實驗一測量做直線運(yùn)動物體的瞬時速度第一章運(yùn)動的描述勻變速直線運(yùn)動的研究原理裝置圖操作要求注意事項1.不需要補(bǔ)償摩擦力。2.不需要滿足懸掛槽碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量。1.按原理圖安裝好實驗裝置，打點計時器固定在長木板無滑輪的一端。2.細(xì)繩一端拴在小車上，另一端跨過滑輪掛上槽碼，紙帶穿過打點計時器固定在小車的后面。3.把小車停在靠近打點計時器處，接通電源后，釋放小車。4.增減槽碼的質(zhì)量，按以上步驟再做兩次實驗。1.平行:細(xì)繩、紙帶與長木板平行。2.靠近:小車從靠近打點計時器的位置釋放。3.先后:先接通電源后釋放小車，先關(guān)閉電源后取下紙帶。4.防撞:在到達(dá)長木板末端前讓小車停止運(yùn)動，防止槽碼落地及小車與滑輪相撞。5.適當(dāng):懸掛的槽碼要適當(dāng)，避免紙帶上打出的點太少或過于密集。數(shù)據(jù)處理1.用“平均速度法”測速度瞬時速度沒法直接測量，因此根據(jù)極限的思想，可通過測量對應(yīng)的很短時間內(nèi)的平均速度來測瞬時速度。在公式v=中，當(dāng)Δt→0時v是瞬時速度。2.勻變速直線運(yùn)動的速度測量在勻變速直線運(yùn)動中，某段時間中間時刻的瞬時速度等于該段時間的平均速度，故打第n個點時紙帶的瞬時速度為vn=。3.利用逐差法求解平均加速度a1=，a2=，a3=，則a==。4.記錄小車在幾個時刻的瞬時速度，在直角坐標(biāo)系中作出v－t圖像。小車運(yùn)動的v－t圖像是一條傾斜的直線，可以得出結(jié)論:小車的速度隨時間均勻變化。目

錄CONTENTS考點01限時作業(yè)02考點1考點二拓展創(chuàng)新實驗考點一教材原型實驗例1

(2025·河北邢臺高三調(diào)研)實驗小組利用如圖甲所示的裝置探究小車速度隨時間變化的規(guī)律，打點計時器所接電源的頻率為50Hz。考點一教材原型實驗(1)實驗操作前，____________平衡摩擦力(選填“需要”或者“不需要”)。

答案

不需要解析

本實驗是探究速度隨時間的變化規(guī)律，因此不需要平衡摩擦力。(2)規(guī)范操作后，得到一條紙帶，以紙帶上能夠看清的某個點作為0點，每5個點取一個計數(shù)點，測量各計數(shù)點與0點的距離，如圖乙所示，則紙帶上打計數(shù)點2時小車速度大小v2=_________m/s，打計數(shù)點4時小車速度大小v4=____________m/s(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)。

答案

0.504

0.805

(3)利用各計數(shù)點計算得到的速度作出小車運(yùn)動的v－t圖像，得到一條傾斜的直線，說明小車做勻加速直線運(yùn)動，則小車運(yùn)動的加速度大小a=____________m/s2(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

答案

1.50

例2

(2025·浙江諸暨高三期末)某小組利用如圖甲所示裝置研究小車的勻變速直線運(yùn)動。(1)實驗器材有一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、電火花計時器、導(dǎo)線和復(fù)寫紙。除上述器材外，還需要使用的有____________(填選項前字母)。

A.8V交流電源 B.220V交流電源C.秒表

D.刻度尺解析

電火花計時器所接電源應(yīng)為220

V交流電源，A錯誤，B正確;由打點計時器記錄時間，所以不需要秒表，C錯誤;為測量點跡之間的距離，必須使用刻度尺，D正確。答案

BD

(2)小組通過實驗得到了如圖乙所示的一條紙帶(每兩個相鄰計數(shù)點間還有4個點沒有畫出來)，相鄰兩個計數(shù)點間的距離已在圖中標(biāo)出。①根據(jù)連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)的____________基本相等，可認(rèn)為小車做勻變速直線運(yùn)動。

②已知交流電源的頻率為50Hz，則在打下C點時小車的速度大小為____________m/s(保留3位有效數(shù)字)，小車運(yùn)動的加速度大小為____________m/s2(保留2位有效數(shù)字)。

解析

①設(shè)AB、BC、CD、DE、EF之間的距離分別為x1、x2、x3、x4和x5，則有x2－x1=1.71

cm，x3－x2=1.72

cm，x4－x3=1.71

cm，x5－x4=1.71

cm，因此可知，在相鄰相等的時間間隔內(nèi)的位移差基本相等，可判斷小車做勻變速直線運(yùn)動。

答案

①位移差②0.844

1.71.高考啟示考點二拓展創(chuàng)新實驗高考實驗題一般源于教材而不拘泥于教材，是在教材實驗的基礎(chǔ)上創(chuàng)設(shè)新情景。因此，要在夯實教材實驗的基礎(chǔ)上注意遷移和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，善于用教材中實驗的原理、方法和技巧處理新問題。2.情景拓展(1)實驗器材及速度的測量方法的改進(jìn)(2)獲得加速度方法的改進(jìn)長木板傾斜，靠小車的重力獲得加速度(如圖甲、乙所示)

靠重物的拉力獲得加速度。(3)計時方法的改進(jìn)采用頻閃照相法和滴水法獲得兩點間的時間間隔

打點計時器。例3

(2025·天津河西模擬)小明用氣墊導(dǎo)軌和光電門測量滑塊做勻加速運(yùn)動的加速度，如圖所示。(1)用游標(biāo)卡尺測量遮光條寬度d。測量結(jié)果如圖乙所示，則d=__________mm。

答案

1.80解析

游標(biāo)卡尺讀數(shù)為d=1

mm+16×0.05

mm=1.80

mm。(2)按圖示安裝好實驗器材并測出兩光電門間的距離L。接通電源，釋放滑塊，記下遮光片通過光電門A、B的時間分別為t1、t2，則遮光片經(jīng)過光電門B的速度vB=____________。

(3)滑塊的加速度a=____________(用測出的物理量符號L、d、t1和t2表示)。

例4

(2025·浙江溫州模擬)某學(xué)習(xí)小組用激光測距儀測量某汽車在某時段的運(yùn)動規(guī)律。表格中是測得的汽車在平直公路上的位置信息，其中x為汽車到測距點的距離(測距點位于汽車的正前方)。t/s00.20.40.60.81.01.2x/m13.9810.817.985.483.321.490.01(1)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可以推斷該車在這段時間內(nèi)的運(yùn)動性質(zhì)是____________，依據(jù)是____________________________________________________________。

答案

勻減速直線運(yùn)動在誤差允許范圍內(nèi)，相鄰0.2s內(nèi)的位移之差接近Δx=0.34m解析

根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可以推斷該車在這段時間內(nèi)的運(yùn)動性質(zhì)是勻減速直線運(yùn)動。第1個0.2

s內(nèi)的位移為3.17

m，第2個0.2

s內(nèi)的位移為2.83

m，第3個0.2

s內(nèi)的位移為2.50

m，第4個0.2

s內(nèi)的位移為2.16

m，第5個0.2

s內(nèi)的位移為1.83

m，第6個0.2

s內(nèi)的位移為1.48

m，則相鄰0.2

s內(nèi)的位移之差接近Δx=0.34

m，可判斷該車在這段時間內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動。(2)當(dāng)x=5.48m時，該車的速度大小是_________m/s。

答案

11.65

(3)8.4

(3)這段時間內(nèi)該車的加速度大小是_________m/s(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。

答案

8.4

限時作業(yè)21.(2025·福建南平聯(lián)考)某班同學(xué)做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗。 (1)打點計時器是一種計時的儀器，如圖甲是實驗室一種常用的打點計時器——電火花計時器，該計時器所用的電源是圖乙中的_______________(選填“A”或“B”)。

(2)如圖丙所示是該同學(xué)在某次實驗中獲得的一條紙帶，在所打的點中，取A、B、C、D、E為計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點之間還有四個點未標(biāo)出，打點計時器每隔0.02s打一個點。若已知x1=1.20cm，x2=3.40cm，x3=5.60cm，x4=7.80cm，則打下C點時小車的速度v=_________m/s(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。

(3)如圖丁所示，是該同學(xué)從兩次實驗中得到數(shù)據(jù)后畫出的小車運(yùn)動的v－t圖像，則下列說法正確的是____________。

A.第一次實驗中處理紙帶時，舍掉了開頭一些密集的打點B.第二次實驗中處理紙帶時，舍掉了開頭一些密集的打點C.第一次的實驗誤差比第二次的大D.第一次的實驗誤差比第二次的小

2.(2025·吉林白城高三期末)在用打點計時器研究小車做勻變速直線運(yùn)動的實驗中，某同學(xué)打出的一條紙帶如圖所示。已知打點計時器每隔0.02s打一個點，他以0點為起點，以后每5個點取一個計數(shù)點，依次標(biāo)為1、2、3、4、5、6，并且測得x1=1.40cm，x2=1.90cm，x3=2.39cm，x4=2.89cm，x5=3.40cm，x6=3.90cm(計算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)。(1)該實驗使用了電火花計時器，關(guān)于電火花計時器的使用，下列說法正確的是____________。

A.電火花計時器使用的是8V左右的直流電源B.在實驗操作中，先讓物體運(yùn)動，后接通電源C.在同一紙帶上打的點越密，說明物體運(yùn)動的速度越小(2)根據(jù)題中所給的數(shù)據(jù)算出打計數(shù)點5時的瞬時速度v5=____________m/s(計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

(3)根據(jù)題中所給的數(shù)據(jù)算出小車的加速度為a=____________m/s2(計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

答案

(1)C

(2)0.365

(3)0.500解析

(1)電火花計時器使用的是220

V的交流電源，故A錯誤;為了避免紙帶上出現(xiàn)大量的空白段落，在實驗操作中，先接通電源，后讓物體運(yùn)動，故B錯誤;由于打點時間間隔相同，在同一紙帶上打的點越密，相鄰點跡位移越小，則說明物體運(yùn)動的速度越小，故C正確。

3.(2025·福建福州模擬)如圖所示，粗糙程度均勻的斜面體固定在水平面上，將一帶有遮光條的滑塊從斜面同一位置P由靜止釋放，滑塊可通過光電門A，回答下列問題。(1)利用螺旋測微器測量遮光條的寬度，如圖所示，則遮光條的寬度為d=____________mm。

4.(2025·山東濱州高三期末)某同學(xué)用如圖甲所示的裝置研究小車做直線運(yùn)動的規(guī)律，實驗步驟如下:

①將小車放在長板的P位置，讓小車從P位置由靜止開始下滑，通過計算機(jī)可得到小車與位移傳感器間距離隨時間變化的x－t圖像如圖乙，并求出小車的加速度a;

②改變長板的傾角，重復(fù)步驟①。請完成下列問題:(1)本實驗____________(選填“需要”或“不需要”)平衡小車所受到的摩擦力。

(2)分析圖乙中的x、t數(shù)據(jù)可知，小車在相鄰相等時間內(nèi)的位移差為____________cm，可得小車的加速度大小為____________m/s2(計算結(jié)果保留2位小數(shù))。

答案

(1)不需要(2)2.60

2.60解析

(1)本實驗研究小車做直線運(yùn)動的規(guī)律，不需要平衡小車所受到的摩擦力。(2)小車0.1~0.2

s內(nèi)的位移為Δx1=46.70

cm－42.80

cm=3.90

cm小車0.2~0.3

s內(nèi)的位移為Δx2=42.80

cm－36.30

cm=6.50

cm

5.(2025·福建廈門高三期末)“筋膜槍”是利用內(nèi)部電機(jī)帶動“槍頭”高頻沖擊肌肉，緩解肌肉酸痛的設(shè)備。某同學(xué)為了測量“槍頭”的沖擊頻率，如圖(a)將帶限位孔的塑料底板固定在墻面上，“槍頭”放在限位孔上方，靠近并正對紙帶。啟動筋膜槍，松開紙帶，讓紙帶在重錘帶動下穿過限位孔，“槍頭”在紙帶上打下系列點跡。更換紙帶，重復(fù)操作，得到多條紙帶，選取點跡清晰的紙帶并舍去密集點跡，完成下列實驗內(nèi)容:(1)該同學(xué)發(fā)現(xiàn)點跡有拖尾現(xiàn)象，他在測量各點間距時，以拖尾點跡左邊為測量點，如圖(b)。①紙帶的_________(選填“左”或“右”)端連接重錘;

②重力加速度為g=9.8