2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律第二章匀变速直线运动的研究
复习：打点计时器可以测量什么物理量？位移时间（打点计时器是测量位移与时间的仪器）位移（用刻度尺测量）；时间（两点的时间间隔为0.02s）通过打点计时器打出的纸带可以间接求什么物理量？可以求两点间的平均速度→一点的瞬时速度→加速度。
例
实验原理速度的计算：用纸带上某点为中间时刻的一小段位移的代替该点的瞬时速度。平均速度例如我们要求纸带上第n个点的瞬时速度0点足够多时：每隔四个点取一个计数点。点不多时：每个点都是一个计数点。123012345相邻两计数点
实验原理作v-t图像：将所计算瞬时速度记入表格中，用描点法做出小车的，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，则表明小车在做速度均匀变化的匀变速直线运动。v-t图像t/s510152025020406080v/m•s-1甲乙
实验原理求加速度：利用v-t图像求斜率，则小车的加速度等于图像的。斜率t/s510152025020406080v/m•s-1甲乙
导入：试验小车运动是物理学中最简单物体运动，哪它的运动的速度随时间变化有什么规律呢？我们可以通过什么方法来研究？通过试验!可以通过打点计时器等试验仪器来探究小车速度随时间变化的规律哪如何设计试验？
一、实验设计试验需要什么仪器？打点计时器、学生电源、导线、试验小车、细绳、纸带、复写纸、带滑轮长木板试验仪器怎样安装放置？课本P31图2.1－1
⑴木板平放，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定，连接好电路⑵穿纸带；挂钩码。⑶先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后立即关闭电源。⑷换纸带，加钩码，再做一次.二、实验步骤
1．固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。2．滑轮不能过高,细绳应与木板平行.3．小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击长木板末端前应让小车停止运动,防止小车从板上掉下来。4．先接通电源，后让纸带运动。5．打点结束后立即关闭电源。三、实验注意点
数据处理选取纸带：从几条纸带中选取一条点迹清晰的纸带，为便于测量，适当舍弃打点密集部分，选取一个适当的点作为计数起点（标记为0点），以后每隔五个点取一个计数点，依次标明1、2、3、4……则相邻计数点间的时间间隔T=0.10s。012345
数据处理012345
数据处理计算、记录瞬时速度：用各段位移的平均速度代替中间时刻计数点的瞬时速度，计算各点速度，设计表格并记录。012345位置012345时间t/s速度v/(m/s)3.1cm7.3cm13.0cm20.3cm28.8cm00.10.20.30.40.50.3650.4950.6500.79
数据处理作v-t图：建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并分别选取适当的标度，使图像尽量分布在一个较大的平面坐标内，根据表格中的数据在坐标系中描点。0.10.20.30.40.20.40.60.80.51.0位置012345时间t/s速度v/(m/s)00.10.20.30.40.50.3650.4950.6500.79XXXX
数据处理作v-t图：用一条平滑的曲线或直线连接各点，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在线的两侧，偏差较大的点忽略不计。0.10.20.30.40.20.40.60.80.51.0位置012345时间t/s速度v/(m/s)00.10.20.30.40.50.3650.4950.6500.79XXXX
数据处理作v-t图：观察所得到的图线，分析小车的速度随时间的变化量。根据v-t图像求出斜率，斜率表示小车运动的加速度。0.10.20.30.40.20.40.60.80.51.0XXXX
想一想一般情况下应如何选择计数点？这样选取的目的是什么？1.一般舍去纸带上的点比较密集的部分；2.然后在纸带上每隔四个点取一个计数点；3.这样，相邻计数点之间的时间间隔为T=0.02×5s=0.10s，。这样选取的目的是：1.方便测量和计算；2.减小误差。
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，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50cm长的纸带上清楚地取得六、七个计数点为宜。实验注意事项
5．要区别计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个点取一个计数点，即时间间隔为T＝0.02×5s＝0.1s。6．不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕(可先统一量出各计数点到计数起点O之间的距离)。读数时应估读到毫米的下一位。7．描点时最好用坐标纸，在纵、横轴上选取合适的单位，用细铅笔认真描点。实验注意事项
四、纸带分析怎样分析和选取纸带上的点开头过于密集的点舍掉，从清楚的点开始,每隔五个间隔取一个计数点，(每两个计数点之间的时间间隔是0.1s）；取六个点，标号0，1，2，3，4，5如何计算所取点的速度？平均速度→瞬时速度（如何测△x）如何设计表格记录数据？
处理纸带六大注意本实验很重要的一个实验目的是学会用打上点的纸带研究物体的速度随时间变化的规律．纸带上各点表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置，通过研究纸带上各点之间的间隔，可以判断物体的运动情况．因此，会处理纸带是一项基本功，处理纸带需注意以下几点：1.区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点．2.区别打点计时器打点的周期(即两个相邻实际点的时间间隔)与两个计数点间的时间间隔．特别提醒
处理纸带六大注意3.为了减小实验误差，应舍掉开头比较密集的点，从间距较大的点开始进行测量．4.为了方便测量，可以用每打5个点间隔的时间作为计时单位，这样，在两个计数点间的时间间隔为T＝5×0.02s＝0.1s.5.以能在50cm长的纸带上清楚地取到7～8个计数点为宜，必须注意，计数点不能少于6个．6.在测量各段位移时，不要逐段测量各段的位移，应该用长刻度尺一次测量分段读数，以避免多次移动刻度尺造成累积误差；还应注意，读数时应读到毫米的下一位.特别提醒
1、列表法。2、图象法（v-t图象）：①根据所得数据，选择合适的标度建系（图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）②根据所得数据确定点的位置,观察和思考点的分布规律。③“拟合”图象：从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上，画出一条直线，让尽可能多的点处在这条直线上，其余均匀分布，去掉偏差太大的点五`数据处理
试验结论：小车的速度随时间的增加而均匀增加小车速度随时间逐渐增大；相同时间里，速度增量相同；成正比……。。。。。。
【答案】（1）0.10（2）0.59（3）0.82
【典例】(实验数据处理)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，如图所示为记录小车运动情况的一条纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T＝0.1s。(1)计算D、C、B各点的瞬时速度，vD＝______m/s，vC＝______m/s，vB＝______m/s。(2)在如图所示坐标系中作出小车的v-ｔ图象，并根据图象求出a＝______。(3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度是______，此速度的物理意义是______。
【解析】(1)若时间较小，平均速度可以代替某点的瞬时速度。D点的瞬时速度=390cm/s=3.9m/sC点的瞬时速度=264cm/s=2.64m/sB点的瞬时速度=138cm/s=1.38m/s(2)由(1)中数据作出小车的v-t图象如图所示，由图线的斜率可求得它的平均加速度(3)将图线延长后，与纵轴的交点的速度约是v=0.12m/s，它表示小车经过A点时的速度。
实例探究：在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点瞬时速度如下计数点序号123456计数点对应的时刻（s）0.100.200.300.400.500.60通过计数点的速度（cm／s）44.062.081.0100.0110.0168.0为了计算加速度，合理的方法是（）
A．根据任意两计数点的速度用公式算出加速度B．根据实验数据画出v－t图，量出其倾角，由公式a=tg倾角，求出加速度C．根据实验数据画出v－t图，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间，用公式算出加速度D．依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度
分析：方法A偶然误差较大。方法D实际上也仅由始末两个速度决定，偶然误差也比较大，只有利用实验数据画出对应的v－t图，才可充分利用各次测量数据，减少偶然误差。由于在物理图象中，两坐标轴的分度大小往往是不相等的，根据同一组数据，可以画出倾角不同的许多图线，方法B是错误的。正确的方法是根据图线找出不同时刻所对应的速度值，然后利用公式算出加速度，即方法C。答案C
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