第1节 实验：探究小车速度随时间变化的规律-（配套教参）【创新教程·五维课堂】2026-2027学年高中物理必修第一册同步讲义（人教版）

世五维课堂 物理·必修第一册 第二章 匀变速直线运动的研究 第1节 实验：探究小车速度随时间变化的规律 学习目标 核心素养 实验目的 1.巩固打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度 实验探 的方法 究方案 实验器材与实验步骤 2.体验如何从实验研究中获取数据，学会利用图像处理实 探究小车速度随 注意事项 验数据 时间变化的规律 实验数 数据记录数据填入表格 3.能根据“v-t”图像描述小车的运动规律 据处理 数据分析作出v-t图像 对应学生讲义P36 ● 自主预习。探新知 [基础梳理] 4.关闭电源，取下纸带。 [知识点1]实验思路 5.增减所挂的槽码（或在小车上放置重物），更换纸 1.实验目的 带，再做两次实验。 研究小车速度随时间变化的规律，测量小车在不同 时刻的瞬时速度。 [知识点3]数据分析处理 2.实验器材 1.瞬时速度的计算：各计数点的瞬时速度可用以该点 打点计时器、一端附有定滑轮的长铝板、小车、纸 为中间时刻的一段时间内的平均速度来代替： 带、细绳、槽码、刻度尺、导线、交流电源。 =乙n十xn+1 3.实验思路 2T。 如图所示，把一端带有滑轮的长铝板平放在实验桌 2.根据v-t图像判断运动性质： 上，铝板上放一个可以左右移动的小车，小车一端 连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过滑轮 用描点法可作出小车的v-t图像，根据图像的形 系有槽码的细绳。小车在槽码的牵引下运动，通过 状可判断小车的运动性质。 研究纸带上的信息，就可以知道小车运动的速度是 3.加速度的计算：利用v-t图像的斜率求出小车的 怎样随时间变化的。 加速度。 制动装 电源插头 置小车 纸带 [自我检测] 1.思维辨析 (1)长铝板一定要水平放置，不能一端高一端低。 (×) (2)纸带上可以每隔任意相同数量的点选取一个计 [知识点2]进行实验 数点。 (/) 1.按照图固定好实验器材，并连接好电路。 (3)使用刻度尺测量长度时，要进行估读。 (/) 2.把小车停在靠近打点计时器的位置。 3.启动计时器，然后放开小车，让它拖着纸带运动 (4)作-t图像时，所描曲线必须经过每一个点。 打点计时器在纸带上打下一行小点。 (×) ·44· 第二章匀变速直线运动的研究 五维课堂卫 (5)在处理数据时，常用公式法和图像法。 (/) B.使小车运动的加速度尽量小些 2.基础理解 C.舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间 (1)(多选)关于用打点计时器探究小车速度随时间变 隔适当的一部分进行测量、计算 化规律的实验，下列说法正确的是 D,选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做 A.打点计时器应固定在长铝板上，且靠近滑轮 实验 一端 解析：B[用A项方法选取计数点可以使用于测 B.开始实验时小车应靠近打点计时器一端 量和计算的相邻，点间的间隔增大，在用直尺测量 C.应先接通电源，待打点稳定后再释放小车 这些点间的间隔时，在一次测量绝对误差基本相 D.牵引小车的槽码个数越多越好 同的情况下，相对误差较小，因此A正确；在实验 解析：BC[A错，B对：打点计时器与滑轮间的距 中，如果小车运动的加速度过小，打出的点很密， 离要尽可能大，小车尽可能靠近打点计时器，都是 长度测量的相对误差较大，测量准确度会降低，因 为了使小车运动的距离较大，打出较多的点，充分 此小车的加速度略大一些较好，因此B错误；为了 利用纸带。C对：若先释放小车再接通电源，只能 减小长度测量的相对误差，舍去纸带上过于密集， 在纸带的后面部分打点。D错：槽码个数应适当， 甚至分辨不清的点是必要的，因此C正确；如果实 槽码个数少，打的点很密；槽码个数多，打的，点少， 验中所用长木板各部分的平整程度和光滑程度不 都会带来实验误差。] 同，小车的速度变化会不均匀，从而导致实验误差 (2)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下 列做法不能减小实验误差的是 的增大，因此在实验前对所用长木板进行挑选、检 ) A.选取计数点，把每打五个点的时间间隔作为一 查是必要的，故D正确。] 个时间单位 合作探究。攻重难 对应学生讲义P37 探究1 实验操作及注意事项 C,把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面 ◆[探究归纳] 吊着适当重的槽码； 1.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。 D.取下纸带； 2.先接通电源，计时器工作后，再放开小车，当小车停 E.将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上 止运动时及时断开电源。 平稳地滑行； 3.要防止槽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。 F.将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限 4.牵引小车的槽码个数要适当，以免加速度过大而使 位孔。 纸带上的点太少，或者加速度太小，而使各段位移 (1)所列步骤中有错误的是： 无多大差别，从而使误差增大，加速度的大小以能 (2)遗漏的步骤： 在50cm长的纸带上清楚地取得六七个计数点 (3)将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序： 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 思路引导：(1)牢记实验操作的步骤：(2)知道操作 T=0.02×5s=0.1s。 过程的注意事项 6.不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕 [解析](1)步骤A中应先通电，再放纸带，顺序 (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。 不能颜倒；D中取下纸带前先断开电源；E中操作 7.描点时最好用坐标纸，在纵、横轴上选取合适的单 时应不挂槽码。 位，用细铅笔认真描点。 (2)遗漏的步骤G:换上新纸带，重复实验三次。 [例1]在探究小车速度随时间变化的规律实验中， (3)步骤完善后，合理的实验步骤顺序为：BFEC 某同学操作中有以下实验步骤，其中有错误或遗漏 ADG。 的步骤。（遗漏步骤可编上序号G、H、…) A.拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处先放 [答案](1)A中应先通电，再放纸带；D中取下纸 开纸带，再接通电源； 带前应先断开电源；E中操作时应不挂槽码 B.将打点计时器固定在平板上，并接好电路： (2)G:换上新纸带，重复实验三次(3)BFECADG ·45 世五维课堂 物理·必修第一册 ◆[跟踪训练] ②分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距 1.某同学用打点计时器做研究变速运动的实验。他 离△.x1、△x2、△xg… 按下图所示安装好了实验器材，接好了线，准备打 ③利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间 开电源开关进行实验。在他所组装的器材中，有三 时刻的瞬时速度求得各计数点1、2、3、4、5的瞬时 处错误，请你指出： 速度，填入上面的表格中。 由玉洗择 学生电源 ④根据表格的数据，分析速度随时间怎么变化。 (2)图像法 直流 ①在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵 打点计时器 轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中 小车军纸带 描点。 ②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 (1) 的点忽略不计，如图所示。 (2) l(m·s (3) 解析：由图可知，打点计时器所选电源种类错误，应 选4一6V的交流电源；电压选择2V偏低，不能正 常工作，所以要选4V一6V电压；应接交流输出， 不能接直流输出。同时为了使纸带充分利用，应该 使小车靠近打点计时器，而不是靠近滑轮。 ③观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的 答案：(1)电压不应选2V,应选4V~6V(2)不 变化规律。 应接直流输出，应接交流输出(3)小车不应靠在 ④据所画v-t图像求出小车运动的加速度a 滑轮处，应靠近打点计时器处 △v 究2 实验数据处理的方法 3.误差分析 ◆[探究归纳] 1.纸带的选取和处理 (1)木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀。 (1)多条纸带中选取一条点迹清晰且点迹排成直线的 (2)根据纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬时 纸带进行处理。 速度有误差。 (2)舍掉开头一段过于密集的点，找一个适当的点作 (3)作)-t图像时单位选择不合适或人为作图不准 计时起点，为了减少测量误差和便于计算，每隔4 确带来误差。 个“计时点”选取一个“计数点”进行测时，相邻计 [例2]如图所示，是某同学在“探究小车速度随时 数点的时间间隔为0.1秒。 间变化的规律”实验中，用打点计时器得到的表示 (3)测量距离时从选取的计时起点到各个计数点的 小车运动过程中的一条清晰纸带，打点计时器打点 距离。 2.数据处理 的时间间隔T-0.02s,将纸带上每隔四个点（图上 (1)表格法 没画出)按打点顺序依次标为A、B、C…,其中x ①从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉 =7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.33cm、x4=8.95 开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方 cm、x5=9.61cm、x6=10.26cm。 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 (1)下表列出了打点计时器打下B、C、E、F时小车 0 1 2 3 5 的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下D点 t/s 时小车的瞬时速度。 x/m 位置 B C D /(m·s1) 速度/(m·s1)0.737 0.801 0.928 0.994 ·46 第二章匀变速直线运动的研究 五维课堂上 (2)以A点为计时起点，在坐标图中画出小车的速 (2)图中从左向右玩具赛车在第二个位置的速度2 度一时间关系图线。 m/s,赛车在第五个位置的速度v= 1.00/ms) m/s (3)该玩具赛车在连拍时间内的平均加速度a= 0.95日 m/s2。 0.90 0.85i 解析：1海行拍10张照片，则拍撬周期T=-01 0.80 (2)玩具赛车在第二个位置的速度为口=27= 0.75H 0.70出 10×0.052 2×0.1 m/s=2.6m/s。 00.100.200.300.400.50t/s (3)根据你画出的小车的速度一时间关系图线计算 玩具赛车在第五个位置的速率'= 2T 出的小车的加速度a= m/s2,方向是 10×0.064 (填AB,或BA) 2×0.1 m/s=3.2m/s, 思路引导：Q)由02无中求瞬时速度) (3)a=t=2m/s2. 3T (2)描点作图：(3)根据“v-1”图线斜率求加速度。 答案：(1)0.1(2)2.63.2(3)2 [解析](1)打下D点时小车的瞬时速度为：D= 开3 实验改进与创新 x十x4=(8.33+8.95)×102m=0.864m/5 [例3]做变速运动的小车，牵引一条纸带通过打点 2T 2×0.1s 计时器，交流电源的频率是50Hz。由纸带上打出 (2)小车的速度一时间关系图线如图所示。 的某一点开始，每5个点剪下一段纸带，按如图所 v/(ms) 示，每一段纸带的一端与x轴相重合，左边与y轴 1.00 平行，将纸带贴在坐标系中。 0.95 i! ↑ylmm 61.5 0.90 53.5 45.5 0.85 37.5 30.5 0.80 22.5 0.75H 0 0.70避 123456x 00.100.200.300.400.50t/s (1)本实验中运动的小车，相邻相等时间内位移存 (3)在“)-t”图像中，图线的斜率表示加速度的大 在某种关系，请你仔细研究图像，找出这一关系； (2)设△t=0.1s,请作出小车的v-t图像； 小，则a= 4”=(0.64±0.01)m/s △t (3)根据图像求出其加速度大小。 加速度的方向与速度的方向一致，即由A→B。 [解析](1)横坐标中的1、2、3、4、5、6分别表示连 [答案](1)0.864(2)见解析(3)0.64 续相等时间T=0.1s内的6段纸带，而纵坐标表 A→B 示这6段纸带的位移大小，分别设为x1、x2、…、x6。 ◆[跟踪训练] 仔细观察可得： 2.某同学在玩具赛车的赛车场看赛车比赛时，用相机 x2-1=8 mm,x3-x2=7 mm,x-xs=8 mm,Is 连拍功能对经过的某玩具赛车进行了连拍，然后他 -x4=8 mm,x6-xs=8 mm 可见在实验误差允许的范围内，此车在相邻相等的 把连拍后的照片对应赛道位置排列好，排列好的位 时间内的位移之差都是相等的。 置关系如图所示。已知该照相机的连拍频率是每 (2)设想将这6段纸带连接起来，并将每段纸带的 秒10张，照片与实物的比例为1：10。为了判断 上端作为计数，点的位置，分别为A、B、C、D、E、F, 该赛车的运动情况，该同学对整理好的照片进行了 则A点的速度 研究。请根据图中数据回答下列问题： 22.5+30.5 。管0g45 2×0.1 mm/s=265mm/s=0.265m/s 同理可求得vg=0.340m/s,vc=0.415m/s,vo= (1)该照相机连拍时，其拍摄周期为T 0.495m/s,ve=0.575m/s。 ·47· 世五维课堂 物理·必修第一册 在v-t图像中描出A、B、C、D、E各点，拟合得到 [规律方法]等效替代法 直线，如图所示。 鉴于纸带的宽度相同，可以采 v/(m-s-1) 0.600 用选择一条清晰的纸带，标上 0.450 计数点，然后将纸带从相邻的 0.300 计数点剪下，连续剪下45 0.150 段，然后底边对齐并列贴在有 23456 0 0.100.200.300.400.50t/s 格子的纸上，如图所示，纸带 (3)由v-t图像可知，其加速度大小等于直线的斜 的排列呈阶梯状，这种排列也反映了物体运动的 率的大小，约为0.80m/s。 规律，因为每段的长度对应物体相等时间内的位 [答案](1)在实验误差允许的范围内，此车在相 移，所以纸带长度正比于运动速度，而纸带的宽度 邻相等的时间内的位移之差都是相等的(2)见解 等效为时间，纸带长度均匀增加。由此，这个图像 析图 可以等效为物体运动的-t图像，从图中可看出 (3)0.80m/s2 物体的运动速度均匀增加。 课堂自测。夯基础 对应学生讲义P40 1.(实验误差分析)用速度传感器“探究小车速度随时 2.(实验操作)用打点计时器可测纸带运动的时间和 间变化的规律”实验中，测得小车各时刻的瞬时速 位移。下面是没有按操作顺序写的不完整的实验 度如下： 步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上 时刻(s) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 适当的内容，然后按实际操作的合理顺序，将各步 瞬时速度(cm/s) 44.0 62.0 81.0100.0118.0138.0 骤的字母代号按顺序写在空白处 A.在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导 为了求出加速度，最合理的方法是 线，导线的另一端分别接在低压 (选填“交 A.根据任意两个计数点的速度，用公式a= △卫算 △t 流”或“直流”)电源的两个接线柱上。 出加速度 B.把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过 B.根据实验数据作出v-t图像，量出其倾角0，用 ,并压在 下面。 公式a=tan0算出加速度 C.用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的 C.根据实验数据画出v-t图像，由较远两点所对 距离△x。 应的速度及时间，用公式a=是算出加速度 D.切断电源，取下纸带，如果共有个清晰的点，则 这段纸带记录的时间△t= D.依次算出通过连续两个计数点间的加速度，算 E.打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上 出平均值即为小车的加速度 解析：C[方法A虽能求出其加速度，由于只利用 打下一系列小点。 了其中的两组数据，偶然误差较大，故A错误；作 E,利用公式0=A计算纸带运动的平均速度。 △t 图法是求物体加速度的一个行之有效的方法，具有 减小偶然误差的效果，但方法B也是不行的，因两 实验步骤的合理顺序是 坐标轴的分度大小往往是不相等的，也就是说同一 解析：A中电磁打点计时器应使用低压交流电源；B 组数据，可以画出许多倾角不同的图线，再加上测 中应将纸带穿过电磁打点计时器的限位孔，并放于 量角度时测量误差较大，故不能被采用，故B错误； 复写纸的下方；D中纸带上记录的时间△t=(n一1) 根据实验数据画出v-t图像，由图线上较远两，点 ×0.02s。合理的实验步骤为BAEDCF。 所对应的速度及时间，用公式a-算出加速度， 答案：交流电磁打点计时器的限位孔复写纸 △t (n-1)×0.02 s BAEDCF 选较远的两，点可以减小误差，故C正确；方法D也 3.(实验数据处理)某同学在探究小车速度随时间变 具有与方法A相同的缺点，如41= Ta2= 化的规律时，对打出的一条纸带进行研究，从O点 开始每5个打点取一个计数点（中间4个打点未画 U3一V2 T …4,=7,求平的值时a=7,只 出，电源频率为50赫兹)，计数点分别为A、B、C、 用了6和v1两组数据，偶然误差较大，故D D、E,该同学已求出各计数点对应的速度，其数值 错误。] 见下表。 ·48· 第二章匀变速直线运动的研究 五维课堂坐 04B 解析：(1)横坐标每格代表0.05s,纵坐标每格代表 0.1m/s,描点连线如图。 计数点 A B C D E /(m·s) 速度/(m·s1)0.700.91 1.10 1.30 1.49 1.5 (1)根据以上数据在所给的坐标纸中作出小车的 v一t图线（适当标出横、纵坐标刻度）。 1.0 /m·s) 0.5 00.10.20.30.40.5t/s (2)计数点O对应的速度由图像的读数可知为 0.50m/s,求解速度一时间图像的斜率即为加速 t/s 度：a=A=2.0m/s2。 (2)计数点O对应的速度为 m/s,加速度 △t 为 m/s2。(结果保留两位有效数字) 答案：(1)见解析图(2)0.502.0 课后素美。提升练 对应课时作业P162 1.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列 解析：BD[作v-t图像时，选取的点越多，作出的 说法正确的是 ( ) 图线越准确，但由于实验存在误差，同一次实验得 A.小车在钩码的牵引下运动时只需打一条纸带， 到的各点不可能全部在同一直线上，因此，应使落 然后进行数据处理 不到直线上的点均匀分布在直线的两侧，以减小实 B.为使测量更为严谨，应把打下的第一个点作为第 验造成的误差。] 一个测量点 3.在实验中，利用纸带上的数据得出各计数点的瞬时 C.为了便于测量，应舍掉开头一些过于密集的点， 找一个适当的点作为计时起点 速度后，以速度v为纵轴，以时间t为横轴建立直 D.两相邻测量点间的时间间隔必须是0.1s 角坐标系。某次实验中某同学描出的点如图所示。 解析：C[小车在钩码的牵引下运动时，采用多次 在直角坐标系上一共描出了10个点。 测量，打出多条纸带，进行数据处理，有利于减小误 差，故A错误；纸带上开始时密集的点，点距过小， 1为 测量误差较大，故应舍去，找一个适当的点作为计 时起点，故B错误，C正确；选取计数点，可增加测 量距离，减小测量过程所产生的误差，两相邻测量 ,点间的时间间隔不一定取0.1s,故D错误。] t/s 2.(多选)在用打点计时器“探究小车速度随时间变化 下列思考有道理的是 的规律”实验中，下列关于作出-t图像的说法 ①这10个点无论如何也不在一条直线上，因此小 中，正确的是 （) 车运动的v-t图线不可能为一条直线，而应为一 A.只要确定了v-t图像中的两点，就可以得出小 条光滑的曲线 车运动的v一t图像，因此，实验只需要测出两组 ②这10个点中有6个点虽然不在一条直线上，但 数据 它们在一条直线附近，只有F和B两点离这条直 B.作出v-t图像时，所取的点越多，图线就越准确 线太远 C.作出的v-t图线应该通过所有的点，图线曲折 ③在8个点当中只有4个点能画在一条直线上(A、 也可以 D,G、I),有6个点不在该直线上，这条直线肯定不 D.对于偏离直线较远的点，说明误差太大，应舍去 能表示小车运动的规律 ·49· 世五维课堂 物理·必修第一册 ④与直线偏差较小的点(C、E、H、J)可能是实验误 4/(m·s-) 4/(m·s-) 差造成的，而与直线偏离较大的点(B、F)则可能是 0.50mm 0.50m 阕 0.40 0.40月 实验中出现错误造成的 A.①③ B.②④ 0.30 C.①② D.③④ 0.20.40.6/s 02h A B 解析：B[因为有误差，这些点才不可能在一条直 4/(m·s) 4v/(m·s-) 线上，若理想化，这些，点将都在一条直线上，①③错 0.50 误，②④正确，故B正确。] 0.40■ 0.40 4.某同学用打点计时器测量做加速直线运动的物体 0.30 030量 的加速度，电源频率f=50Hz,在纸带上打出的点 02026 0.20,进 00.20.40.6t/s 中，选出零点，每隔4个点取1个计数点。因保存 D 不当，纸带被污染，如图所示，A、B、C、D是依次排 图3 列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点 解析：(1)由图可知，该打点计时器为电磁式打点计 时器；在使用打点计时器时，纸带应放在复写纸的 的距离：sA=16.6mm,sB=126.5mm,sp= 下方，故B的效果更好。 624.5mm. (2)由图可知，A点的坐标为0.50cm,B点的坐标 A B D 为3.20cm,C点的坐标为6.30cm; 5=16.6mm多a=126.5mm 50=624.5mm 已知打点计时器每0.02s打一个，点，利用匀变速直 若无法再做实验，可由以上信息推知： (1)相邻两计数点间的时间间隔为 So 战运动的教花：w=齐-0PX10m (2)打C点时物体的速度大小为 m/s(结 =1.45m/s 果保留两位有效数字)。 (3)描完点后，先大致地判断这些点是不是在一条 解析：(1)相邻两点间的时间间隔为0.02s,每隔4 直线上，然后画一条直线，让这些点均匀地散落在 个点取1个计数点，则相邻两计数，点间的时间间隔 这条直线的两侧，故C错误；描绘图像时取坐标单 为T=5×0.02s=0.1s。 位的时候不能随意，要使得大部分点落在整个坐标 (2)e=,≈2.5m/s。 区域中，故B、D错误，A正确；根据a= 2T 铝结合因 答案：(1)0.1(2)2.5 像，可知，v-t图像的斜率即为纸带的加速度，则a 5.做“探究小车速度随时间变化规律”的实验： =0.50=0.21m/s2=0.483m/s2. 0.6 答案：(1)B(2)3.201.45(3)A0.483 R 6.研究小车匀变速直线运动的实验装置如图甲所示， 2 3 4.5 6 78 其中斜面倾角可调。已知电火花计时器所用交流 B 图1 图2 电的周期为0.02s。纸带上计数点的间距如图乙 (1)用一条纸带穿过打点计时器，该同学发现有如 所示，其中每相邻两点之间还有4个点未画出。 图1中的两种穿法，感到有点犹豫。你认为 电火花计时器 (选填“A”或“B”)的穿法效果更好。 小车 (2)完成实验后，小明用刻度尺测量纸带距离时如 图2，B点的读数是 cm,已知打点计时器 每0.02s打一个点，则B点对应的速度VB= 甲 m/s(v结果保留三位有效数字)。 (3)某实验小组中的四位同学利用同一条纸带分别 作出了如图3所示的四幅v-t图像，其中最规范的 d 是 ,由此图像得到的加速度是 d m/s2。 ·50· 第二章匀变速直线运动的研究 五维课堂上 (1)部分实验步骤如下： (1)如图甲所示，所用打点计时器的工作电压为 A.调整倾角，使小车能够匀速下滑。 B.关闭电源，取出纸带。 A.直流220V B.交流220V C.接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车。 C.直流6V D.交流6V D.把打点计时器固定在平板上，将纸带穿过限 (2)某次实验得到如图乙所示的一条清晰纸带，截 位孔。 取了其中一段用刻度尺（单位：cm)进行测量，在纸 E.将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带 带上标注了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点（每 相连。 两个点迹标注一个计数点)，已知打点计时器所用 F.选择220V交流电源并接好电路。 电源的频率为50Hz,取计数点A对应时刻为0。其 G.选择6~8V直流电源并接好电路。 中计数点E所在位置的刻度尺读数为 cm, H.选择6~10V交流电源并接好电路。 小车加速过程中DF段的平均速度为 m/s 选择其中必需的实验步骤并按正确的先后顺序排 (计算结果保留两位有效数字)，用这一速度表示小 列： (用字母填写)。 车通过E点时的瞬时速度，并将其描在坐标纸上 (2)小车加速度大小的计算式应为a (见答题卷，其中B、C、D、F四个点已描点完成)。 (3)如果当时电网中交变电流的周期不正常，比已 请同学们在坐标纸上拟合图线，并求解小车运动的 知的T略大，而做实验的同学并不知道，那么加速 加速度a m/s2(计算结果保留两位有效 度的测量值与实际值相比 (选填“偏大” 数字)。 “偏小”或“不变”)。 f/(m·s) 解析：(1)由于电火花计时器应用220V交流电，因 1.20 此G、H不选，另外由于只测加速度，不用平衡摩擦 1.10 力，A步骤不选，具体步骤为：先固定打点计时器， 1.00 后接好电源，放好小车，连好纸带，接通电源，放开 0.90 小车，最后断开电源，取出纸带，因此步骤是 FDECB(DFECB) 0.80 (2)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画 0.70,pg28男×102 4 出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,设 解析：(1)电火花打点计时器的工作电压为交流 A到B之间的距离为x1,以后各段分别为x2、x3、 220V,而电磁式打点计时器，其工作电压为交流 x4、x5、x6,根据匀变速直线运动的推论公式△x= 46V,图中为电火花打点计时器，故B正确，A、 aT2可以求出加速度的大小，得：x4-x1=3a1T C、D错误。 x5-x2=3a2T (2)计数，点E所在位置的刻度尺读数为14.50cm, x6-x3=3a3T DF段的位移为：xm=(19.15-10.30)cm=8.85cm, 为了更加准确地求解加速度，我们对三个加速度取 年均值得：a=吉（a,十a:十a),即小车运动的加连 则重物下落过程中DF段的平均速度为一票 8.85×102 度计算表达式为：4=4。一4，dd。-2d 4×0.02 m/s=1.1m/s。 9T2 9T2 根据描点作图，速度与时间图像如图所示。 (3)交变电流的周期T略大，使得打点时间间隔变 /(m·s) 长，最后测量的△偏大，而计算时认为周期T正 1.20 常，因此测量加速度的值偏大。 1.10 答案：(I)FDECB(DFECB)(2)4,-2L 97T2 1.00 (3)偏大 0.90 7.在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中 0.80 D 阿 0.706 12 1620/(×102s) 10111213141516171819 图线的斜率为加速度，为：4= 1.22-0.70 20-2.40X10m/s =30m/s2。 乙 答案：(1)B(2)14.501.13.0 51· 世五维课堂 物理·必修第一册 8.在用电火花计时器“探究小车速度随时间变化的规 (3)将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是 律”实验中，图甲是一次记录小车运动情况的纸带， 0.12m/s,此交点的物理意义是 图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间 解析：(1)打C点时对应的速度为 还有四个点未画出。（电源频率为50H2)。 TED 60.30-7.50 A·B 2T cm/s 264 cm/s D· 0.2 7.50 2.64m/s。 -27.60 单位cm -60.30-→ (2)用描，点法作出小车的一t图像如图所示。 -105.60 甲 ↑l(ms1) ↑l/(msl) 4 3中 12345678910t/(×10-1s) 09 12345678910t/×10-1s) 由图知小车运动的加速度大小 之 (1)根据运动学有关公式可求得vB=1.38m/s,uc a=p=3.90m/s1.38ms=12.6m/g. tp-tB (3-1)×101s m/svp=3.90m/s。(结果保留三位 (3)此交，点表示从A点开始计时时，小车的速度大 有效数字) (2)利用求得的数值在图乙所示坐标纸上作出小车 小为0.12m/s。 的-t图像（从打A点时开始计时）。利用纸带上的 答案：(1)2.64(2)见解析图12.6 数据求出小车运动的加速度大小a= m/s2。 (3)从A点开始计时时，小车的速度大小为 (结果保留三位有效数字) 0.12m/s 第2节 匀变速直线运动的速度与时间的关系 学习目标 核心素养 1.知道匀变速直线运动的特点及分类 匀变速直线 匀变速直线运动末 2.理解匀变速直线运动的。-t图像特点 运动的概念 物理观念H 科学探究 速度与初速度的关系 匀变速直 (难点) 线运动的 3.掌握匀变速直线运动的速度公式，并会用公 速度与时 图象法 间的关系 科学态度 刹车类问题 科学思维 式解决简单的匀变速直线运动问题（重点） 与责任 自主预习。探新知 对应学生讲义P41 [基础梳理] [知识点2]直线运动的-t图像 [知识点1]匀变速直线运动 1.匀速直线运动的速度一时间图像 是一条平行于时间坐标轴的直线（如图所示） 1.定义：沿着一条直线且加速度不变的运动，叫匀变 速直线运动。 2.分类 (1)匀加速直线运动：物体的速度随时间均匀增加的 2.匀变速直线运动的速度一时间图像 变速直线运动。 如图所示，匀变速直线运动的v-t图像是一条倾 (2)匀减速直线运动：物体的速度随时间均匀减小的 斜的直线，直线a反映了速度随时间是均匀增加 变速直线运动。 的，即是匀加速直线运动的图像；直线b反映了速 ·52·