研究匀变速直运动的加速度（补充讲解）1 由纸带判断物体的运动性质：2 由纸带求物体运动的速度：3由纸带求物体运动的加速度：(1)由图象求加速度：利用多组数据描绘出vt图象，则vt图线斜率即为物体运动的加速度。(2)利用逐差法求加速度：奇数组数据：偶数组数据：典题3在利用打点计时器研究匀变速直线运动实验中，(1)电火花打点计时器使用 (请选择“低压直流”、“46V交流” “220V交流”)电源，在实验过程中，使用打点计时器时，应 (请选择“先释放纸带，再接通电源”、“先接通电源，再释放纸带”)(2)图甲为某同学在实验中打出的一条纸带，图中所示的是每打5个点所取的计
10、数点，该同学用两种方法处理数据(T为相邻两计数点的时间间隔)：方法A：由a1，a2，a5取平均值；方法B：由a1，a2，a3取平均值。从数据处理方法看，在S1、S2、S3、S4、S5、S6中，对实验结果起作用的，方法A中有 ；方法B中有 。因此，选择方法 (A或B)更合理，这样可以减少实验的 (填写系统或偶然)误差。(2) 图乙为某同学在实验中打出的一条纸带，图中所示的是每打5个点所取的计数点，但由于疏忽第3个计数点位置被污物遮盖，无法看出。该同学仍可直接利用图中的数据求得：该物体的加速度为 m/s2。 打下第2记数点时的速度约为 m/s。(以上计算结果均保留两位有效数字)小试牛刀判一判(1)
11、打点计时器应固定在有滑轮的一端。( )(2)打点计时器直接放在长木板上，不需固定。( )(3)实验时，先让小车运动，再打开电源开关。( )(4)释放小车的位置应远离打点计时器。( )(5)电磁打点计时器需接46V交流电源。( )选一选(多选)在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验时，根据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是()A时间间隔B瞬时速度C加速度D某段时间内的位移想一想某同学用以下方法绘制并得到小车的vt图象如图所示。(1)先把纸带每隔0.1s剪断，得到若干短纸条。(2)再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条的下端对齐，作为时间轴，标出时间。(3)最后
12、将纸条上端中心连起来，于是得到如图所示的vt图象。这样做有道理吗？为什么？1(湖南省衡阳八中20162017学年高一上学期检测)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，将下述步骤的代号填在横线上 。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把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码G断开电源，取出纸带2(山东威海市20162017学年高一上学期三校联考)光电计时器是一种常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有滑块从a、b间通过时，光电计时器就可以显示出物体的挡光时间。现有某滑块在斜面上滑行，先后两次通过光电门1和2，计时器显示的挡光时间分别是t15102s、t23102s，从光电门1到光电门2所经历的总时间t0.15s，用分度值为1mm的刻度尺测量小滑块的长度d，示数如图乙所示。(1)读出滑块的长度d为 cm。(2)滑块通过光电门的速度v1、v2分别为 m/s、
