1、2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 基础知识导学（一）实验思路（自学教材“实验思路”部分）1实验目的：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2实验器材打点计时器、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源3实验思路：如图所示，把一端带有滑轮的长铝板平放在实验桌上，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系有槽码的细绳小车在槽码的牵引下运动，通过研究纸带上的信息，就可以知道小车运动的速度是怎样随时间变化的（二）进行实验（自学教材“进行实验”部分）1按照图固定好实验器材，并连接好电路2把小车停在靠近
2、打点计时器的位置3启动计时器，然后放开小车，让它拖着纸带运动打点计时器在纸带上打下一行小点4关闭电源，取下纸带5增减所挂的槽码（或在小车上放置重物），更换纸带，再做两次实验 （三）数据记录及数据分析（自学教材“数据记录及数据分析”部分）1数据测量（1）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123456长度x1x2x3x4x5x6（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
3、填入表中位置编号0123456时间t/s00.10.20.30.40.50.6v/（ms1）2数据分析（1）以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系根据表中的v、t数据，在坐标系中描点作出v t图像（2）观察所得到的直线，分析小车的速度随时间的变化规律3实验结论：小车速度随时间均匀增加（四）实验操作与注意事项知识链接：控制实验条件的原因 细线、纸带保持水平状态：保证小车运动的加速度不变 小车要靠近打点计时器：保证纸带上打出足够多的点 槽码个数适当：便于分析实验数据和作图 先打点后释放小车：保证纸带上有足够多的点1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数据分析2注意事项（1）开始
4、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，应立即断开电源（4）要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，在小车到达滑轮前及时用手按住（5）牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上的点太少，或者加速度太小，而使各段位移差别不大，误差增大（6）要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个计时点取一个计数点，即时间间隔t0.1s（7）在坐标纸上画v t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像尽量分布在较大的坐标平面内重难问题探究1、 在选择点迹清晰的纸带后，要“避开点迹密集部分，从距打点的开始端几厘米处选择一个点记为点O
5、”。想一想，这是为什么？2、 如何运用表格法处理数据，请合理猜想一下吧。基础小题试练1.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法正确的是( )A.小车在槽码的牵引下运动时只需打一条纸带，然后进行数据处理B.为使测量更为严谨，应把打下的第一个点作为第一个测量点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D.两相邻测量点间的时间间隔必须是0.1 s2.在研究小车速度随时间变化的规律实验中，计算出小车经过各计数点的瞬时速度，关于加速度的计算，下列方法合理的是( )A.根据任意两计数点的速度，用公式计算出加速度B.根据实验数据画出图像，量出其倾角，由公式求出加速度
6、C.依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度D.根据实验数据画出图像，由图像上相距较远的两点所对应的速度、时间，用公式计算出加速度3.在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如下：计数点序号123456计数点对应的时刻（s）0.10.20.30.40.50.6通过计数点时的速度（cm/s）44.062.081.0100.0110.0168.0以下做法正确的是( )A.根据任意两个计数点的速度及时间，用公式算出加速度B.根据实验数据画出图像，量出图线倾角，由公式算出加速度C.根据实验数据画出图像，由图线上距离相距较远的两点所对应的速度及时间，用公式算出加
7、速度D.依次算出通过连续两个计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度4.某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。（1）实验中必要的措施是_。A.先接通电源再释放小车B.小车的质量远大于钩码的质量C.平衡小车与长木板间的摩擦力（2）该同学实验时将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）。，。则小车的加速度_（要求充分利用测量的数据），打点计时器在打B点时小车的速度_m/s。（结果均保留两位有效数字）5.如图所示是某同学在“研究匀变速直线运动”的实验中获得的一条纸带。（1）已知电火花打点计时器采用电源是_
8、（选填“交流46V”、“交流220V”或“直流220V”），频率为50Hz。则纸带上打相邻两点的时间间隔为_s。（2）若是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点中有四个点没有画出，从图中求出：C点对应的速度是_m/s，运动的加速度是_（此问结果均保留2位小数）。答案以及解析1.答案：C解析：小车在槽码的牵引下运动时，应多次测量，打出多条纸带，进行数据处理，有利于减小误差，选项A错误；开始时密集的点，点距过小，测量误差较大，故应舍去，找一个适当的点作为计时起点，选项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0.1 s，选项D错误。故选C。2
9、.答案：D解析：要尽量利用多组数据，计算平均值才能减小偶然误差。只用两个计数点的速度，偶然误差较大，选项A错误；图线的倾角与坐标轴单位长度的选取有关，不一定成立，选项B错误；依次算出通过连续两计数点间的加速度，取平均值得，算式中只用到了计数点1、6的速度，不能减小偶然误差，选项C错误；选项D中的方法可以减小偶然误差，D正确。3.答案：C解析：在处理实验数据时，如果只使用其中两个数据，因为偶然误差的存在可能会造成最后误差较大，所以我们可以根据实验数据画出图像，由图线上相距较远的两点所对应的速度及时间，用公式算出加速度，误差小，选项A、D错误，选项C正确；根据实验数据画出图像，当纵坐标取不同的标度
10、时，图线的倾角就会不同，所以量出图线倾角，用公式算出的数值不一定是加速度，选项B错误.4.答案：（1）A（2）0.80；0.40解析：（1）为了打点稳定，应先接通电源再释放小车，故A正确；本实验中只是研究匀变速直线运动，故不需要让小车的质量远大于钩码的质量，只要能让小车做匀加速运动即可，选项B错误；由B的分析可知，只要摩擦力恒定即可，不需要平衡摩擦力，选项C错误，故选A。（2）每两个计数点间有四个点没有画出，故两计数点间的时间间隔为；根据逐差法可知，小车的加速度；B点的速度等于段的平均速度，则有：。5、（1）答案：交流220V；0.02解析：电火花打点计时器采用电源是交流220V，频率为50Hz。则纸带上打相邻两点的时间间隔为。（2）答案：0.21；0.60解析：每两个相邻计数点中有四个点没有画出，每两个相邻计数点的时间间隔，匀变速直线运动中一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则C点的瞬时速度为，根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小，解得。