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泰山国际学校学案
物理（2019人教版）第一册
2.1
实验：探究小车速度随时间变化的规律
1.能熟练使用打点计时器。
2.会根据相关实验器材，设计实验并完成操作。
3.会处理纸带求各点瞬时速度。
4.会设计表格并用表格处理数据。
5.会用v-t图像处理数据，表示运动规律
一、实验目的
1．进一步练习使用打点计时器．
2．利用v?t图象处理数据，并据此判断物体的运动性质．
3．能根据实验数据求加速度．
二、实验原理
1．利用打点计时器所打纸带的信息，代入计算式vn＝，即用以n点为中心的一小段时间间隔的平均速度代替n点的瞬时速度．
2．用描点法作出小车的v?t图象，根据图象的形状判断小车的运动性质．若所得图象为一条倾斜直线则表明小车做匀变速直线运动．
3．利用v?t图象求出小车的加速度．
三、实验器材
打点计时器、
、纸带、一端附有滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、
、坐标纸．
一、实验步骤
1．如图所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，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上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，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．
3．把小车停在靠近打点计时器的位置，先
，后
，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一串小点，随后立即关闭电源．换上新纸带，重复操作两次．
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．
二、数据处理
1．表格法
(1)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、…，如图所示．
(2)依次测出01、02、03、04、…的距离x1、x2、x3、x4、…，填入表中.
位置
1
2
3
4
5
6
长度
x1
x2
x3
x4
x5
x6
各段长度
0～2
1～3
2～4
3～5
4～6
时间间隔
v/(m·s－1)
(3)1、2、3、4、…各点的瞬时速度分别为：v1＝、v2＝、v3＝、v4＝、….将计算得出的各点的速度填入表中．
(4)根据表格中的数据，分析速度随时间变化的规律．
2．图象法
(1)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．
(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，偏差比较大的点忽略不计，如图所示．
(3)观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律．
(4)根据所画v?t图象求出小车运动的加速度a＝.
三、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，从而计算出的瞬时速度有误差．
3．作v?t图象时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差．
四、注意事项
1．开始释放小车时，应使小车靠近
．
2．先
，等打点稳定后，再
．
3．打点完毕，立即断开电源．
4．选取一条点迹清晰的纸带，舍弃开头点迹密集部分，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少．一般在纸带上每隔4个点取一个计数点，即时间间隔为T＝0.02×5s＝
s.
5．在坐标纸上画v－t图象时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图象尽量布满坐标纸．
6．利用描出的点作v－t图象时，不要将相邻的点依次相连成折线，而应使
在直线(或曲线)上，不在线上的点
，个别离线较远的点
．
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长木板没有滑轮的一端，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.
如图所示是用电磁打点计时器测定匀加速直线运动的加速度时得到的一条纸带，测量出AB＝1.2cm，AC＝3.6cm，AD＝7.2cm，计数点A、B、C、D中，每相邻两个计数点之间有四个点未画出，以下说法正确的是(　　)
A．电磁打点计时器是只能记录时间而不能记录位移的仪器
B．若电源频率f＝50Hz，则每相邻的两个计数点之间的时间间隔为0.1s
C．打B点时纸带的速度vB＝0.20m/s
D．本实验也可以采用电火花计时器
3.
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
4.关于用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，下列说法中正确的是(　　)
A．打点计时器应固定在长木板上，且靠近滑轮一端
B．开始实验时小车应靠近打点计时器
C．应先接通电源，待打点稳定后再释放小车
D．牵引小车的钩码个数越多越好
1.某同学用如图甲所示的实验装置探究物体的速度与时间的关系：
(1)电磁打点计时器接________电源(填“低压直流”、“低压交流”或“220V交流”)．
(2)实验时，使小车靠近打点计时器，先________再________．(填“接通电源”或“放开小车”)
(3)若所接电源的频率是50Hz，则每隔________秒打一个点．
(4)图乙是绘出的小车速度—时间关系图线，根据图线求出小车的加速度为a＝________m/s2.(保留三位有效数字)
答案　(1)低压交流　(2)接通电源　放开小车
2.在用电火花计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，图甲是一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出．(电源频率为50Hz)
(1)根据运动学有关公式可求得vB＝1.38m/s，vC＝________
m/s，vD＝3.90m/s.(保留三位有效数字)
(2)利用求得的数值在图乙所示坐标纸上作出小车的v－t图象(从打A点时开始计时)．利用纸带上的数据求出小车运动的加速度a＝________m/s2.(保留三位有效数字)
(3)将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是0.12m/s，此交点的物理意义是：____________________________.
3.实验小组在用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度的实验中，得到一条纸带如图所示，A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，利用刻度尺已经测量得到x1＝1.20cm，x2＝1.60cm，x3＝1.98cm，x4＝2.38cm，x5＝2.79cm，x6＝3.18cm.
(1)根据给出的实验数据，判断该实验小组使用的刻度尺的最小刻度是什么？
(2)计算运动物体在B、C、D、E、F各点的瞬时速度．
(3)试作出v－t图象，并由图象求物体的加速度．泰山国际学校学案
物理（2019人教版）第一册
2.1
实验：探究小车速度随时间变化的规律
1.能熟练使用打点计时器。
2.会根据相关实验器材，设计实验并完成操作。
3.会处理纸带求各点瞬时速度。
4.会设计表格并用表格处理数据。
5.会用v-t图像处理数据，表示运动规律
一、实验目的
1．进一步练习使用打点计时器．
2．利用v?t图象处理数据，并据此判断物体的运动性质．
3．能根据实验数据求加速度．
二、实验原理
1．利用打点计时器所打纸带的信息，代入计算式vn＝，即用以n点为中心的一小段时间间隔的平均速度代替n点的瞬时速度．
2．用描点法作出小车的v?t图象，根据图象的形状判断小车的运动性质．若所得图象为一条倾斜直线则表明小车做匀变速直线运动．
3．利用v?t图象求出小车的加速度．
三、实验器材
打点计时器、交流电源、纸带、一端附有滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、坐标纸．
一、实验步骤
1．如图所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，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上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，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．
3．把小车停在靠近打点计时器的位置，先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一串小点，随后立即关闭电源．换上新纸带，重复操作两次．
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．
二、数据处理
1．表格法
(1)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、…，如图所示．
(2)依次测出01、02、03、04、…的距离x1、x2、x3、x4、…，填入表中.
位置
1
2
3
4
5
6
长度
x1
x2
x3
x4
x5
x6
各段长度
0～2
1～3
2～4
3～5
4～6
时间间隔
v/(m·s－1)
(3)1、2、3、4、…各点的瞬时速度分别为：v1＝、v2＝、v3＝、v4＝、….将计算得出的各点的速度填入表中．
(4)根据表格中的数据，分析速度随时间变化的规律．
2．图象法
(1)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．
(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，偏差比较大的点忽略不计，如图所示．
(3)观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律．
(4)根据所画v?t图象求出小车运动的加速度a＝.
三、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，从而计算出的瞬时速度有误差．
3．作v?t图象时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差．
四、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，等打点稳定后，再释放小车．
3．打点完毕，立即断开电源．
4．选取一条点迹清晰的纸带，舍弃开头点迹密集部分，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少．一般在纸带上每隔4个点取一个计数点，即时间间隔为T＝0.02×5s＝0.1s.
5．在坐标纸上画v－t图象时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图象尽量布满坐标纸．
6．利用描出的点作v－t图象时，不要将相邻的点依次相连成折线，而应使大多数点在直线(或曲线)上，不在线上的点均匀分布在直线(或曲线)两侧，个别离线较远的点舍去．
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长木板没有滑轮的一端，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
【答案】DBAFEGC
【解析】实验步骤可简化为放置→固定→连接→先接后放→开始实验→重复实验．把长木板平放在实验桌上，把打点计时器固定在木板的一端，并连好电路．把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面，在小车上拴上吊着钩码的细绳，然后使小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，再放开小车．让小车运动，打完一条纸带，断开电源，取下纸带．换上新纸带，再重做两次．
2.
如图所示是用电磁打点计时器测定匀加速直线运动的加速度时得到的一条纸带，测量出AB＝1.2cm，AC＝3.6cm，AD＝7.2cm，计数点A、B、C、D中，每相邻两个计数点之间有四个点未画出，以下说法正确的是(　　)
A．电磁打点计时器是只能记录时间而不能记录位移的仪器
B．若电源频率f＝50Hz，则每相邻的两个计数点之间的时间间隔为0.1s
C．打B点时纸带的速度vB＝0.20m/s
D．本实验也可以采用电火花计时器
【答案】BD
【解析】电磁打点计时器既可以记录时间，又可以记录位移，选项A错误；电磁打点计时器打点的周期为0.02s，相邻两个计数点间有4个点未画出，即两个计数点间的时间间隔为0.1s，选项B正确；vB＝＝m/s＝0.18
m/s，选项C错误；电磁打点计时器和电火花打点计时器都可以用，选项D正确．
3.
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
【答案】AD
【解析】打点计时器是每隔0.02s打下一个点，所以数点就可以知道时间间隔，故A正确．瞬时速度的求解需要运用匀变速直线运动的公式，故B错误．加速度的求解需要运用公式或利用图象求斜率，故C错误．某段时间内的位移可以利用刻度尺直接测得，故D正确．
4.关于用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，下列说法中正确的是(　　)
A．打点计时器应固定在长木板上，且靠近滑轮一端
B．开始实验时小车应靠近打点计时器
C．应先接通电源，待打点稳定后再释放小车
D．牵引小车的钩码个数越多越好
【答案】BC
【解析】打点计时器应固定在长木板上没有滑轮的一端，选项A错误；小车开始时靠近打点计时器是为了使小车的运动距离较大，选项B正确；若先释放小车后接通电源，只能在纸带的后面部分打点，选项C正确；钩码个数太少，打点密集，钩码个数太多，打点太少，都会带来实验误差，选项D错误．
1.某同学用如图甲所示的实验装置探究物体的速度与时间的关系：
(1)电磁打点计时器接________电源(填“低压直流”、“低压交流”或“220V交流”)．
(2)实验时，使小车靠近打点计时器，先________再________．(填“接通电源”或“放开小车”)
(3)若所接电源的频率是50Hz，则每隔________秒打一个点．
(4)图乙是绘出的小车速度—时间关系图线，根据图线求出小车的加速度为a＝________m/s2.(保留三位有效数字)
答案　(1)低压交流　(2)接通电源　放开小车
【答案】(1)低压交流　(2)接通电源　放开小车
(3)0.02　(4)0.682
【解析】(1)电磁打点计时器接低压交流电源．
(2)实验时，使小车靠近打点计时器，先接通电源再放开小车．
(3)若所接电源的频率是50Hz，则每隔0.02s打一个点．
(4)在v－t图象中图线的斜率表示加速度即a＝＝0.682m/s2.
2.在用电火花计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，图甲是一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出．(电源频率为50Hz)
(1)根据运动学有关公式可求得vB＝1.38m/s，vC＝________
m/s，vD＝3.90m/s.(保留三位有效数字)
(2)利用求得的数值在图乙所示坐标纸上作出小车的v－t图象(从打A点时开始计时)．利用纸带上的数据求出小车运动的加速度a＝________m/s2.(保留三位有效数字)
(3)将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是0.12m/s，此交点的物理意义是：____________________________.
【答案】(1)2.64　(2)12.6
(3)从A点开始计时时，小车的速度为0.12m/s
【解析】　(1)打C点时对应的速度为
vC＝＝cm/s＝264
cm/s＝2.64m/s.
(2)用描点法作出小车的v－t图象如图所示．
由图知小车运动的加速度
a＝＝＝12.6m/s2.
(3)此交点表示A点开始计时时，小车的速度为0.12m/s.
3.实验小组在用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度的实验中，得到一条纸带如图所示，A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，利用刻度尺已经测量得到x1＝1.20cm，x2＝1.60cm，x3＝1.98cm，x4＝2.38cm，x5＝2.79cm，x6＝3.18cm.
(1)根据给出的实验数据，判断该实验小组使用的刻度尺的最小刻度是什么？
(2)计算运动物体在B、C、D、E、F各点的瞬时速度．
(3)试作出v－t图象，并由图象求物体的加速度．
【答案】(1)毫米　(2)0.140m/s　0.179
m/s　0.218m/s
0．259m/s　0.299
m/s　(3)图象见解析　39.6cm/s2
【解析】(1)因为给出的测量长度的数据都是以厘米为单位，小数点后保留两位有效数字，即精确到了毫米，最后的一位是估读出来的，所以刻度尺的最小刻度是毫米．
(2)某一点的瞬时速度等于相邻两点间的平均速度，根据平均速度的定义可以求得：vB＝0.140m/s，vC＝0.179
m/s，vD＝0.218m/s，vE＝0.259
m/s，vF＝0.299m/s.
(3)根据上一问计算出来的速度，在坐标系中可确定5个不同时刻的对应速度，描出这5个点，用平滑曲线连接各点，作出图象如图所示．
v－t图象的斜率表示物体运动的加速度，在图上取相距较远的两个点的坐标代入加速度公式进行计算，可得a＝0.396cm/s2.

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