2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律-【精彩三年】2024-2025学年高中物理必修1课程探究与巩固Word教参（人教版2019）

第二章　匀变速直线运动的研究

1　实验：探究小车速度随时间变化的规律

 

(见学生用书P21)　　　　　　　

 知识点　探究小车速度随时间变化的规律

1．实验思路：利用打点计时器测量出小车的瞬时速度，画出小车的速度—时间图像，通过图像分析小车的速度随时间变化的规律。

若v——t图像为一条倾斜的直线，则小车做匀变速直线运动，图像的倾斜程度(斜率)表示加速度。

2．实验器材：小车、细绳、槽码、一端带有滑轮的长木板、打点计时器、交流学生电源、导线若干、纸带、刻度尺等。

3．实验步骤

(1)把一端带有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使定滑轮伸出桌面，将打点计时器固定在长木板上，并接好电路。

(2)将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔。

(3)把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的槽码。

(4)拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先接通电源，再放开纸带。

(5)断开电源后取下纸带。

(6)换上新纸带，再做两次实验。

4．数据记录

(1)为了便于测量，舍掉纸带上开始一些过于密集的点，找一个适当的点作为计时起点。

(2)选择相隔0.1 s(或更短)的若干计数点(或计时点)进行测量，用第一章第3节学的方法求出各计数点(或计时点)对应的瞬时速度，并填入表中。

 

5．数据分析

可先用表格法合理猜想(定性)，然后画出v——t图像(定量)，利用图像得出规律。

(1)以时间t为横轴、瞬时速度v为纵轴，建立坐标系，画出速度—时间图像，即v——t图像。

(2)根据画出的速度—时间图像，分析小车速度随时间变化的规律。

(见学生用书P22)　　　　　　　

类型　“探究小车速度随时间变化的规律”实验的问题

1．求纸带上某点对应瞬时速度的方法：纸带上某点对应的瞬时速度等于其两侧相邻点之间的平均速度。

2．根据实验数据画v——t图像时，考虑到误差，不可能所有点都整齐地排列在一条直线上。如果有些点难以落在直线上，连线时，应该尽量使那些不能落在线上的点均匀地分布在线的两侧，这样能起到取平均的效果，也能舍弃误差较大的点。这样画出的直线更符合实际规律。

例1　 [2024·宁波中学高一]在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，图甲所示为实验中获得的一条纸带。A、B、C、D是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出。

(1)如图所示，__乙__(填“乙”或“丙”)图是实验中用到的电磁打点计时器，它是一种能够按照相同的时间间隔在纸带上连续打点的仪器。它使用__交流__(填“交流”或“直流”)电源，由学生电源供电，工作电压约为8 V，当电源的频率是50 Hz时，它每隔__0.02__s打一个点。

(2)在实验中，使用打点计时器时应先__接通电源__，再__释放小车__。(均填“释放小车”或“接通电源”)