实验：探究小车速度随时间变化的规律

知识点详情

探究小车速度随时间变化的规律实验包括实验原理、实验目的、实验器材、实验步骤、数据处理、误差分析、注意事项等部分，有关实验探究小车速度随时间变化的规律知识点详情如下：

利用打点计时器打出的纸带上记录的数据，计算出各时刻的速度，再作出速度与时间的关系图象。

1．利用打点计时器所打纸带的信息，代入计算式，即用以n点为中心的一小段时间间隔的平均速度代替n点的瞬时速度。

2．用描点法作出小车的vt图像，根据图像的形状判断小车的运动性质．若所得图像为一条倾斜直线，则表明小车做匀变速直线运动。

3．利用vt图像求出小车的加速度。

注意：

(1)某点的瞬时速度一般用一小段时间内的平均速度代替。

(2)若v－t图象为一倾斜直线，则物体做匀变速直线运动，图线的斜率表示加速度。

1.进一步练习使用打点计时器及利用纸带求速度。

2.学会用实验探究小车速度随时间变化的规律的方法，学会用v－t图象处理实验数据。

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、钩码、刻度尺、坐标纸。

1．如图所示，把一端附有滑轮的长木板放在实验桌上，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．把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，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列小点。

4．换上新的纸带，重复实验两次。

5．增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验。

1．表格法

(1)从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个点，作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明0、1、2、3、4、…，如图所示。

(2)依次测出01、02、03、04、…的距离x₁、x₂、x₃、x₄、…，填入表中。

(3)1、2、3、4、…各点的瞬时速度分别为：

将计算得出的各点的速度填入表中。

(4)根据表格中的数据，分析速度随时间变化的规律。

2．图像法

(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)根据所画vt图像求出小车运动的加速度

1．木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀。

2．根据纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬时速度有误差。

3．作vt图像时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差。

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，等打点稳定后，再释放小车。

3．打点完毕，立即断开电源。

4．选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点密集部分，适当选取计数点(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．要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，当小车到达滑轮前及时用手按住。

6．要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，一般在纸带上每隔4个点取一个计数点，即时间间隔为t＝0.1 s。

7．在坐标纸上画vt图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像尽量分布在较大的坐标平面内。

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