2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律（原卷版）-2025年高一物理同步培优讲练（人教版必修第一册）.pdf

2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律

1.能建立加速度的概念，能从物理学的视角观察实验现象，并能正确分析小车运动的加速度。

2.理解v-t图像的含义，能用实验数据描绘v-t图像，能根据图像分析速度随时间的变化特点以及加速

度的特点。

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、进行实验

(1)如图所示，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.

(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，先接通电源，后释放小车(填“接通电源”或“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行小点，随后立即关闭电源.

(4)换上新纸带，重复操作两次.

三、记录数据

选择计数点，记录瞬时速度。

四、数据采集、处理及分析

1、采集数据

如图所示，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计时零点的距离x、

1

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＝x－x，Δx＝x

23451122133244

－x，Δx＝x－x.

3554

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＝（Δx＋Δx）/2T，v＝（Δx＋Δx）/2T，

112223

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

3、作出小车运动的v－t图象

（1）定标度：坐标轴的标度选取要合理，应使图象

大致布满坐标纸.

（2）描点：在坐标纸上描出各个坐标点的位置.

（）连线：用一条平滑的曲线或直线拟合这些点

3“”.

4、分析数据并求出加速度

(1)如果画出的v－t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.图象和纵轴的交点

表示开始计时时小车的速度.

(2)求出小车的加速度

五、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，计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源。

3、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按住它。

4、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

位移无多大差别，从而使误差增大。加速度的大小以能在60cm长的纸带上清楚地取得六七个计

数点为宜。

5、要区别计时器打出的点和人为选取的计数点。一般在纸带上每5个点取一个计数点，间隔为0.1s。

[例题1]（2023秋•天河区期末）用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。

主要实验步骤如下：

a．安装好实验器材。接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。

b．选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O（t＝0），然后每隔相同的时间间

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