在高中物理人教版（2019）必修第一册的第2章“匀变速直线运动的研究”里，有第1节“实验：探究小车速度随时间变化的规律”，在生活当中，人们会进行跳远助跑、水中嬉戏、驾车行驶、短道速滑，在自然界里，存在物体下落、鸽子飞翔、猎豹捕食、蜗牛爬行、蚂蚁搬家等情况，这些运动都存在速度的变化，物体的速度变化是否存在规律呢？究竟要怎样去探索速度随时间变化的规律呢？观察与思考，其一、实验思路，1.实验目的，2.实验方案，让小车于木板之上，在重物之牵引下进行运动，槽码牵引小车于长木板之上运动高中物理小车运动，以此探究小车速度随时间变化之规律，观察与思考期间，需要测量小车运动不同时刻的速度，测量位移以及时间，用刻度尺测量位移，由纸带直接读出时间，小车拖动纸带运动，打点计时器打出点迹。二、实验器材，槽码、小车、细绳、纸带、打点计时器、一端附有定滑轮的长木板，其他还有复写纸、导线、刻度尺、学生电源。三、进行实验，1.于长木板上固定打点计时器，且要使滑轮伸出桌面，连接电路，让小车停在靠近打点计时器的位置，安装好纸带，连接细绳和槽码。2.先启动打点计时器，而后释放小车，打点完成后关闭电源，观察纸带的点迹是否清晰。3.增减所挂的槽码，或者在小车上放置重物，更换纸带，再做两次实验。4.实验获得的纸带视频演示。四、数据分析，1.数据记录，选取纸带、确定计数点并进行测量，(1)在三条纸带中挑选一条最为清晰的纸带。(2)为了便于测量，通常舍掉纸带开头一些过于密集的点，找一个适当适度的点作为计时起点0。(3)每5个点隔0.1 s取1个计数点进行测量，如相邻两点中间有4个点未画出。0.10s0.10s含弃过于密集或者不清晰的点(4)依据前面所选的计数点直接测量各计数点到0点的距离，x1、x2、x3、x4、x5…，再计算出相邻的两个计数点间的距离，Δx1＝x1，Δx2＝x2－x1，Δx3＝x3－x2，Δx4＝x4－x3，Δx5＝x5－x4…，填入自己设计的表中，减小测量误差，Δx1，Δx2，Δx3，Δx4，Δx5。2.数据处理，求解并记录各计数点的瞬时速度，(1)取该计数点相邻两计数点，算出此段的平均速度，此物点的瞬时速度近似等于此段的平均速度，注意估读、单位以及有效数字，T为相邻两个计数点间的时间间隔，若交变电源频率为50 Hz，每5个点取一个计数点，中间隔4个点，则T＝0.1 s。(2)把各计数点的瞬时速度，填入表中标有“v1”的一行，同理，计算增减槽码后两次实验的速度，分别填入表中标有“v2”和“v3”的两行内。位置编号...时间t/s00.10.20.30.40.50.6v1/(m·s-1)v2/(m·s-1)v3/(m·s-1)...3.数据分析，测量示例，位置编号时间t/s00.10.20.30.40.50.6v1/(m·s-1)／0.450.600.740.891.031.19(1)小车速度随时间的变化有什么规律？逐渐变大速度的小车，进行着加速的运动，（2）怎样能够形象地去看得见小车速度跟随时间变化的规律呢？能够通过绘制用于呈现小车运动状况的图像，进而展开分析加以思考与讨论，(1)制作出v－t图像，①于坐标纸上构建起坐标系，紧接着描画出数据点；②运用一条平滑曲线(含直线)去“拟合”这些点，要让这条线穿过尽可能多的点，未处于线上的点均匀分布于曲线两侧，对于偏差比较大的点予以忽略不计。v－t图像的数据点基本上分布在一条直线之上。0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.61.21.00.80.60.40.2t/sv/(m·s-1)(2)得出实验结论，0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.61.21.00.80.60.40.2t/sv/(m·s-1)小车运动所形成的v－t图像是一条存在倾斜度的直线，这表明速度随着时间呈现出均匀增加的态势，它们构成“线性关系”，也就是小车运动时的加速度保持不变。0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.61.21.00.80.60.40.2t/sv/(m·s-1)(1)就以所作出来的图像作为实例，你能不能计算出小车运动的加速度呢？首先，速度等于1.48每秒米，那么，能不能，直接量出直线的倾角，接着求其正切值，并用它来计算加速度；不能，一般情况下，两坐标轴的标度选取并不一致，这得思考与讨论五、注意事项观察与思考；其一，要让纸带、小车、拉线以及定滑轮共线，安装打点计时器的时候，应该注意些什么；要使打点计时器的限位孔沿着长木板的纵轴中心线方向；其二，为了确保小车的运动距离，开始释放小车之际，应把小车放置在什么位置；小车应当靠近打点计时器。(3)为了达成打点计时器工作更为稳定以及提升纸带的利用率这一目的，应当怎样去操作呢？是先将电源接通，随后再把小车释放。在打点结束后，立刻把电源关闭。(4)为何要增加或者减少所悬挂的槽码，又或者在小车上放置重物，并且重复进行两次这样的操作呢？把探究规律，减小实验偶然性，拆分为：探究规律高中物理小车运动，以此减小实验偶然性。操作实验过程，其含相关注意事项。数据处理方面，也有注意事项。其一，要选取一条点迹清晰的纸带，将开头点迹密集部分舍去掉，选取适宜的计数点，注意计数点与计时点存在区别，弄明白所选的时间间隔T究竟等于多少。其二，不要分段去测量各段距离，尽量一次测量全部，可得统一测量出各计数点到计时起点的距离。其三，在坐标纸上作v－t图像的时候，留意坐标轴单位长度的选取，应让图像大致能布满坐标纸。在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验里，部分器材已选好，选出还需的器材应是：电磁打点计时器是A，天平是B，低压交变电源是C，低压直流电源是D，细绳和纸带是E，槽码和小车是F，秒表是G，一端有滑轮的长铝板是H，刻度尺是Ι。选出的器材有AEFH，还需要：C、I。在本实验中，不需要测量小车和槽码的质量，故而不需天平，电磁打点计时器使用的是低压交变电源，因此不必用直流电源，同时电磁打点计时器记录了小车的运动时间，所以不需要秒表。测量点迹间的距离需要刻度尺，所以还需的器材是：C、I。某同学按以下步骤操作：A则是换上纸带重复做三次，选择一条较理想的纸带；B是将电磁打点计时器固定在长铝板上没有滑轮的一端，接上电源；C为把小车停在靠近电磁打点计时器的地方，先放开小车，随后启动电磁打点计时器；D是断开电源，取下纸带；E把一条细绳拴在小车前端，绳跨过滑轮挂上槽码，把纸带固定在小车后端并让纸带穿过电磁打点计时器。以上步骤有错误的是C，应更正为先启动电磁打点计时器，再放开小车，步骤合理的顺序是BECDA。某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验时，用打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带并使用一把毫米刻度尺测量了各点间距离，这里给出图象，图中四个数据里不符合正确读数要求的是5.4。若纸带上两相邻计数点间均有4个点未画出，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，则B点对应的小车速度大小vB为0.17m/s，小车运动的加速度大小a为0.20m/s2。毫米刻度尺测量结果应准确到1mm，估读到0.1mm，所以不符合正确读数要求的是5.4。在做“实验：探究小车速度随时间变化的规律”中，算出各计数点小车的瞬时速度，下表如下：计数点序号1对应的时刻t/s是0.1，小车的瞬时速度v是44.0cm·s－1；计数点序号2对应的时刻t/s是0.2，小车的瞬时速度v/(cm·s－1)是62.0；计数点序号3对应的时刻t/s是0.3，小车的瞬时速度v/(cm·s－1)是81.0；计数点序号4对应的时刻t/s是0.4，小车的瞬时速度v/(cm·s－1)是100.0；计数点序号5对应的时刻t/s是0.5，小车的瞬时速度v/(cm·s－1)是110.0；计数点序号6对应的时刻t/s是0.6，小车的瞬时速度v/(cm·s－1)是168.0。为能算出小车的加速度最好的办法，不是根据任意两个计数点的速度，用公式算出加速度，因为这样偶然误差较大，实验误差也大，所以A错；也不是依次算出连续两个计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度，因为不能有效的剔除误差较大的点，故B错；也不是根据实验数据画出v－t图像，量出其倾角α，通过公式a是tanα算出加速度，因为当纵坐标取不同的标度时，图像的倾角会有所不同，所以选择根据实验数据画出对应的v－t图像会通过充分利用测量数据，减少偶然误差，故D正确。在用打点计时器做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验之中，得到如图甲所示的一条记录小车运动情况的纸带，图里A点作为计时起点，A、B、C、D、E为相邻的计数点，每相邻的两个计数点之间还有4个点没有画出，计时器打点的时间间隔为0.02s。由图可知，打点计时器打出D点时小车的瞬时速度大小等于vD为1.95m/s。由于计时器打点的时间间隔为0.02s，每相邻的两个计数点之间还有四个点没有画出，因此相邻两个计数点的时间间隔为0.1s；根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的平均速度。在打点计时器打B、C两点时，先给出小车的速度大小分别为vB是0.69m/s，vC是1.32m，再要求在图乙的坐标系中画出小车的v－t象。小车运动的后要算出加速度大小为a是6.3m/s2打起步网校，点计时器打出甲点时要问小车的瞬时速度大小vA为应求出是06m/s，如果当时打点计时器所用的的，交流电的频率要求正确结果比实际小的求出选填；频率是f为49Hz，而做实验的同学并不知晓，这样测得得的加速度结果比实际值偏大。为就研究小车沿斜面向下运动的规律，把纸带的的一端固定在小车上，小车拖动纸带运动时，纸带上打出的点得示要求。先把纸带每隔0.1s剪断，得到若干短纸条。某同学用以下方法绘制小车的则是v－t图像的要求，再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条下端对齐，作为时间坐标轴并要正确标出时间。最后将最后则是纸条上端中心连起来，于是得到就得到v－t图像。请你按以上办法，复制得到纸带，用一张薄纸压在图上，绘制这个图像。答案见解析演示：先把纸带每隔0.1s剪断即可得到若干短纸条。得示答案。把这些分别表示速度（以厘米每秒为单位）、时间（以秒为单位）的纸条，并排贴在一张纸上，让这些纸条的下端处于对齐状态，以此作为时间坐标轴，并且在上面标出时间，最后把纸条上端的中心连接起来，这样便得到了图像，这样做有道理吗。讲一讲你的看法，答案见解析是有道理的，因为剪下来的纸条长度代表了0.1 s时间之内位移大小Δx，鉴于v与Δx成正比，所以纸带长度体现了小车运动速度的大小。对于拓展方案，在实验进程中要着重培养迁移创新能力，利用教材中实验的原理、方法以及技巧去处理新问题，实验方案能够进行如下创新：加速度的获取方式：依靠重物的拉力来得到加速度，变为长木板倾斜依靠重力来获取加速度。速度的测量办法：从打点纸带求速度，转变为测定遮光片的宽度d以及遮光片通过光电门的挡光时间Δt，依据v求解速度通过槽码牵引小车在长木板上运动，进而分析纸带，再计算小车不同时刻的瞬时速度，可以采用图像法，做出小车运动的v－t图像需要用到学生电源、打点计时器、小车槽码、纸带、一端附有定滑轮的长木板、刻度尺实验步骤包含1、2、3、4操作步骤有注意事项，数据分析也有注意事项v1等于，v2等于，B点对应的小车速度vB约等于0.17 m/s，同样vD约等于0.21 m/s，根据加速度定义式a可得a等于等于0.20 m/s2。可知vD等于等于 m/s等于1.95 m/s。由a等于等于，能够求出vA等于0.06 m/s。在v－t图像里，图线的斜率表示加速度，可知a等于等于6.3 m/s2，这些纸带组成上述所示的直方图。近似认为小车运动速度v等于。