人教版高中物理精讲精练-必修1第01讲：实验：探究小车速度随时间变化的规律（解析版）.pdf

第01讲：实验：探究小车速度随时间变化的规律

【知识精讲归纳】

考点一、实验原理

1．利用纸带计算瞬时速度：以纸带上某点为中间时刻取一小段位移，用这段位移的平均速度表示这点的瞬时速度．

2．用v－t图像表示小车的运动情况：以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，用描点法画出小车的v－t

图像，图线的倾斜程度表示加速度的大小，如果v－t图像是一条倾斜的直线，说明小车的速度是均匀变化的．

考点二、实验器材

打点计时器(带导线)、交变电源、纸带、一端带有定滑轮的长铝板、小车、细绳、槽码、刻度尺、复写纸、坐标纸．

考点三、实验步骤

1．如图1所示，把一端带有定滑轮的长铝板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面．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．

图1

2．把小车停在靠近(填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置．先启动打点计时器，后放开小车(填“启动打点计

时器”或“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行小点．随后，立即关闭电源．

3．换上新纸带，并增减所挂槽码(或在小车上放置重物)，重新操作两次．

考点四、数据记录

1．采集数据

舍掉纸带开头一些过于密集的点，找一个适当的点作为计时起点．可选择相隔0.1s(或更短)的若干计数点进行测

量．

如图所示，先测量出各个计数点到计时起点的距离：x、x、x、x、x…，再计算出相邻的两个计数点间的距离：12345

Δx＝x，Δx＝x－x，Δx＝x－x，Δx＝x－x，Δx＝x－x，…，填入自己设计的表中．

11221332443554

2．求各计数点的瞬时速度

Δx＋Δx12Δx＋Δx23

(1)各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替，即v＝1，v＝2，…

2T2T

T为相邻两个计数点间的时间间隔，若交流电源频率为50Hz，每5个点取一个计数点(中间隔4个点)，则T＝0.1s.

(2)设计表格并记录相关数据

位置编号0123456…

时间t/s00.10.20.30.40.50.6

v/(m·s1－

1)

v/(m·s2－

1)

v/(m·s3－

1)

…

五、数据分析

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，不在直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3所示．

图3

3．观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律．

Δv

4．根据所画v－t图像求出小车运动的加速度a＝.

Δt

六、注意事项

1．开始放开小车时，应使小车靠近(填“靠近”或“远离”)打点计时器．

2．先启动打点计时器，等打点稳定后，再放开小车(填“启动打点计时器”或“放开小车”)．

3．打点完毕，立即关闭电源．

4．选取一条点迹清晰的纸带，舍掉开头点迹密集部分，选取适当的计数点(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．

5．不要分段测量各段距离，应尽可能地一次测量完毕(可统一量出各计数点到计时起点的距离)．

6．在坐标纸上画v－t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像大致布满坐标纸．