2.1实验探究小车速度随时间变化的规律

由天下分享时间：2025/1/3 14:01:04 加入收藏我要投稿点赞

第二章匀变速直线运动的研究

§2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律

【学习目标细解考纲】

1．会正确使用打点计时器打出的匀变速直线运动的纸带。

2．会用描点法作出 v-t 图象。

3．能从 v-t 图象分析出匀变速直线运动的速度随时间的变化规律。 4．培养学生的探索发现精神。

【知识梳理双基再现】

一．实验目的探究小车速度随变化的规律。

二．实验原理利用打出的纸带上记录的数据，以寻找小车速度随时间变化的规律。

三．实验器材打点计时器、低压电源、纸带、带滑轮的长木板、小车、、细线、复写纸片、。

四．实验步骤

1．如课本34页图所示，把附有滑轮的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长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。 2．把一条细线拴在小车上，使细线跨过滑轮，下边挂上合适的。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。 3．把小车停在靠近打点计时器处，接通后，放开，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。换上新纸带，重复实验三次。 4．从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头比较密集的点迹，在后边便于测量的地方找一个点做计时起点。为了测量方便和减少误差，通常不用每打一次点的时间作为时间的单位，而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是T=0.02 s ×5=0.1 s 。在选好的计时起点下面表明A，在第6点下面表明B，在第11点下面表明C……，点A、B、C……叫做计数点，两个相邻计数点间的距离分别是x1、x2、x3…… 5．利用第一章方法得出各计数点的瞬时速度填入下表：

位置时间（s） v(m/s) A 0 B 0.1 C 0.2 D 0.3 E 0.4 F 0.5 G 0.6 6．以速度v为轴，时间t为轴建立直角坐标系，根据表中的数据，在直角坐标系中描点。

7．通过观察思考，找出这些点的分布规律。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。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，即间隔为0.1 s 。

【小试身手轻松过关】

1．在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，按照实验进行的先后顺序，将下述步骤地代号填在横线上。

A．把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面 B．把打点计时器固定在木板的没有滑轮的一端，并连好电路 C．换上新的纸带，再重做两次 D．把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面 E．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 F．把一条细线拴在小车上，细线跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码 G．断开电源，取出纸带

2．在下列给出的器材中，选出“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中所需的器材并填在横线上（填序号）。

①打点计时器 ②天平 ③低压交流电源 ④低压直流电源 ⑤细线和纸带 ⑥钩码和小车 ⑦秒表 ⑧一端有滑轮的长木板 ⑨刻度尺

选出的器材是

3．某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如表格中所示：计数点序号计数点对应时刻（s） 1 0.1 2 0.2 62.0 3 0.3 81.0 4 0.4 100.0 5 0.5 110.0 6 0.6 138.0 v B A 0 t1 第 4 题图

t2 t 44.0 通过计数点的速度（m/s）请作出小车的v-t图象，并分析运动特点。

4．两做直线运动的质点A、B的 v- t图象如图所示，试分析它们的运动情况。

v2 v1

【基础训练锋芒初显】

5．一个人沿平直的街道匀速步行到邮局去发信，又以原速率步行返回原处，设出发时的方向为正，在下列四个图中近似描述他的运动的是（） v v v v 0 t 0 t 0 t 0 t A B 第 5 题图

C D v 甲

6．甲、乙两物体在同一直线上运动，它们的 v-t 图象如图，可知（） A．在t1时刻，甲和乙的速度相同 B．在t1时刻，甲和乙的速度大小相等，方向相反

C．在t2时刻，甲和乙的速度方向相同，加速度方向也相同

0 D．在t2时刻，甲和乙的速度相同，加速度也相同

乙 t1 t2 t

第 6 题图

【举一反三能力拓展】

7．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图给出了从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：s1=1.40 cm，s2=1.90 cm，s3=2.38 cm， s4= 2.88 cm，s5=3.39 cm，s6=3.87 cm。那么：

s1 0 1 s2 2 s3 3 s4 4 第 7 题图

s5 5 s6 6

（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速度—时间图象。（3）分析小车运动速度随时间变化的规律。

【名师小结感悟反思】

在纸带上选取合适的测量点作为计时起点，在选好计数点后利用平均速度近似为该点瞬时速度的方法，得出各计数点的瞬时速度，描点连线作图建立速度—时间图象可直观地描绘出质点的运动情况。

§2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系

【学习目标细解考纲】

1．理解匀变速直线运动的概念。

2．理解匀变速直线运动速度随时间的变化规律。 3．会用公式v?v0?at解决有关问题。

【知识梳理双基再现】

1．如果物体运动的v-t图象是一条平行于时间轴的直线，则该物体的______不随时间变化，该物体所做的运动就是_____________。

2．如图1所示，如果物体运动的v-t图线是一条倾斜直线，表示物体所做的运动是__________。由图象可以看出，对于图线上任一个速度v的变化量Δv，与对应时间内的时间变化量Δt的比值

?v是_____________，即物体的__________保持不变。所以该物体所做?t的运动是____________的运动。

3．对匀变速直线运动来说，速度v随时间t的变化关系式为___________，其中，若v0=0，则公式变为_____________，若a=0，则公式变为_____________，表示的是_______________运动。

4．在匀变速直线运动中，如果物体的速度随着时间均匀增加，这个运动叫做______________。其v-t图象应为图2中的____________图，如果物体的速度随着时间均匀减小，这个运动叫做____________，图象应为图2的______________图。

v v v v0 v Δv v Δt Δv v0 Δt 0 甲图1 t t t 图2

0 乙 t t 【小试身手轻松过关】

1．关于直线运动，下述说法中正确的是（） A．匀速直线运动的速度是恒定的，不随时间而改变 B．匀变速直线运动的瞬时速度随时间而改变

C．速度随时间不断增加的运动，叫匀加速直线运动

D．速度随着时间均匀减小的运动，通常叫做匀减速直线运动 2．已知一运动物体的初速度v0?5m/s,加速度a??3m/s2，它表示（ A．物体的加速度方向与速度方向相同，且物体的速度在减小 B．物体的加速度方向与速度方向相同，且物体的速度在增加 C．物体的加速度方向与速度方向相反，且物体的速度在减小 D．物体的加速度方向与速度方向相反，且物体的速度在增加

）

3．关于图象的下列说法中正确的是（）

A．匀速直线运动的速度一时间图象是一条与时间轴平行的直线 B．匀速直线运动的速度一时间图象是一条倾斜的直线

C．匀变速直线运动的速度一时间图象是一条与时间轴平行的直线 D．非匀变速直线运动的速度一时间图象是一条倾斜的直线

4．在公式v?v0?at中，涉及到四个物理量，除时间t是标量外，其余三个v、v0、a都是矢量。在直线运动中这三个矢量的方向都在同一条直线上，当取其中一个量的方向为正方向时，其他两个量的方向与其相同的取正值，与其相反的取负值，若取初速度方向为正方向，则下列说法正确的是（）

A．匀加速直线运动中，加速度a取负值 B．匀加速直线运动中，加速度a取正值 C．匀减速直线运动中，加速度a取负值

D．无论匀加速直线运动还是匀减速直线运动，加速度a均取正值

【基础训练锋芒初显】

5．物体做匀加速直线运动，初速度v0=2 m/s ，加速度a=0.1 m/s2 ，则第3 s 末的速度是_____m/s，5 s末的速度是_________m/s。

6．汽车在平直公路上以10m/s的速度做匀速直线运动，发现前面有情况而刹车，获得的加速度大小是2m/s2，则

（1）汽车在3 s 末的速度大小是________________m/s；（2）在5 s 末的速度大小是________________m/s；（3）在10 s 末的速度大小是________________m/s。

7．如图所示是四个做直线运动的物体的速度一时间图象，则做匀加速直线运动的是__________，做匀减速直线运动的是___________，初速度为零的是_____________，做匀速直线运动的是__________。（填图线代号）