1、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11实验目的实验目的用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车速度随时间的变化规律探究小车速度随时间的变化规律22进一步熟悉打点计时器的使用及纸带的分进一步熟悉打点计时器的使用及纸带的分析方法析方法33会用图象法处理实验数据会用图象法处理实验数据11打点计时器打出的纸带能记录运动物体在打点计时器打出的纸带能记录运动物体在不同时刻的位置不同时刻的位置22求纸带上某点的瞬时速度一般用一小段时求纸带上某点的瞬时速度一般用一小段时间内的平均速度代替间内的平均速度代替33用描点法画出小车的用描点
2、法画出小车的vvtt图象，图线的倾图象，图线的倾斜程度表示加速度的大小，如果斜程度表示加速度的大小，如果vvtt图象是图象是一条倾斜的直线，说明物体的速度是均匀变一条倾斜的直线，说明物体的速度是均匀变化的化的打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源一、实验步骤一、实验步骤11如下图所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，如下图所示，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，连接好电路没
3、有滑轮的一端，连接好电路22把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，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带的一端固定在小车的后面33把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点在纸带上打下一列小点44换上新的纸带，重复实验两次换上新的纸带，重复实验两次55增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验在测定匀变速直线运动加速
4、度的实验中，某同学操在测定匀变速直线运动加速度的实验中，某同学操作中有以下实验步骤：作中有以下实验步骤：AA拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先放开纸带，再接通电源放开纸带，再接通电源BB将打点计时器固定在平板上，并接好电路将打点计时器固定在平板上，并接好电路CC把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码面吊着适当重的钩码DD取下纸带取下纸带EE将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做加速运动板上做加速运动FF将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器将纸带
5、固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔的限位孔(1)(1)其中错误或遗漏的步骤有其中错误或遗漏的步骤有(遗漏步骤可编上遗漏步骤可编上序号序号GG、H)_H)_(2)(2)将以上步骤完善并按合理顺序写在横线上：将以上步骤完善并按合理顺序写在横线上：_._.解析：解析：在用打点计时器测定匀变速直线运动的实在用打点计时器测定匀变速直线运动的实验中，要先接通电源，再放纸带；在取下纸带前要验中，要先接通电源，再放纸带；在取下纸带前要先断开电源；为了减小实验误差，要重复实验三次先断开电源；为了减小实验误差，要重复实验三次即打三条纸带，然后选择理想纸带进行处理即打三条纸带，然后选择理想纸带进行处理答案：答
6、案：(1)(1)AA中应先通电，再放纸带；中应先通电，再放纸带；DD中中取下纸带前应先断开电源；取下纸带前应先断开电源；补充步骤补充步骤GG：换上：换上新纸带，重复三次；新纸带，重复三次；(2)(2)步骤顺序为：步骤顺序为：EBFCADGEBFCADG二、数据处理的方法二、数据处理的方法11选取纸带、确定计数点并进行测量选取纸带、确定计数点并进行测量(1)(1)在三条纸带中选择一条最清晰的纸带在三条纸带中选择一条最清晰的纸带(2)(2)为了便于测量，一般舍掉开头一些过于密集为了便于测量，一般舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作计时起点的点迹，找一个适当的点作计时起点(0(0点点)(3)
7、(3)每每55个点个点(相隔相隔0.1 s)0.1 s)取取11个计数点进行测量个计数点进行测量(如下图所示，相邻两点中间还有如下图所示，相邻两点中间还有44个点未画个点未画出出)(2)(2)设计表格并记录相关数据设计表格并记录相关数据位置编号012345时间t/s00.10.20.30.40.5x/mv/(ms1)3.3.作出小车运动的作出小车运动的vvtt图象图象(1)(1)定标度：坐标轴的标度选取要合理，应使定标度：坐标轴的标度选取要合理，应使图象大致分布在坐标平面中央图象大致分布在坐标平面中央(2)(2)描点：描点时要用平行于两坐标轴的虚线描点：描点时要用平行于两坐标轴的虚线标明该点的
8、位置坐标标明该点的位置坐标(所描的点一般用所描的点一般用“”标明标明)(3)(3)连线：用一条曲线或直线连线：用一条曲线或直线“拟合拟合”这些点这些点仔细观察所描各点的分布情况用一条直线仔细观察所描各点的分布情况用一条直线“拟合拟合”这些点，即让所画的直线连接尽可能多这些点，即让所画的直线连接尽可能多的点，不能连接的点应均匀分布在直线两侧，的点，不能连接的点应均匀分布在直线两侧，舍弃离直线较远的点舍弃离直线较远的点4实验结论分析小车运动的vt图象，描述小车的运动速度随时间的变化规律如果画出的vt图象是一条倾斜的直线，说明小车做速度均匀变化的直线运动图象和纵坐标的交点表示开始计时时小车的速度初速
9、度在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如下图给出了从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点测得x11.40 cm，x21.90 cm，x32.38 cm，x42.88 cm，x53.39 cm，x63.87 cm，那么(1)在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：v1_cm/s，v2_cm/s，v3_cm/s，v4_cm/s，v5_cm/s.(2)在平面直角坐标系中作出vt图象(3)分析小车运动速度随时间变化的规律答案：答案：(1)16.50(1)16.5021.4021.4026.3026.3031.3531.3536.3036.
10、30(2)(2)见解析图 见解析图(3)(3)小车的运动速度随时间均匀增加小车的运动速度随时间均匀增加产生原因减小方法偶然误差根据纸带测量的位移有误差，知根据位移计算的瞬时速度有误差测量各计数点到起始点的距离而不是直接测量相邻计数点间距离系统误差木板的粗糙程度不完全相同尽量选用各处粗糙程度均匀的木板11开始释放小车时，应使小车靠近打点计时开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器器22先接通电源，等打点稳定后，再释放小车先接通电源，等打点稳定后，再释放小车33取下纸带前，先断开电源取下纸带前，先断开电源44要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手
11、按住它车到达滑轮前及时用手按住它55牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大而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，而使各段位使纸带上的点太少，或者加速度太小，而使各段位移无多大差别，从而使测量误差增大，加速度的大移无多大差别，从而使测量误差增大，加速度的大小以能在小以能在50 cm50 cm长的纸带上清楚地取得六、七个计数长的纸带上清楚地取得六、七个计数点为宜点为宜6要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每五个点取一个计数点，即时间间隔为T0.025 s0.1 s要舍掉开头过于密集的点，这样误差小7在坐标纸上画vt图象时，注意坐标轴单位
12、长度的选取要适当，应使图线尽量分布在较大的坐标平面内.CC换上新的纸带，再重做两次实验换上新的纸带，再重做两次实验DD把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面EE使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动开小车，让小车运动FF把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下端把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下端吊着合适的钩码吊着合适的钩码GG断开电源，取出纸带断开电源，取出纸带解析：解析：正确的实验步骤：把长木板平放在实验正确的实验步骤：把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桌上
13、，并使滑轮伸出桌面；把打点计时器固定在木板上远离滑轮的一端，并连好电路；把一条细木板上远离滑轮的一端，并连好电路；把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下端吊着合适绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下端吊着合适的钩码；把穿过打点计时器的纸带固定在小车后的钩码；把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面；使小车停在靠近打点计时器处，接通电源面；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；打完一条纸带，断开电放开小车，让小车运动；打完一条纸带，断开电源，取下纸带；换上新纸带，再重做两次实验源，取下纸带；换上新纸带，再重做两次实验即顺序为即顺序为DBFAEGC.DBFAEGC.答案：答案：DBF
14、AEGCDBFAEGC【跟踪发散跟踪发散】111.1.关于用打点计时器关于用打点计时器“探究小探究小车速度随时间变化的规律车速度随时间变化的规律”的实验，以下说法正的实验，以下说法正确的是确的是()AA打点计时器应固定在长木板上靠近滑轮的一端打点计时器应固定在长木板上靠近滑轮的一端BB开始实验时小车应放在靠近打点计时器的位置开始实验时小车应放在靠近打点计时器的位置CC应先启动打点计时器，待打点稳定后再释放小应先启动打点计时器，待打点稳定后再释放小车车DD牵引小车的钩码质量越大越好牵引小车的钩码质量越大越好解析：解析：打点计时器与滑轮间的距离尽可能要打点计时器与滑轮间的距离尽可能要大，小车尽可能
15、靠近打点计时器，就是为了使大，小车尽可能靠近打点计时器，就是为了使小车运动的距离较大，尽可能打出较多的点，小车运动的距离较大，尽可能打出较多的点，AA错误，错误，BB正确；若先释放小车再接通电源，只正确；若先释放小车再接通电源，只能在纸带的后面的部分上打点，不能很好地利能在纸带的后面的部分上打点，不能很好地利用纸带，用纸带，CC正确；钩码质量应适当，钩码质量正确；钩码质量应适当，钩码质量小，打的点很密，钩码质量大，打的点少，都小，打的点很密，钩码质量大，打的点少，都会带来实验误差，会带来实验误差，DD错误错误答案：答案：BCBC那么：(1)在打点计时器打出点1、2、3、4、5、6时，小车的速度
16、分别为v1_cm/s，v2_cm/s，v3_cm/s，v4_cm/s，v5_cm/s.(2)在平面直角坐标系中作出速度时间图象(3)分析小车运动速度随时间变化的规律【跟踪发散跟踪发散】2211：某同学利用打点计时：某同学利用打点计时器探究由静止开始下落的物体的运动，得到器探究由静止开始下落的物体的运动，得到如下图所示的纸带，其中如下图所示的纸带，其中AA、BB、CC、DD、EE是是连续打出的几个点，图中标注了相邻两点间连续打出的几个点，图中标注了相邻两点间的距离的距离(1)(1)铁锤固定在纸带的铁锤固定在纸带的_端端(“(“左左”或或“右右”)(2)(2)由纸带上给出的几个数据，判断该运动是不
17、是匀由纸带上给出的几个数据，判断该运动是不是匀变速直线运动？变速直线运动？(3)(3)根据纸带给出的数据求出铁锤下落的加速度及打根据纸带给出的数据求出铁锤下落的加速度及打点计时器打点计时器打CC点时铁锤的速度点时铁锤的速度答案：答案：(1)(1)左 左(2)(2)是匀变速是匀变速(匀加速匀加速)直线运直线运动动(3)9.63 m/s(3)9.63 m/s223.31 m/s3.31 m/s频闪照相法研究物体的运动频闪照相法研究物体的运动频闪照相法是一种利用照相技术，每间隔一段时间频闪照相法是一种利用照相技术，每间隔一段时间曝光一次，从而形成间隔相同时间的影像的方法曝光一次，从而形成间隔相同时间
18、的影像的方法在频闪照相中会用到频闪灯在频闪照相中会用到频闪灯(如右图所示如右图所示)，它每隔，它每隔相等时间闪光一次，例如每隔相等时间闪光一次，例如每隔0.1 s0.1 s闪光一次，即每闪光一次，即每秒闪光秒闪光1010次次当物体运动时，利用频闪灯照明，照相机可以拍当物体运动时，利用频闪灯照明，照相机可以拍摄出该物体每隔相等时间所到达的位置通过这摄出该物体每隔相等时间所到达的位置通过这种方法拍摄的照片称为频闪照片与打点计时器种方法拍摄的照片称为频闪照片与打点计时器记录的信息相比，频闪灯的闪光频率相当于打点记录的信息相比，频闪灯的闪光频率相当于打点计时器交流电源的频率，而相同时间间隔出现的计时器
19、交流电源的频率，而相同时间间隔出现的影像则相当于打点计时器打出的点因此，运动影像则相当于打点计时器打出的点因此，运动物体的频闪照片既记录了物体运动的时间信息，物体的频闪照片既记录了物体运动的时间信息，又记录了物体运动的位移信息至于根据时间信又记录了物体运动的位移信息至于根据时间信息还是位移信息求加速度的方法，两者都是一样息还是位移信息求加速度的方法，两者都是一样的的一小球在桌面上从静止开始做加速运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置编号如图甲所示，1位置恰为小球刚开始运动的瞬间，作为零时刻摄影机连续两次曝光的时间间隔均为0.5 s，小球从1位置到6位
20、置的运动过程中经过各位置的速度分别为v10，v20.06 m/s，v3_m/s，v40.18 m/s，v5_m/s.在如图乙所示的坐标图中作出小球的速度时间图象(保留描点痕迹)11“研究匀变速直线运动研究匀变速直线运动”的实验中，使用的实验中，使用电磁打点计时器电磁打点计时器(所用交流电的频率为所用交流电的频率为50 Hz)50 Hz)，得到如下图所示的纸带图中的点为计数，得到如下图所示的纸带图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是下列表述正确的是()AA实验时应先放开纸带再接通电源实验时应先放开纸带再接通电源BB相邻两个计数点
21、间的时间间隔为相邻两个计数点间的时间间隔为0.1 s0.1 sCC从纸带可求出计数点从纸带可求出计数点BB对应的速率对应的速率DD相邻两个计数点间的时间间隔为相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s0.02 s答案：答案：BCBC22在在“探究小车速度随时间变化的规律探究小车速度随时间变化的规律”实验实验中，下列说法正确的是中，下列说法正确的是()AA通过调节，使小车、纸带、细绳和定滑轮通过调节，使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上上边缘在一条直线上BB坐标轴单位长度越小越好坐标轴单位长度越小越好CC开始前要先接通电源后松开纸带，打完点开始前要先接通电源后松开纸带，打完点要先断开电源后
22、取纸带要先断开电源后取纸带DD钩码的质量越大越好钩码的质量越大越好解析：解析：实验中要调节滑轮的高度使小车、纸带、实验中要调节滑轮的高度使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上，可以减小摩擦，细绳和定滑轮上边缘在一条直线上，可以减小摩擦，所以所以AA对；要适当地选取坐标轴的单位长度使图象对；要适当地选取坐标轴的单位长度使图象尽量分布在较大的坐标平面内，所以尽量分布在较大的坐标平面内，所以BB错；开始前错；开始前要先接通电源后松开纸带，打完点要先断开电源后要先接通电源后松开纸带，打完点要先断开电源后取纸带，这样可以使实验效果更好，所以取纸带，这样可以使实验效果更好，所以CC对；钩对；钩码的质
23、量要适中，不要太大也不要太小，以码的质量要适中，不要太大也不要太小，以100 g100 g左右为宜，所以左右为宜，所以DD错错答案：答案：ACAC33在研究匀变速直线运动的实验中，算出小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：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 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60通过计数点的速度(cm/s)44.0 62.0 81.0 100.0110.0168.0答案：答案：CCA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f50 Hz，则每相邻的两个计数点之间的时间间隔为
24、0.1 sC打B点时运动物体的速度vB0.20 m/sD本实验也可以采用电火花计时器答案：答案：BDBD5(2010广东理综)下图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_(2)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从图中读出A、B两点间距x_；C点对应的速度是_(计算结果保留三位有效数字)答案：答案：(1)0.02 s(1)0.02 s(2)0.68(2)0.68 0.72 cm0.72 cm0.100 0.100 m/sm/s66在在“探究小车速度随时间变化的规律探究小车速度随时间变
25、化的规律”的实的实验中，某同学进行了以下实验操作步骤，试找出验中，某同学进行了以下实验操作步骤，试找出其中的错误和遗漏的步骤其中的错误和遗漏的步骤(遗漏步骤可编上序号遗漏步骤可编上序号G)G)AA拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器的一拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器的一端后，放开纸带，再接通电源端后，放开纸带，再接通电源BB将打点计时器固定在长木板无滑轮一端，并将打点计时器固定在长木板无滑轮一端，并接好电路接好电路CC把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码下面吊着适当重的钩码DD取下纸带取下纸带EE将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时
26、器将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔的限位孔FF从所打的纸带中选取满意的纸带进行测量分从所打的纸带中选取满意的纸带进行测量分析错误和遗漏析错误和遗漏_；_；_._.正确的步骤顺序为：正确的步骤顺序为：_._.答案：答案：AA中先放纸带，后接通的电源应中先放纸带，后接通的电源应该先接通电源，待打点稳定后再放开小车；该先接通电源，待打点稳定后再放开小车；DD中没有先断开电源，后取下纸带应该先中没有先断开电源，后取下纸带应该先断开电源，然后取下纸带；断开电源，然后取下纸带；GG换上新纸带，换上新纸带，重复实验三次；正确的步骤顺序是：重复实验三次；正确的步骤顺序是：BECADGF.BECA
27、DGF.(1)根据学过的知识可以求出小车在B点的速度为vB_m/s.CE间的平均速度为_m/s；(2)以打B点时为计时起点，建立vt坐标系如下图所示请在图中作出小车运动的速度与时间的关系图线；(3)(3)根据图线可得小车运动的加速度为根据图线可得小车运动的加速度为_m/s_m/s22.8.8.张丹同学用如右图张丹同学用如右图(甲甲)所示的滴水法测量所示的滴水法测量一小车在斜面上运动时的加速度实验过程一小车在斜面上运动时的加速度实验过程如下：在斜面上铺上白纸，用图钉钉住如下：在斜面上铺上白纸，用图钉钉住把滴水计时器固定在小车的末端，在小车上固把滴水计时器固定在小车的末端，在小车上固定一平衡物调节
28、滴水计时器的滴水速度，使定一平衡物调节滴水计时器的滴水速度，使其每其每0.2 s0.2 s滴一滴滴一滴(以滴水计时器内盛满水为准以滴水计时器内盛满水为准)在斜面顶端放置一浅盘，把小车放在斜面顶在斜面顶端放置一浅盘，把小车放在斜面顶端，把调好的滴水计时器盛满水，使水滴能滴端，把调好的滴水计时器盛满水，使水滴能滴入浅盘内随即在撤去浅盘的同时放开小车，入浅盘内随即在撤去浅盘的同时放开小车，于是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点于是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点迹小车到达斜面底端时立即将小车移开迹小车到达斜面底端时立即将小车移开答案：答案：打点计时器 打点计时器 0.2020.2020.2020.202
