高中物理老教材讲义：第2章 1　实验：探究小车速度随时间变化的规律.pdfVIP

1实验：探究小车速度随时间变化的规律

[学习目标]

1．进一步练习使用打点计时器.2.会利用平均速度求瞬时速度.3.会利用v－t图象处理实验数

据，并由图象计算小车的加速度和判断小车的运动情况．

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图象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图象，图线的倾斜程度表示加速度的大小，如果v－t图象是一条倾

斜的直线，说明小车的速度是均匀变化的．

二、实验器材

打点计时器(带导线)、交流电源、纸带、一端附有定滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻

度尺、复写纸、坐标纸．

三、实验步骤

1．如图1所示，把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，打点计时

器固定在长木板没有滑轮的一端，连接好电路．

图1

2．把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下面挂上适当的钩码，把纸带穿过打点计时器，

并把纸带的一端连在小车的后面．

3．把小车停在靠近打点计时器的位置，先启动计时器，后放开小车(填“启动计时器”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．

4．换上新纸带，重复操作两次．

四、数据处理

1．采集数据

如图2所示，一般不是直接测量相邻两个计数点间的距离，而是先测量出各个计数点到零计

数点的距离x、x、x、x、x，再计算出相邻的两个计数点间的距离．Δx＝x，Δx＝x－x，Δx＝

12345112213

x－x，Δx＝x－x，Δx＝x－x.

32443554

图2

2．求各计数点的瞬时速度

(1)各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替，即v＝，v＝…

12

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1234567

时刻t/s0.10.20.30.40.50.60.7

v/(m·s－1)

3.作出v－t图象分析运动规律

(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．

图3

(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3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)据所画v－t图象求出小车运动的加速度a＝.

五、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．先启动计时器，等打点稳定后，再放开小车(填“启动计时器”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数起点0之

间的距离)．

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

一、实验原理与操作

例1在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，

(1)下列给出的器材中，有一部分已经选好了，请选出还需要的器材．

A．电磁打点计时器B．天平C