2026-2027学年高一年级上学期物理暑期课时练习2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律

2026-2027学年高一年级上学期物理暑期课时练习2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

 

（一） 实验目的

1. 练习正确使用打点计时器。

2. 利用纸带求匀变速直线运动的平均速度、瞬时速度、加速度（图像法、逐差法）。

3. 利用纸带探究小车速度随时间变化的规律，画出小车运动的v－t图像，根据图像求加速度。

 

（二） 实验器材

电火花计时器（或电磁打点计时器）、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、槽码（钩码）、刻度尺、导线、交变电源、复写纸片。 

关于打点计时器要知道以下内容：

对点练习：

1．（24-25高一上·江西宜春·阶段检测）如图所示为实验室常用的两种计时器。

(1)其中图甲用的电源要求是___________

A．交流220V B．直流220V C．交流8V D．直流8V

(2)使用打点计时器时，下列说法正确的是___________

A．两种打点计时器使用时都必须用复写纸

B．使用电磁打点计时器时必须把纸带压在复写纸的上面

C．使用电火花计时器时一般要用两条纸带

D．两种打点计时器使用时，都必须要先通电后释放纸带，纸带通过后立即关闭电源。

2．（25-26高一上·浙江台州·期中）下图所示是_____计时器（填“电磁”或“电火花”），其工作时使用______（选填“交变”或“直流”）电源，工作电压为______V，当电源的频率是50Hz时，每隔_____s打一次点。下列用一条纸带穿法正确的是______（填A或者B）

3．（24-25高一·全国·单元测试）（多选）关于电磁打点计时器的使用，下列说法正确的是（ ）

A．电磁打点计时器使用的是6V的直流电源

B．在测量物体速度时，先接通打点计时器的电源，后让物体运动

C．打点计时器打点的时间间隔与使用的电源频率无关

D．纸带上打的点越密，说明物体运动越慢

 

（三） 实验步骤

1. 把附有定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没有滑轮的一端，连接好电路。 

2. 把一条细绳拴在小车前端，绳跨过滑轮挂上钩码。把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。如图所示。调整滑轮的高度，使细绳与长木板平行。 

3. 把小车放在靠近打点计时器处，先接通电源，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系列的点。

4. 取下纸带，增减所挂钩码数，换上新纸带，再做两次实验。

 

 

 

5. 从三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，以后每隔4个点选取一个计数点，（则相邻计数点之间的时间间隔T = 0.02s×5 = 0.1s）确定好计数始点，并标明0、1、2、3、4、…。

 

 

6. 采集数据：不要分段测量各段的距离，应尽可能地一次测量完毕，可统一量出各计数点到起点的距离d1、d2、d3、…，再计算出相邻的计数点之间的距离x1、x2、x3、…。

7. 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v1、v2、v3、v4、…，填入表格中。

（四） 数据分析

1. 利用纸带判断物体的运动的方法

1)    若相邻计数点间距离 Δx = x2－x1 = x3－x2 = … = xn－xn－1 = 0，则做匀速直线运动。

2)    若相邻计数点间的瞬时速度 v2－v1 = v3－v2 = … = vn－vn－1，则说明物体在相等时间内速度的增量相等，由此说明物体在做匀变速直线运动。

3)    若 Δx = x2－x1 = x3－x2 = … = xn－xn－1 = 常数，则说明物体在做匀变速直线运动，且定值Δx = aT2。 

4)    若Δx ≠ 常数，则变加速直线运动。

 

2. 求解平均速度、瞬时速度、加速度

(1)                         求平均速度

在纸带上选取C、F两个点，测出两点间的位移Δx和所用时间Δt

则 ，或如图

(2)  求瞬时速度

当 Δt足够小时，平均速度越接近于该点的瞬时速度，如图D点位置的瞬时速度为。

(3)  v－t 图像法求加速度

以打某计数点时为计时起点，利用vn ＝ 求出打各点时的瞬时速度，描点得v－t图象。

结论：v－t图像斜率表示小车的加速度，即a = = ，（在图线上取两个较远的点计算）

 

（五） 误差分析

（一）系统误差：可以通过选择合适的装置、改进和完善实验原理来减小系统误差。

① 小车与铝板各处的摩擦不均匀、打点计时器与纸带的摩擦不均匀带来误差。

② 电源的频率不稳定带来误差，造成相邻两点的时间间隔不完全相等。

（二）偶然误差：可以通过多次测量求平均值来减小偶然误差。

① 纸带上计数点间的距离测量存在误差。

② 作v－t图像描点、连线时存在误差。

对点练习：

4．（25-26高三上·福建龙岩·阶段检测）某同学用打点计时器研究匀变速运动，获得如图纸带，相邻计数点间有4个点未画出。已知打点周期0.02s。

(1)相邻计数点间的时间间隔_______s

(2)打C点时的瞬时速度vC=______m/s（结果保留两位有效数字）

(3)计算加速度为a=_____m/s2（结果保留两位有效数字）