《高一物理一体化导学案（人教版2019必修第一册）》2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律（原卷版）

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第1节实验：探究小车速度随时间变化的规律

【知识梳理】

一、实验目的

1.练习打点计时器的使用和纸带数据处理。

2.学会测量瞬时速度的方法，利用实验中获取数据，学会利用图像处理实验数据的科学方法，进而探究小

车速度随时间变化的规律。

二、实验原理

1.利用纸带计算瞬时速度：用某段位移的平均速度表示中间点的瞬时速度。

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，进而探究速度与时间的关系。

三、实验器材

打点计时器、学生电源、复写纸、纸带、导线、一端带有滑轮的长木板、小车、细绳、槽码、刻度尺、坐

标纸。

四、实验步骤

1.按照图示安装实验器材。

2.把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带

上打下一系列小点。

3.换上新纸带，重复实验几次。

五、数据处理

1.纸带的选取与测量

(1)选择一条点迹最清晰的纸带。

(2)每5个点(相隔 0.1 s)取1个计数点进行测量(如图所示，相邻两点中间还有 4个点未画出)。

2.瞬时速度的计算

(1)瞬时速度的求解方法：时间间隔很短时，可用某段时间的平均速度表示这段时间内中间时刻的瞬时速度，

即vn＝。

(2)设计表格并记录相关数据。

画

出

小

车

的

v－t图像

4.分析实验结果，得出实验结论

【方法突破】

一、实验原理与操作

■方法归纳

1.实验操作注意：

（1）实验前应调节纸带和细绳，使其与木板平行。

（2）实验中应先接通电源，后让小车运动，实验完毕应先断开电源后取纸带。

2.打点计时器的工作电源

(1)电磁打点计时器和电火花打点计时器均使用交流电源，工作频率为 50 Hz，打点周期

＝0.02 s。

(2)电磁打点计时器用 6 V 以下的交流电源，电火花打点计时器用 220 V 的交流电流。

位置编号 0 1 2 3 4 5

时间 t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

xn/m

v/(m·s－1)

【例 1】（1）在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，给你以下器材：电磁打点计时器、电池

组、纸带、复写纸、小车、钩码、细绳、一端附有定滑轮的长木板。其中不需要的器材是___________，

还需要增添的器材有___________。

（2）关于“探究小车速度随时间变化的规律”这一实验，下列说法正确的是___________。

A．长木板不能侧向倾斜，也不能一端高一端低

B．在释放小车前，小车应靠近打点计时器

C．应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放小车

D．打点计时器应接在低压直流电源上

E．小车运动时要保持纸带与打点计时器平面、木板平行

F．作 v-t图象时，应先描点后连线，并且要把描出的所有点都连接起来

【针对训练1】（1）如图甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的仪器，请回答下面问题：

①甲图是_________（填“电磁”或“电火花”）打点计时器，电源采用的是_________（填“直流电源”

或“交流电源”），工作电压为_________ V。

②乙图是_________（填“电磁”或“电火花”）打点计时器，电源采用的是_________（填“直流电源”

或“交流电源”），工作电压为_________ V。

（2）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法正确的是（______）

A．在释放小车前，小车应靠近打点计时器

B．开始实验时应先释放小车，再接通电源

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