第05讲 实验：探究小车速度随时间变化的规律(5大题型）-2024-2025学年新高一物理【赢在暑假】同步精讲精练系列（人教A版2019必修第一册）

第05讲：实验：探究小车速度随时间变化的规律 【考点归纳】 · 考点一：计算某点的瞬时速度 · 考点二：探究速度随时间变化的规律 · 考点三：逐差法求加速度 · 考点四：图像法处理实验数据 【知识归纳】 知识点一、实验原理 1．利用纸带计算瞬时速度：以纸带上某点为中间时刻取一小段位移，用这段位移的平均速度表示这点的瞬时速度． 2．用v－t图像表示小车的运动情况：以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，用描点法画出小车的v－t图像，图线的倾斜程度表示加速度的大小，如果v－t图像是一条倾斜的直线，说明小车的速度是均匀变化的． 考点二、实验器材 打点计时器(带导线)、交变电源、纸带、一端带有定滑轮的长铝板、小车、细绳、槽码、刻度尺、复写纸、坐标纸． 考点三、实验步骤 1．如图所示，把一端带有定滑轮的长铝板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面．铝板上放一个可以左右移动的小车，小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过滑轮系有槽码的细绳． 2．把小车停在靠近(填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置．先启动打点计时器，后放开小车(填“启动打点计时器”或“放开小车”)，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． 3．换上新纸带，并增减所挂槽码(或在小车上放置重物)，重新操作两次． 考点四、数据记录 1．采集数据 舍掉纸带开头一些过于密集的点，找一个适当的点作为计时起点．可选择相隔0.1 s(或更短)的若干计数点进行测量． 如图所示，先测量出各个计数点到计时起点的距离：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． 2．求各计数点的瞬时速度 (1)各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替，即v1＝，v2＝，… T为相邻两个计数点间的时间间隔，若交流电源频率为50 Hz，每5个点取一个计数点(中间隔4个点)，则T＝0.1 s. (2)设计表格并记录相关数据 位置编号 0 1 2 3 4 5 6 … 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 v1/(m·s－1) v2/(m·s－1) v3/(m·s－1) … 五、数据分析 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，不在直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3所示． 图3 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v－t图像求出小车运动的加速度a＝. 六、注意事项 1．开始放开小车时，应使小车靠近(填“靠近”或“远离”)打点计时器． 2．先启动打点计时器，等打点稳定后，再放开小车(填“启动打点计时器”或“放开小车”)． 3．打点完毕，立即关闭电源． 4．选取一条点迹清晰的纸带，舍掉开头点迹密集部分，选取适当的计数点(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．不要分段测量各段距离，应尽可能地一次测量完毕(可统一量出各计数点到计时起点的距离 【题型归纳】 题型一：计算某点的瞬时速度 1．（21-22高一上·河南）某次实验电磁打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，纸带的记录如图所示，图中O点为纸带的第一个点，接下来的几个点模糊，因此从A点开始每打五个点取一个计数点。 （1）使用的电源是 （选填“交流8V”或“交流220V”）。 （2）推测纸带的运动是加速运动还是减速运动？ （3）在两点的时间间隔中，纸带运动的平均速度是 。 （4）B点的瞬时速度为 。 2．（20-21高二上·江苏淮安·期中）小华同学在做“用打点计时器测速度”的实验时，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条纸带，已知打点计时器使用的电源频率为50 Hz，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，各计数点到0点的距离已在图中标出。 （1）为了达到实验的目的，除了有打点计时器、纸带、小车、细绳、导线、低压交变电源、槽码、长木板外，还需要的仪器有 ； A．刻度尺　　　B．铁架台　　　C．停表　　　D．天平 （2）图中两相邻计数点间的时间间隔为T= s； （3）根据纸带提供的信息，小华同学已经计算出了打下1、2、3、4、6这五个计数点时小车的速度，请你帮助他计算出打下计数点5时小车的速度v5= m/s。 3．（2021高一·全国）小明同学按如图所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。 （1）释放小车时，实验装置如图甲所示，指出该装置或操作中错误的是 。 A．电磁打点计时器接在直流电源上了 B．小车质量没有远大于槽码质量 C．小车离打点计时器过远 （2）如图乙为改正装置后打下的一条纸带的中间部分，A、B、C、D为其中连续打出的四个点（已知打点计时器打点时间间隔T=0.02 s）。由于操作不慎，C点模糊了，小明仍用此纸带来研究。从图上可以读得A点在刻度尺上位置的读数为 cm，在打下C点时小车的速度最接近于 m/s（结果保留三位有效数字）。 题型二：探究速度随时间变化的规律 4．（23-24高一上·湖北荆州·期末）某同学利用如图 1 所示装置“探究小车速度随时间变化的规律”。 （1）图1所示的计时器所用的电压为 （选填“交流 220 V”或“直流 220 V”）； （2）该同学开始实验时，先释放小车再接通电源，该同学实验操作中不恰当的地方是 ； （3）该同学在实验中使用频率为 50 Hz的打点计时器，获得的纸带如图 2 所示，其中相邻两个计数点之间还有 4 个点没有画出，根据纸带可以求得打点计时器在打下 C 点时小车的速度为 m/s，小车的加速度大小为 m/s2（均保留两位有效数字）。 5．（23-24高一上·陕西西安·期中）某实验小组利用如图甲所示的装置来探究小车速度随时间变化的规律。 （1）为完成实验，除了图甲中标出的器材外，还需要 。 A．秒表    B．天平    C．刻度尺 （2）某次实验时小车做匀加速直线运动，实验获得的纸带及测量数据如图乙所示，A、B、C、D、E、F为相邻的六个计数点，相邻两个计数点间还有四个计时点未画出。实验时忘记标注纸带上A、B两点间的距离，下列数据中最接近xAB的是 ． A．1.20cm    B．1.39cm    C．1.50cm    D．1.60cm （3）已知电火花计时器连接的是频率为50Hz的交变电源，结合图乙中的测量数据，纸带上打出C点时小车的速度大小 m/s，小车的加速度大小 m/s2．（计算结果均保留两位有效数字） 6．（23-24高一上·四川内江）某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况（交流电频率是50Hz），在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间有四个点未画出。（以下计算结果保留3位有效数字）。    （1）电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，下列选项中： A．时间间隔           B．位移               C．平均速度              D．瞬时速度 我们可以从纸带上直接得到的物理量是 ，测量得到的物理量是 ，通过计算能得到的物理量是 （填选项前的字母）。 （2）根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，各个速度值如下表。计算出B点速度的大小 。 vB vC vD vE vF 数值/(m·s－1) 0.479 0.560 0.640 0.721 将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线 。    （3）根据图像求出小车的加速度a= 。 题型三：逐差法求加速度 7．（23-24高一上·全国·期末）图示为某次实验中用打点计时器打出的一条纸带，已知纸带做的是匀变速直线运动，其中A、B、C为相邻的三个计数点，相邻计数点间还有四个点（图中未画出）。A、B、C三点与O点的距离，如图中所示，则打B点时纸带的速度＝ m/s，纸带运动的加速度a ＝ m/s2。    8．（22-23高一上·广东潮州·期末）下图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。 （1）已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为 s， （2）ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出。从图中读出A、B两点间距s= m，A、B两点间的时间间隔为 s；C点对应的速度是 m/s（计算结果保留三位有效数字），加速度为 m/s2。 9．（21-22高一上·新疆·阶段练习）在研究匀变速直线运动规律的实验中，图示纸带记录的是小车的运动情况，A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔为T=0.04s，电源铭牌显示该电源频率为50Hz（计算结果均保留两位有效数字）。 （1）下列说法正确的有 （填选项代号）。 A．在释放小车前，小车要靠近打点计时器 B．应先释放小车，后接通电源 C．电火花计时器应使用低压交流电源 D．打点计时器应放在长木板上有滑轮一端 （2）打纸带上D点时小车的瞬时速度大小为 m/s。 （3）小车的加速度大小为 m/s2。 题型四：图像法处理实验数据 10．（22-23高一上·湖北武汉）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点（每相邻两个计数点间还有4个点没有画出），电火花计时器接220 V、50 Hz交变电源。他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度如下表： 对应点 B C D E F 速度（m/s） 0.141 0.185 0.220 0.254 0.301 （1）设电火花计时器的打点周期为T，计算vF的公式为vF＝ ； （2）根据表中的数据，以A点对应的时刻为t＝0，在图乙所示坐标系中合理地选择标度，作出v－t图像 ； （3）利用该图像求得小车的加速度a＝ m/s2；（结果保留2位有效数字） （4）如果当时电网中交变电流的电压变成210 V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。如果当时电网中交变电流的频率是f＝51 Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 11．（22-23高一上·湖南株洲·阶段练习）某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律，实验装置如图所示。 （1）常见的打点计时器使用的是 电源（“直流”或“交流”）； （2）关于本实验，下列说法正确的是 ； A．释放纸带的同时，按通电源 B．先接通电源打点，后释放纸带运动 C．先释放纸带运动，后接通电源打点 D．纸带上的点迹越密集，说明纸带运动的速度越小 （3）该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示，在纸带上依次选出7个计数点，分别标上O、A、B、C、D、E和F，每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源的频率是50Hz。 ①如果测得C、D两点间距，D、E两点间距，则打D点时小车的速度 m/s（结果保留3位有效数字）； ②该同学分别算出其他各点的速度：，，，，请在如图所示的坐标系中作出小车运动的图像 ，并说明小车速度变化的规律 。 12．（21-22高一·全国·课时练习）某同学在“练习使用打点计时器”的实验中，用打点计时器记录了被拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。相邻计数点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10s。（电源频率为50Hz） （1）在实验中，使用打点计时器时应先 再 ；（均选填“释放纸带”或“接通电源”） （2）每两个计数点间还有 个点没有标出； （3）以A点对应的时刻为t=0，试将下表中所计算出的B、C、D、E、F五个计数点对应的纸带的瞬时速度标在的直角坐标系中，并画出瞬时速度随时间变化的关系图线 。由图像可计算出加速度a约为 m/s2。 vB vC vD vE vF 数值/（m·s-1） 0.400 0.479 0.560 0.640 0.721 【专项训练】 一、单选题 13．（20-21高一·全国）在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列做法不能减小实验误差的是（   ） A．选取计数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位 B．使小车运动的加速度尽量小些 C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的一部分进行测量、计算 D．选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验 14．（20-21高二下·河北衡水·阶段练习）如图所示，这是用手拉动纸带通过打点计时器得到的点迹，已知打点计时器所接电源的周期为，要计算打点计时器打点时纸带的瞬时速度，下列做法中误差最小的是（　　） A．测量出、两点间的距离，利用平均速度的公式，得出 B．测量出、两点间的距离，利用平均速度的公式，得出 C．测量出、两点间的距离，利用平均速度的公式，得出 D．测量出、两点间的距离，利用平均速度的公式，得出 15．（20-21高一上·山西运城·期中）在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列实验操作中，错误的是（　　） A．打点计时器应使用交流电源 B．将打点计时器固定在长木板无滑轮一端，并接好电源 C．实验开始时，先释放小车，再接通打点计时器电源 D．打点结束后，先断开电源，再取下纸带 16．（20-21高一上·青海西宁·阶段练习）在“练习使用打点计时器”的实验中，下列操作正确的是（  ） A．打点前，小车应靠近打点计时器，要先接通电源，待计时器开始打点再释放小车 B．计时器应使用6伏特以下的直流电源 C．打点频率为50Hz，每四个点取一个计数点，则计数点之间的时间间隔为 D．实验中应使小车速度尽量小些 17．（20-21高一上·全国）如图为某同学使用打点计时器所得到的一条纸带．图中前几个点模糊，因此从O点开始每隔4个点取一个计数点．试根据纸带判断以下说法正确的是（　　） A．左端与物体相连，相邻两计数点时间间隔为0.02s B．左端与物体相连，相邻两计数点时间间隔为0.1s C．右端与物体相连，相邻两计数点时间间隔为0.02s D．右端与物体相连，相邻两计数点时间间隔为0.1s 二、多选题 18．（22-23高一上·山东烟台·阶段练习）在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，下列操作中正确的有（    ） A．在释放小车前，小车要靠近打点计时器 B．打点计时器应放在长木板的有滑轮一端 C．应先接通电源，后释放小车 D．电火花计时器应使用低压交流电源 19．（20-21高一·全国·课时练习）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法正确的是（   ） A．通过调节滑轮的高度，使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条水平线上 B．坐标轴的单位长度越小越好 C．开始打点前要先接通电源后释放小车，打完点后要先断开电源后取纸带 D．槽码的质量越大越好 20．（19-20高一上·云南昭通·阶段练习）关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法正确的是  (　　) A．长木板放在桌面上，带滑轮的一端要伸出桌边 B．实验时，要控制小车的加速度尽量小些 C．应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放小车 D．纸带穿过限位孔后应置于复写纸下面 21．（19-20高一上·北京西城·阶段练习）关于打点计时器，下列描述正确的是（　　） A．打点计时器是可以直接测量时间的仪器 B．电磁打点计时器也可以使用干电池供电 C．我们实验中的打点计时器只有接在交流电下，才能实现相邻的两点间隔0.02s D．以下的交流电可以保证电火花打点计时器正常工作 三、实验题 22．（23-24高一上·广东佛山·阶段练习）某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验时，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带并用一把毫米刻度尺测量了各计数点间的距离，如图所示，则图中四个数据中不符合正确读数要求的是 cm（填读数值）。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交变电源的频率为50Hz，每两个计数点之间的时间间隔为 s，则D点对应的小车速度 m/s，小车运动的加速度大小 。（计算结果均保留小数点后2位）    23．（23-24高一上·广东广州·阶段练习）如图，某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器所接电源的频率为50Hz，实验时得到表示小车运动过程的一条清晰纸带如图所示，纸带上相邻两计数点间还有4个实际打点没有画出，测得相邻计数点间距离分别为， ， ， ， ，，则： （1）打点计时器使用 （填“交流”或“直流”）电源 （2）相邻两计数点间时间间隔T= （3）3点处瞬时速度计算表达式为v3= （用题中所给物理量符号表示，两计数点间时间间隔为T） （4）利用4-6计数点之间的纸带，求小车运动的加速度a= ；（用题中所给物理量符号表示，两计数点间时间间隔为T） （5）（不定项选择）下列关于打点计时器的使用的说法中，正确的是 A．电火花计时器使用的是4~6V交流电源 B．先释放纸带，后接通打点计时器的电源 C．纸带上打的点越密，说明物体运动得越快 D．如果实际电源频率为55Hz，而计算时仍按50Hz计算，则速度的测量值偏小    24．（23-24高一上·陕西榆林·阶段练习）在探究小车做匀变速直线运动的规律的实验中，用到如图甲、乙所示的两种打点计时器。    （1）图乙是 （填“电磁打点计时器”或“电火花打点计时器”），其电源采用的是 （填“交流约8V”或“交流220V”）。 （2）关于打点计时器的使用，下列说法正确的是 。 A．在测量物体速度时，应先让物体运动，后接通打点计时器的电源 B．电磁打点计时器和电火花打点计时器可以使用同样的电源 C．使用的电源频率越低，打点的时间间隔就越大 D．纸带上打的点越密，说明物体运动得越快 （3）某次实验中得到一条如图丙所示的纸带，纸带上相邻计数点间还有四个点没画出来，用刻度尺测得、、、间的距离分别为，，，，计时器打点频率为50Hz。则相邻两个计数点间的时间间隔为 s。从O点到C点纸带的平均速度大小为 m/s；打点B时小车的速度大小 m/s；小车运动的加速度大小 m/s（保留两位小数）。 25．（22-23高二下·山东泰安·期末）在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，实验装置如图1所示。    （1）下列说法中正确的是 (填字母)。 A．连接重物和小车的细线应与长木板保持平行 B．长木板的一端必须垫高，使小车在不挂重物时能在木板上做匀速运动 C．小车应靠近打点计时器，先接通电源，后释放小车 D．选择计数点时，必须从纸带上第一个点开始 （2）已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，图2是实验中打下的一段纸带。算出计数点3的速度大小为 m/s，(保留两位有效数字)并在图3中标出，其余计数点1、2、4、5对应的小车瞬时速度大小在图3中已标出。    （3）作图 并求得小车的加速度大小为 m/s2(保留三位有效数字)。 26．（21-22高一上·全国·单元测试）某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。（已知滴水计时器每30s内共滴下45个小水滴）    （1）由图（b）可知，小车在桌面上是 运动的。 A．从右向左       B．从左向右 （2）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为 ，加速度大小为 （结果均保留2位有效数字） 27．（22-23高一上·云南昭通）小华同学在“研究匀变速直线运动”的实验中，将打点计时器固定在某处，在绳子拉力的作用下小车拖着穿过打点计时器的纸带在水平木板上运动，如图1所示。由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带的一段。如图2所示，在打点计时器打出的纸带上确定出八个计数点，相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1s，并用刻度尺测出了各计数点到0计数点的距离，图中所标数据的单位是cm。 （1）小华利用家庭电源来做实验，因此应该选择 打点计时器，工作电压为 。 （2）根据纸带提供的信息，小华同学已经计算出了打下1、2、3、4、5这五个计数点时小车的速度、请你帮助他计算出打下计数点6时小车的速度（结果保留3位有效数字）并填入下表 。 计数点 1 2 3 4 5 6 t/s 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 v/(m·s-1) 0.358 0.400 0.440 0.485 0.530    （3）根据v-t图像可知，小车运动的加速度为 m/s2（保留2位有效数字）。 28．（22-23高一上·河北保定·阶段练习）某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。 （1）实验中，必要的措施是 。 A．先释放小车再接通电源 B．先接通电源再释放小车 C．将小车放在靠近打点计时器的一端 D．将小车放在远离打点计时器的一端 （2）他实验时将打点计时器接到频率为100Hz的电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如下图所示（每相邻两个计数点间还有9个点，图中未画出）。     ，，，，，，则小车的加速度a= （充分利用测量的数据），打点计时器在打B点时小车的速度 m/s。（结果均保留两位有效数字） 29．（22-23高一上·河北沧州·阶段练习）某同学在做“测量直线运动物体的瞬时速度”的实验中，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条纸带，已知电火花打点计时器使用的电源频率为50Hz，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，各计数点到0点的距离如纸带上所示。 （1）为了达到实验的目的，除了有打点计时器、纸带、小车、细绳、导线、低压交流电源、小木块、长木板外，还需要的仪器有( )； A．刻度尺            B．铁架台            C．秒表            D．天平 （2）可以从打点计时器打出的纸带上直接测量得到的物理量是 （选填正确的答案标号）； A．位移            B．速度            C．加速度            D．平均速度        E．时间 （3）根据纸带提供的信息，小华同学已经计算出了打下1、2、3、5、6这五个计数点时小车的速度，请你帮助他计算出打下计数点5时小车的速度v5= m/s（结果保留2位有效数字）； （4）以速度v为纵轴、时间t为横轴在坐标纸上建立直角坐标系，根据表中的v、t数据，在坐标系中描点，并作出小车运动的v-t图像 ； （5）根据v-t图像可知，小车运动的加速度大小为 m/s2（结果保留2位有效数字）。 计数点 1 2 3 4 5 6 t/s 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 v/（） 0.36 0.40 0.44 0.49 0.57 30．（22-23高一上·黑龙江齐齐哈尔·阶段练习）小明与他的同伴进行探究小车的匀变速直线运动实验： （1）由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理，他从实验室里借取了如下器材：打点计时器、直流电源、纸带、毫米刻度尺、钩码和小车、一端附有定滑轮的长木板。小明看后觉得不妥，请你思考一下不妥之处是 （2）小明在实验过程中正确的做法是 A．先接通电源，后释放纸带 B．释放纸带的同时接通电源 C．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 D．使小车运动的加速度尽量小些 （3）小明经过实验获得如图所示的纸带。他在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点A，然后按打点先后顺序每5个计时点取1个计数点，得到了A、B、C、D、E、F、G等几个计数点，测得x1=6.19 cm，x2=6.60cm，x3=6.98 cm，x4=7.39 cm，x5=7.80cm，x6=8.20cm。打点计时器使用交流电的频率为50Hz。两计数点之间的时间间隔为T，则T= s，则打点计时器在打F点时小车的瞬时速度表达式为vF= ，计算结果为vF= m/s（保留两位有效数字）。 （4）小车加速度表达式为a= ，计算结果为a= m/s2（保留两位有效数字）。 31．（2022高三·辽宁）某小组利用如图甲所示装置研究小车的匀变速直线运动。 （1）实验器材有一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、电火花打点计时器、导线和复写纸。除上述器材外，还需要使用的有 （填选项前字母）。 A．交流电源         B．交流电源      C．秒表        D．刻度尺 （2）小组通过实验得到了如图乙所示的一条纸带（每两个相邻计数点间还有4个点没有画出来），相邻两个计数点间的距离已在图中标出。 ①根据连续相等的时间间隔内的 基本相等，可认为小车做匀变速直线运动。 ②已知交流电源的频率为，则在打下C点时小车的速度大小为 （保留三位有效数字），小车运动的加速度大小为 （保留两位有效数字）。 32．（21-22高一上·甘肃临夏·期中）某同学在“研究小车的匀变速运动”的实验中，得到如图所示的纸带，按照打点的先后顺序，纸带上的计数点依次用A、B、C、D、E表示，每两个相邻的计数点之间还有4个计时点没画出来。 （1）实验中，实验室提供了以下器材：电火花打点计时器。一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、交流电源、秒表、弹簧测力计。其中在本实验中不需要的器材是 和 。 （2）电磁打点计时器使用 V的 电源（填“交流”或“直流”）；由图可以知道纸带做的是 （填加速、减速或匀速）直线运动。 （3）小车经过AE段的平均速度是 m/s，小车经过B点时的速度是 m/s， （4）在实验过程中，对于减小实验误差来说，下列方法中不利的是 ； A．选取记数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位 B．使小车运动的加速度尽量大些 C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰，点间间隔适当的那一部分进行测量计算 D．选用各处平整程度光滑程度不相同的长木板做实验 33．（21-22高一上·黑龙江大庆）某同学仿照“探究小车速度随时间变化的规律”这一实验，利用如图所示的装置测量重物做自由落体运动的加速度。 （1）对该实验装置及其操作的要求，下列说法正确的是：( ) A．电磁打点计时器应接交流电源 B．打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上 C．重物最好选用密度较小的材料，如泡沫塑料 D．开始时应使重物靠近打点计时器处并保持静止 E．操作时，应先放开纸带后接通电源 F．为了减小误差，应重复多次实验，在打出的纸带中挑选一条最清晰的 G．为了便于测量，一定要找到打点计时器打下的第一个点，并选取其以后各连续的点作为计数点； （2）如图是某同学在实验中得到的一条较为理想的纸带。把开头几个模糊不清的点去掉，以较清晰的某一个点作为计数点O，随后每打3个点取一个计数点依次标记为点A、B、C、D。测量出各点间的距离已标在纸带上。求打点计时器打出点B时重物的瞬时速度为 m/s，物体做自由落体运动的加速度的值约为 m/s2；（本题计算结果保留3位有效数字） （3）若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值，而实验操作与数据处理均无错误，写出一个你认为可能引起此误差的原因： 。 34．（21-22高一上·北京东城·期中）实验课上：同学们利用打点计时器等器材，研究小车做匀变速直线运动的规律。主要实验步骤有： A．把小车停在靠近打点计时器处，接通电源放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打一系列的点。 B．把细绳拴在小车上，并在另一端挂上适当的钩码，使之跨过定滑轮，调整装置，使小车能在长木板平稳地加速滑行。把纸带穿过打点计时器，并将其一端固定在小车的后面。 C．把一端装有定滑轮的长木板平放在实验桌上，使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在木板没有滑轮的一端。 D．更换新纸带，重复实验三次，选择一条最理想的纸带进行分析。 （1）对上述实验步骤进行合理排序 （写步骤前的字母）。 （2）其中一个小组的同学从所打的几条纸带中选取了一条点迹清晰的纸带。如图所示，图中A、B、C、D、E是按打点先后顺序依次选取的计数点，相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。由图中的数据可知，打点计时器打下C点时小车运动的速度是 m/s，小车运动的加速度是 m/s2。 35．（21-22高一上·河南焦作·期中）某同学用如图1所示装置研究小车运动的速度随时间变化的规律。 （1）电火花打点计时器所接的电源应为 V的 （填“交流”或“直流”）电源。 （2）下列实验操作中正确的是 。 A．调节定滑轮的高度使细线与长木板平行 B．释放小车前，应让小车靠近打点计时器 C．接通电源的同时，释放小车 D．用刻度尺测量纸带上两点间距离时，应移动刻度尺分别测量每段长度 （3）实验打出的纸带如图2所示，图上各点为计数点，相邻两计数点间还有四个计时点未标出，打点计时器所接电源的频率为，根据打出的纸带算出小车运动的加速度 （结果保留2位小数）。 （4）该同学想用图像法处理数据求出A、B、C、D、E各点对应小车的速度，其中打B点时小车的速度 ，将求出的各点的速度在坐标系中描点作图，作出的图像如图3所示，由图3可得小车的加速度 ，图像与纵轴的交点表示 。（结果保留2位小数） 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第05讲：实验：探究小车速度随时间变化的规律 【考点归纳】 · 考点一：计算某点的瞬时速度 · 考点二：探究速度随时间变化的规律 · 考点三：逐差法求加速度 · 考点四：图像法处理实验数据 【知识归纳】 知识点一、实验原理 1．利用纸带计算瞬时速度：以纸带上某点为中间时刻取一小段位移，用这段位移的平均速度表示这点的瞬时速度． 2．用v－t图像表示小车的运动情况：以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，用描点法画出小车的v－t图像，图线的倾斜程度表示加速度的大小，如果v－t图像是一条倾斜的直线，说明小车的速度是均匀变化的． 考点二、实验器材 打点计时器(带导线)、交变电源、纸带、一端带有定滑轮的长铝板、小车、细绳、槽码、刻度尺、复写纸、坐标纸． 考点三、实验步骤 1．如图所示，把一端带有定滑轮的长铝板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面．铝板上放一个可以左右移动的小车，小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过滑轮系有槽码的细绳． 2．把小车停在靠近(填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置．先启动打点计时器，后放开小车(填“启动打点计时器”或“放开小车”)，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． 3．换上新纸带，并增减所挂槽码(或在小车上放置重物)，重新操作两次． 考点四、数据记录 1．采集数据 舍掉纸带开头一些过于密集的点，找一个适当的点作为计时起点．可选择相隔0.1 s(或更短)的若干计数点进行测量． 如图所示，先测量出各个计数点到计时起点的距离：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． 2．求各计数点的瞬时速度 (1)各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替，即v1＝，v2＝，… T为相邻两个计数点间的时间间隔，若交流电源频率为50 Hz，每5个点取一个计数点(中间隔4个点)，则T＝0.1 s. (2)设计表格并记录相关数据 位置编号 0 1 2 3 4 5 6 … 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 v1/(m·s－1) v2/(m·s－1) v3/(m·s－1) … 五、数据分析 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，不在直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3所示． 图3 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v－t图像求出小车运动的加速度a＝. 六、注意事项 1．开始放开小车时，应使小车靠近(填“靠近”或“远离”)打点计时器． 2．先启动打点计时器，等打点稳定后，再放开小车(填“启动打点计时器”或“放开小车”)． 3．打点完毕，立即关闭电源． 4．选取一条点迹清晰的纸带，舍掉开头点迹密集部分，选取适当的计数点(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．不要分段测量各段距离，应尽可能地一次测量完毕(可统一量出各计数点到计时起点的距离 【题型归纳】 题型一：计算某点的瞬时速度 1．（21-22高一上·河南）某次实验电磁打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，纸带的记录如图所示，图中O点为纸带的第一个点，接下来的几个点模糊，因此从A点开始每打五个点取一个计数点。 （1）使用的电源是 （选填“交流8V”或“交流220V”）。 （2）推测纸带的运动是加速运动还是减速运动？ （3）在两点的时间间隔中，纸带运动的平均速度是 。 （4）B点的瞬时速度为 。 【答案】 交流8V 加速运动 0.365m/s 0.252m/s 【详解】（1）[1]电磁打点计时器用的是低压交流电，电火花计时器用的220V的交流电，故选8V交流； （2）[2]相邻两点间的距离越来越大，说明物体在做加速运动； （3）[3]由题知，从A点开始每打五个点取一个计数点，故相邻计数点的时间为 根据平均速度公式有 （4）[4]B点的瞬时速度可以用AC间的平均速度来表示，故 2．（20-21高二上·江苏淮安·期中）小华同学在做“用打点计时器测速度”的实验时，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条纸带，已知打点计时器使用的电源频率为50 Hz，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，各计数点到0点的距离已在图中标出。 （1）为了达到实验的目的，除了有打点计时器、纸带、小车、细绳、导线、低压交变电源、槽码、长木板外，还需要的仪器有 ； A．刻度尺　　　B．铁架台　　　C．停表　　　D．天平 （2）图中两相邻计数点间的时间间隔为T= s； （3）根据纸带提供的信息，小华同学已经计算出了打下1、2、3、4、6这五个计数点时小车的速度，请你帮助他计算出打下计数点5时小车的速度v5= m/s。 【答案】 A 0.1 0.53 【详解】（1）[1]A．本实验需要刻度尺测量纸带上的点间距，故A需要； B．该实验在水平桌面上进行实验，不需要铁架台，故B不需要； C．因为打点计时器本身就是计时仪器，所以不需要秒表，故C不需要； D．该实验不需要测量槽码和小车的质量，故D不需要。 故选A； （2）[2]交流电的频率为50Hz，即每隔0.02s打一个点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，所以相邻计数点间的时间间隔为 T=0.02×5s=0.1s （3）[3]打下计数点5时小车的瞬时速度为 3．（2021高一·全国·专题练习）小明同学按如图所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。 （1）释放小车时，实验装置如图甲所示，指出该装置或操作中错误的是 。 A．电磁打点计时器接在直流电源上了 B．小车质量没有远大于槽码质量 C．小车离打点计时器过远 （2）如图乙为改正装置后打下的一条纸带的中间部分，A、B、C、D为其中连续打出的四个点（已知打点计时器打点时间间隔T=0.02 s）。由于操作不慎，C点模糊了，小明仍用此纸带来研究。从图上可以读得A点在刻度尺上位置的读数为 cm，在打下C点时小车的速度最接近于 m/s（结果保留三位有效数字）。 【答案】 AC 3.00 1.40 【详解】（1）[1]电磁打点计时器应接在交变电源上；不需小车质量远大于槽码质量；小车离打点计时器过远，故选AC。 （2）[2][3]A点在刻度尺上位置的读数为3.00 cm；打点计时器打点时间间隔T=0.02 s，在打下C点时小车的速度 vC= m/s=1.40 m/s 题型二：探究速度随时间变化的规律 4．（23-24高一上·湖北荆州·期末）某同学利用如图 1 所示装置“探究小车速度随时间变化的规律”。 （1）图1所示的计时器所用的电压为 （选填“交流 220 V”或“直流 220 V”）； （2）该同学开始实验时，先释放小车再接通电源，该同学实验操作中不恰当的地方是 ； （3）该同学在实验中使用频率为 50 Hz的打点计时器，获得的纸带如图 2 所示，其中相邻两个计数点之间还有 4 个点没有画出，根据纸带可以求得打点计时器在打下 C 点时小车的速度为 m/s，小车的加速度大小为 m/s2（均保留两位有效数字）。 【答案】 交流 220 V 应该先接通电源再释放小车 0.50 0.83 【详解】（1）[1]电火花打点计时器使用电压为 220 V 交流电源。 （2）[2]为了充分利用纸带，应该先接通电源，再释放小车。 （3）[3]实验中使用频率为50 Hz的打点计时器，纸带上相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，则相邻两计数点间的时间间隔为 根据匀变速运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，因此打C点的瞬时速度 [4]根据“逐差法”，小车加速度 5．（23-24高一上·陕西西安·期中）某实验小组利用如图甲所示的装置来探究小车速度随时间变化的规律。 （1）为完成实验，除了图甲中标出的器材外，还需要 。 A．秒表    B．天平    C．刻度尺 （2）某次实验时小车做匀加速直线运动，实验获得的纸带及测量数据如图乙所示，A、B、C、D、E、F为相邻的六个计数点，相邻两个计数点间还有四个计时点未画出。实验时忘记标注纸带上A、B两点间的距离，下列数据中最接近xAB的是 ． A．1.20cm    B．1.39cm    C．1.50cm    D．1.60cm （3）已知电火花计时器连接的是频率为50Hz的交变电源，结合图乙中的测量数据，纸带上打出C点时小车的速度大小 m/s，小车的加速度大小 m/s2．（计算结果均保留两位有效数字） 【答案】 C B 0.21 0.50 【详解】（1）[1]A．时间由打点计时器计时，因此不需要秒表，A错误；    B．因实验装置来探究小车速度随时间变化的规律，因此不需要测量钩码的质量，不需要天平，B错误； C．纸带上计数点间的距离需要测量，因此为完成实验，除了图甲中标出的器材外，还需要刻度尺，C正确。 故选C。 （2）[2]由匀变速直线运动的推论，可知 可得 因此数据中最接近xAB的是1.39cm，因此ACD错误，B正确。 故选B。 （3）[3]已知电火花计时器连接的是频率为50Hz的交变电源，纸带上相邻两个计数点间还有四个计时点未画出，可知纸带上相邻两个计数点间的时间间隔为 由匀变速直线运动在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得打出C点时小车的速度大小 [4]由匀变速直线运动的推论，可得小车的加速度大小 6．（23-24高一上·四川内江·阶段练习）某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况（交流电频率是50Hz），在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间有四个点未画出。（以下计算结果保留3位有效数字）。    （1）电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，下列选项中： A．时间间隔           B．位移               C．平均速度              D．瞬时速度 我们可以从纸带上直接得到的物理量是 ，测量得到的物理量是 ，通过计算能得到的物理量是 （填选项前的字母）。 （2）根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，各个速度值如下表。计算出B点速度的大小 。 vB vC vD vE vF 数值/(m·s－1) 0.479 0.560 0.640 0.721 将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线 。    （3）根据图像求出小车的加速度a= 。 【答案】 A B CD/DC 0.400    0.803m/s2 【详解】（1）[1]因为打点计时器的频率为50Hz ，则从纸带上直接得到的物理量是时间间隔，相邻的点迹（计时点）之间的时间间隔为0.02s ,故选A； [2]可以用刻度尺测量出小车的位移大小，故选B； [3]平均速度和瞬时速度的大小可以通过位移大小与对应的时间间隔计算出来。故选CD。 （2）[4]每两个相邻的计数点之间有四个点未画，则相邻的计数点之间的时间间隔为 根据速度公式可知，B点的瞬时速度 [5]根据计算的点速度及表中其他各点的速度在坐标系中描点连线，如图所示    （3）[6]选用图像中距离较远的两点求解加速度误差更小，根据图像可知小车的加速度 题型三：逐差法求加速度 7．（23-24高一上·全国·期末）图示为某次实验中用打点计时器打出的一条纸带，已知纸带做的是匀变速直线运动，其中A、B、C为相邻的三个计数点，相邻计数点间还有四个点（图中未画出）。A、B、C三点与O点的距离，如图中所示，则打B点时纸带的速度＝ m/s，纸带运动的加速度a ＝ m/s2。    【答案】 2.219 8.08 【详解】[1] A、B、C为相邻的三个计数点，相邻计数点间还有四个点未画出，因此相邻两个计数点的打点周期为 根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，可得打B点时纸带的速度为 [2]根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小，则纸带运动的加速度为 8．（22-23高一上·广东潮州·期末）下图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。 （1）已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为 s， （2）ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出。从图中读出A、B两点间距s= m，A、B两点间的时间间隔为 s；C点对应的速度是 m/s（计算结果保留三位有效数字），加速度为 m/s2。 【答案】 0.02 0.0070 0.1 0.100 0.200 【详解】（1）[1]已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为 （2）[2]从图中读出A、B两点间距s=0.70 cm =0.0070m。 [3]纸带上每两个相邻计数点间有四个点没有画出，A、B两点间的时间间隔为 [4]由中间时刻的瞬时速度等于平均速度，可得C点对应的速度是 [5]由，可得加速度为 9．（21-22高一上·新疆·阶段练习）在研究匀变速直线运动规律的实验中，图示纸带记录的是小车的运动情况，A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔为T=0.04s，电源铭牌显示该电源频率为50Hz（计算结果均保留两位有效数字）。 （1）下列说法正确的有 （填选项代号）。 A．在释放小车前，小车要靠近打点计时器 B．应先释放小车，后接通电源 C．电火花计时器应使用低压交流电源 D．打点计时器应放在长木板上有滑轮一端 （2）打纸带上D点时小车的瞬时速度大小为 m/s。 （3）小车的加速度大小为 m/s2。 【答案】 A 0.85 2.5 【详解】（1）[1]在释放小车前，小车要靠近打点计时器，先接通电源的，再释放小车，以能在纸带上打出更多的点，有利于实验数据处理和误差减小。故BCD错误，A正确。 （2）[2]纸带上D点时小车的瞬时速度大小等于CE间的平均速度 （3）[3]由逐差法，小车的加速度大小为 题型四：图像法处理实验数据 10．（22-23高一上·湖北武汉）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点（每相邻两个计数点间还有4个点没有画出），电火花计时器接220 V、50 Hz交变电源。他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度如下表： 对应点 B C D E F 速度（m/s） 0.141 0.185 0.220 0.254 0.301 （1）设电火花计时器的打点周期为T，计算vF的公式为vF＝ ； （2）根据表中的数据，以A点对应的时刻为t＝0，在图乙所示坐标系中合理地选择标度，作出v－t图像 ； （3）利用该图像求得小车的加速度a＝ m/s2；（结果保留2位有效数字） （4）如果当时电网中交变电流的电压变成210 V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。如果当时电网中交变电流的频率是f＝51 Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】 0.40 不变 偏小 【详解】（1）[1]电火花计时器接220 V、50 Hz交变电源。则有打点周期T=0.02s，每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，则相邻两计数点的时间间隔为5T，由中间时刻的瞬时速度等于平均速度，可得打F点时的速度公式为 （2）[2]由题表中的数据在图乙所示坐标系中描点画图。如图所示。 （3）[3]由v−t图像的斜率表示加速度，可得小车的加速度为      （4）[4] 当电网中交变电流的电压变成210 V，可交流电的频率没变，打点周期不变，则不会影响加速度的测量值，因此加速度的测量值与实际值相比不变。 [5]电网中交变电流的频率是f＝51 Hz时，由 可知打点周期变小，测量时仍按T=0.02s计算，则测量值与实际值相比偏小。 11．（22-23高一上·湖南株洲·阶段练习）某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律，实验装置如图所示。 （1）常见的打点计时器使用的是 电源（“直流”或“交流”）； （2）关于本实验，下列说法正确的是 ； A．释放纸带的同时，按通电源 B．先接通电源打点，后释放纸带运动 C．先释放纸带运动，后接通电源打点 D．纸带上的点迹越密集，说明纸带运动的速度越小 （3）该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示，在纸带上依次选出7个计数点，分别标上O、A、B、C、D、E和F，每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源的频率是50Hz。 ①如果测得C、D两点间距，D、E两点间距，则打D点时小车的速度 m/s（结果保留3位有效数字）； ②该同学分别算出其他各点的速度：，，，，请在如图所示的坐标系中作出小车运动的图像 ，并说明小车速度变化的规律 。 【答案】 交流 BD/DB 0.280 小车速度随时间均匀变化（或增大） 【详解】（1）[1]常见的打点计时器使用的是交流电源。 （2）[2]ABC．由于小车速度较快，且运动距离有限，打出的纸带长度也有限，为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点，实验时应先接通电源，再释放纸带，故AC错误，B正确； D．纸带上的点迹越密集，说明纸带在单位时间内的位移越小，即纸带运动的速度越小，故D正确。 故选BD。 （3）①[3]相邻两计数点间的时间间隔为 打D点时小车的速度等于C、E之间的平均速度，即 [4]描点作图如图所示。 [5]v-t图像为倾斜直线，说明小车速度随时间均匀变化（或增大）。 12．（21-22高一·全国·课时练习）某同学在“练习使用打点计时器”的实验中，用打点计时器记录了被拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。相邻计数点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10s。（电源频率为50Hz） （1）在实验中，使用打点计时器时应先 再 ；（均选填“释放纸带”或“接通电源”） （2）每两个计数点间还有 个点没有标出； （3）以A点对应的时刻为t=0，试将下表中所计算出的B、C、D、E、F五个计数点对应的纸带的瞬时速度标在的直角坐标系中，并画出瞬时速度随时间变化的关系图线 。由图像可计算出加速度a约为 m/s2。 vB vC vD vE vF 数值/（m·s-1） 0.400 0.479 0.560 0.640 0.721 【答案】 接通电源 释放纸带 4 0.80 【详解】（1）[1][2]在实验中，使用打点计时器时应先接通电源，再释放纸带； （2）[3]每两个计数点间还有 n=-1=-1=4个点没有标出 （3）[4][5]图线如图所示 由图像可得 a==m/s2=0.80m/s2 【专项训练】 一、单选题 13．（20-21高一·全国）在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列做法不能减小实验误差的是（   ） A．选取计数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位 B．使小车运动的加速度尽量小些 C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的一部分进行测量、计算 D．选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验 【答案】B 【详解】A．该方法选取计数点可以使用于测量和计算的相邻点间的间隔增大，在用直尺测量这些点间的间隔时，在一次测量绝对误差基本相同的情况下，相对误差较小，A正确，不符合题意； B．在实验中，如果小车运动的加速度过小，打出的点很密，长度测量的相对误差较大，测量准确度会降低，因此小车的加速度略大一些较好，B错误，符合题意； C．为了减小长度测量的相对误差，舍去纸带上过于密集，甚至分辨不清的点是必要的，C正确，不符合题意； D．如果实验中所用长木板各部分的平整程度和光滑程度不同，小车的速度变化会不均匀，从而导致实验误差的增大，因此在实验前对所用长木板进行挑选、检查是必要的，D正确，不符合题意。 故选B。 14．（20-21高二下·河北衡水·阶段练习）如图所示，这是用手拉动纸带通过打点计时器得到的点迹，已知打点计时器所接电源的周期为，要计算打点计时器打点时纸带的瞬时速度，下列做法中误差最小的是（　　） A．测量出、两点间的距离，利用平均速度的公式，得出 B．测量出、两点间的距离，利用平均速度的公式，得出 C．测量出、两点间的距离，利用平均速度的公式，得出 D．测量出、两点间的距离，利用平均速度的公式，得出 【答案】B 【详解】AB．平均速度 当 无限趋近于零时，平均速度就等于瞬时速度，所以时间越短，位移越小，平均速度越接近瞬时速度，误差越小，A错误B正确； CD．平均速度 当 无限趋近于零时，平均速度就等于瞬时速度， 但是当 无限趋近于零时，不是接近E点的位置，而是远离，所以误差越来越大，CD错误。 故选B。 15．（20-21高一上·山西运城·期中）在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列实验操作中，错误的是（　　） A．打点计时器应使用交流电源 B．将打点计时器固定在长木板无滑轮一端，并接好电源 C．实验开始时，先释放小车，再接通打点计时器电源 D．打点结束后，先断开电源，再取下纸带 【答案】C 【详解】A．打点计时器应使用交流电源，A正确； B．将打点计时器固定在长木板无滑轮一端，并接好电源，B正确； C．实验开始时，先接通打点计时器电源，在释放小车，C错误； D．打点结束后，先断开电源，再取下纸带，D正确。 故选C。 16．（20-21高一上·青海西宁·阶段练习）在“练习使用打点计时器”的实验中，下列操作正确的是（  ） A．打点前，小车应靠近打点计时器，要先接通电源，待计时器开始打点再释放小车 B．计时器应使用6伏特以下的直流电源 C．打点频率为50Hz，每四个点取一个计数点，则计数点之间的时间间隔为 D．实验中应使小车速度尽量小些 【答案】A 【详解】A．打点前，小车应靠近打点计时器，要先接通电源，待计时器开始打点再释放小车，A正确； B．电火花计时器使用220V的交流电源，电磁式打点计时器应使用8伏左右的交流电源，B错误； C．打点频率为50Hz，每四个点取一个计数点，则计数点之间的时间间隔为 C错误； D．实验中应使小车速度适当小些，D错误。 故选A。 17．（20-21高一上·全国·课后作业）如图为某同学使用打点计时器所得到的一条纸带．图中前几个点模糊，因此从O点开始每隔4个点取一个计数点．试根据纸带判断以下说法正确的是（　　） A．左端与物体相连，相邻两计数点时间间隔为0.02s B．左端与物体相连，相邻两计数点时间间隔为0.1s C．右端与物体相连，相邻两计数点时间间隔为0.02s D．右端与物体相连，相邻两计数点时间间隔为0.1s 【答案】B 【详解】由物体刚开始运动时速度比较小，点迹比较密集，可判断纸带左端与物体相连，由交流电频率为50Hz，知相邻两记时点时间间隔为，每隔4个点取一个计数点，计数点间的时间间隔 故选B。 二、多选题 18．（22-23高一上·山东烟台·阶段练习）在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，下列操作中正确的有（    ） A．在释放小车前，小车要靠近打点计时器 B．打点计时器应放在长木板的有滑轮一端 C．应先接通电源，后释放小车 D．电火花计时器应使用低压交流电源 【答案】AC 【详解】AC．由于小车速度较快，且运动距离有限，打出的纸带长度也有限，为了尽可能增加纸带长度，且在纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点，在释放小车前，小车要靠近打点计时器，且应先接通电源，后释放小车，故AC正确； B．打点计时器应放在长木板的没有滑轮一端，故B错误； D．电火花计时器应使用220V交流电源，故D错误。 故选AC。 19．（20-21高一·全国·课时练习）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法正确的是（   ） A．通过调节滑轮的高度，使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条水平线上 B．坐标轴的单位长度越小越好 C．开始打点前要先接通电源后释放小车，打完点后要先断开电源后取纸带 D．槽码的质量越大越好 【答案】AC 【详解】A．实验中调节滑轮的高度使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条水平线上，可以减小误差，A正确； B．要适当地选取坐标轴的单位长度，使图像尽量分布在坐标平面中央，B错误； C．开始打点前要先接通电源后释放小车，打完点后要先断开电源后取纸带，C正确； D．槽码的质量要适中，不要太大也不要太小，D错误。 故选AC。 20．（19-20高一上·云南昭通·阶段练习）关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法正确的是  (　　) A．长木板放在桌面上，带滑轮的一端要伸出桌边 B．实验时，要控制小车的加速度尽量小些 C．应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放小车 D．纸带穿过限位孔后应置于复写纸下面 【答案】ACD 【详解】A．长木板放在桌面上，带滑轮的一端要伸出桌边，细线一端连着小车，另一端跨过定滑轮，连着重物.所以A正确; B．实验时为了减小误差，小车的加速度应该适当大一些，故B错误. C．实验中为了在纸带上打出更多的点，为了打点的稳定，具体操作中要求先启动打点计时器然后释放小车，所以C正确; D．纸带穿过限位孔后应置于复写纸下面才能打出点，所以D正确. 21．（19-20高一上·北京西城·阶段练习）关于打点计时器，下列描述正确的是（　　） A．打点计时器是可以直接测量时间的仪器 B．电磁打点计时器也可以使用干电池供电 C．我们实验中的打点计时器只有接在交流电下，才能实现相邻的两点间隔0.02s D．以下的交流电可以保证电火花打点计时器正常工作 【答案】AC 【详解】A．打点计时器是在纸带上直接测量时间的仪器，A正确； B．电磁打点计时器是利用交变电流产生交变的磁场使簧片振动打点的，所以只能使用交流电，不可以使用干电池供电，B错误； C．打点计时器接在交流电下，由交流电的周期与频率的关系可知 实现打点计时器相邻的两点时间间隔是0.02s，C正确； D．220V交流电可以保证电火花打点计时器正常工作，D错误。 故选AC。 三、实验题 22．（23-24高一上·广东佛山·阶段练习）某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验时，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带并用一把毫米刻度尺测量了各计数点间的距离，如图所示，则图中四个数据中不符合正确读数要求的是 cm（填读数值）。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交变电源的频率为50Hz，每两个计数点之间的时间间隔为 s，则D点对应的小车速度 m/s，小车运动的加速度大小 。（计算结果均保留小数点后2位）    【答案】 5.4 0.1 0.21 0.21 【详解】[1]毫米刻度尺的最小分度值为1mm，读数时应估读到0.1mm，因此不符合正确读数要求的是5.4cm。 [2]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交变电源的频率为50Hz，每两个计数点之间的时间间隔为 [3]由某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得D点对应的小车速度 [4]由匀变速直线运动的推论，可得小车运动的加速度大小 23．（23-24高一上·广东广州·阶段练习）如图，某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器所接电源的频率为50Hz，实验时得到表示小车运动过程的一条清晰纸带如图所示，纸带上相邻两计数点间还有4个实际打点没有画出，测得相邻计数点间距离分别为， ， ， ， ，，则： （1）打点计时器使用 （填“交流”或“直流”）电源 （2）相邻两计数点间时间间隔T= （3）3点处瞬时速度计算表达式为v3= （用题中所给物理量符号表示，两计数点间时间间隔为T） （4）利用4-6计数点之间的纸带，求小车运动的加速度a= ；（用题中所给物理量符号表示，两计数点间时间间隔为T） （5）（不定项选择）下列关于打点计时器的使用的说法中，正确的是 A．电火花计时器使用的是4~6V交流电源 B．先释放纸带，后接通打点计时器的电源 C．纸带上打的点越密，说明物体运动得越快 D．如果实际电源频率为55Hz，而计算时仍按50Hz计算，则速度的测量值偏小    【答案】 交流 D 【详解】（1）[1]打点计时器使用交流电源。 （2）[2]打点计时器所接电源的频率为50Hz，纸带上相邻两计数点间还有4个实际打点没有画出，则相邻两计数点间时间间隔 （3）[3]由中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得3点处瞬时速度计算表达式为 （4）[4]由匀变速直线运动的推论，利用4-6计数点之间的纸带，可得小车运动的加速度 （5）[5] A．电火花计时器使用的是220V交流电源，A错误； B．为了充分利用纸带，得到更多的数据，应先接通打点计时器的电源，待打点稳定后，再释放纸带，B错误； C．纸带上打的点越密，说明物体在相同时间内运动的距离越小，则运动得越慢，C错误； D．用打点计时器测定物体的速度，如果实际电源频率为55Hz，可知打点周期 而计算时仍按50Hz计算，计算得到的两点间所用时间偏大，则速度的测量值偏小，D正确。 故选D。 24．（23-24高一上·陕西榆林·阶段练习）在探究小车做匀变速直线运动的规律的实验中，用到如图甲、乙所示的两种打点计时器。    （1）图乙是 （填“电磁打点计时器”或“电火花打点计时器”），其电源采用的是 （填“交流约8V”或“交流220V”）。 （2）关于打点计时器的使用，下列说法正确的是 。 A．在测量物体速度时，应先让物体运动，后接通打点计时器的电源 B．电磁打点计时器和电火花打点计时器可以使用同样的电源 C．使用的电源频率越低，打点的时间间隔就越大 D．纸带上打的点越密，说明物体运动得越快 （3）某次实验中得到一条如图丙所示的纸带，纸带上相邻计数点间还有四个点没画出来，用刻度尺测得、、、间的距离分别为，，，，计时器打点频率为50Hz。则相邻两个计数点间的时间间隔为 s。从O点到C点纸带的平均速度大小为 m/s；打点B时小车的速度大小 m/s；小车运动的加速度大小 m/s（保留两位小数）。 【答案】 电火花打点计时器 交流220V C 0.1 0.54 0.55 0.20 【详解】（1）[1]图乙是电火花打点计时器。 [2]电火花计时器电源采用的是交流220V。 （2）[3]A．在测量物体速度时，应先接通打点计时器的电源，再让物体运动，A错误； B．电磁打点计时器和电火花打点计时器可以使用的电源电压不一样，B错误； C．使用的电源频率越低，打点的时间间隔就越大，C正确； D．纸带上打的点越密，说明物体运动得越慢，D错误。 故选C。 （3）[4]纸带上相邻计数点间还有四个点没画出来，相邻两个计数点间的时间间隔为 [5]从O点到C点的时间间隔 从O点到C点纸带的平均速度大小为 [6]打点B时 [7]由逐差法，有小车的加速度大小 25．（22-23高二下·山东泰安·期末）在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，实验装置如图1所示。    （1）下列说法中正确的是 (填字母)。 A．连接重物和小车的细线应与长木板保持平行 B．长木板的一端必须垫高，使小车在不挂重物时能在木板上做匀速运动 C．小车应靠近打点计时器，先接通电源，后释放小车 D．选择计数点时，必须从纸带上第一个点开始 （2）已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，图2是实验中打下的一段纸带。算出计数点3的速度大小为 m/s，(保留两位有效数字)并在图3中标出，其余计数点1、2、4、5对应的小车瞬时速度大小在图3中已标出。    （3）作图 并求得小车的加速度大小为 m/s2(保留三位有效数字)。 【答案】 AC/CA 0.74    1.53 【详解】（1）[1]A．为使小车受到的合力不变，连接重物和小车的细线应与长木板保持平行，A正确； B．长木板的一端不需要垫高来平衡摩擦力，只要小车做加速直线运动即可，B错误； C．小车应靠近打点计时器，先接通电源，带打点计时器打点稳定后，再释放小车，纸带会得到充分利用，记录较多的数据，减小实验误差，C正确； D．选择计数点时，要从第一个比较清晰的点开始选择计数点，可以不从纸带上第一个点开始，D错误。 故选AC。 （2）[2]已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，可得打点周期为 由中间时刻的瞬时速度等于平均速度，可得打计数点3的速度大小为 （3）[3]在图3中标出v3，作图如图所示。    [4]由速度时间图像的斜率表示加速度，可得小车的加速度大小为 26．（21-22高一上·全国·单元测试）某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。（已知滴水计时器每30s内共滴下45个小水滴）    （1）由图（b）可知，小车在桌面上是 运动的。 A．从右向左       B．从左向右 （2）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为 ，加速度大小为 （结果均保留2位有效数字） 【答案】 A 0.19 0.038 【详解】（1）[1]小车运动过程中减速，相同时间内位移逐渐减小，由图判断小车从右向左运动，A正确，B错误。 故选B。 （2）[2]滴水计时器每30s滴落46个小水滴，则两水滴之间的时间间隔为，由中间时刻的瞬时速度等于平均速度，可解得A点的瞬时速度大小为 [3]由逐差法解得加速度为 可知加速度大小为，方向与运动方向相反。 27．（22-23高一上·云南昭通·阶段练习）小华同学在“研究匀变速直线运动”的实验中，将打点计时器固定在某处，在绳子拉力的作用下小车拖着穿过打点计时器的纸带在水平木板上运动，如图1所示。由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带的一段。如图2所示，在打点计时器打出的纸带上确定出八个计数点，相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1s，并用刻度尺测出了各计数点到0计数点的距离，图中所标数据的单位是cm。 （1）小华利用家庭电源来做实验，因此应该选择 打点计时器，工作电压为 。 （2）根据纸带提供的信息，小华同学已经计算出了打下1、2、3、4、5这五个计数点时小车的速度、请你帮助他计算出打下计数点6时小车的速度（结果保留3位有效数字）并填入下表 。 计数点 1 2 3 4 5 6 t/s 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 v/(m·s-1) 0.358 0.400 0.440 0.485 0.530    （3）根据v-t图像可知，小车运动的加速度为 m/s2（保留2位有效数字）。 【答案】 电火花 220V 0.570 0.42 【详解】（1）[1]由于直接利用家庭电源来做实验，所以应选择电火花打点计时器，其工作电压为220V。 （2）[2]匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度，则有 （3）[3]图像的斜率表示加速度，根据v-t图像可得 28．（22-23高一上·河北保定·阶段练习）某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。 （1）实验中，必要的措施是 。 A．先释放小车再接通电源 B．先接通电源再释放小车 C．将小车放在靠近打点计时器的一端 D．将小车放在远离打点计时器的一端 （2）他实验时将打点计时器接到频率为100Hz的电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如下图所示（每相邻两个计数点间还有9个点，图中未画出）。     ，，，，，，则小车的加速度a= （充分利用测量的数据），打点计时器在打B点时小车的速度 m/s。（结果均保留两位有效数字） 【答案】 BC/CB 0.80 0.40 【详解】（1）[1] AB．实验时应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放小车，A错误，B正确； CD．为了充分利用纸带获取多的数据，应将小车放在靠近打点计时器的一端，C正确，D错误。 故选BC。 （2）[2]电源频率为100Hz，则打点计时器每隔0.01s打一个点，纸带上每相邻两个计数点间还有9个点，图中未画出，则知纸带上每相邻两个计数点间的时间间隔为 T=0.01×10s=0.1s 由运动学公式，可得小车的加速度 [3]由中间时刻的瞬时速度等于平均速度，可得打点计时器在打B点时小车的速度 29．（22-23高一上·河北沧州·阶段练习）某同学在做“测量直线运动物体的瞬时速度”的实验中，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条纸带，已知电火花打点计时器使用的电源频率为50Hz，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，各计数点到0点的距离如纸带上所示。 （1）为了达到实验的目的，除了有打点计时器、纸带、小车、细绳、导线、低压交流电源、小木块、长木板外，还需要的仪器有( )； A．刻度尺            B．铁架台            C．秒表            D．天平 （2）可以从打点计时器打出的纸带上直接测量得到的物理量是 （选填正确的答案标号）； A．位移            B．速度            C．加速度            D．平均速度        E．时间 （3）根据纸带提供的信息，小华同学已经计算出了打下1、2、3、5、6这五个计数点时小车的速度，请你帮助他计算出打下计数点5时小车的速度v5= m/s（结果保留2位有效数字）； （4）以速度v为纵轴、时间t为横轴在坐标纸上建立直角坐标系，根据表中的v、t数据，在坐标系中描点，并作出小车运动的v-t图像 ； （5）根据v-t图像可知，小车运动的加速度大小为 m/s2（结果保留2位有效数字）。 计数点 1 2 3 4 5 6 t/s 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 v/（） 0.36 0.40 0.44 0.49 0.57 【答案】 A AE/EA 0.53 0.42（0.40~0.44范围内均可） 【详解】（1）[1]A．实验中需要刻度尺测量纸带上的点间距，故A符合题意； B．本实验不是探究落体运动规律，不需要铁架台，故B不符合题意； C．打点计时器本身具有计时功能，不需要秒表，故C不符合题意； D．本实验探究运动学规律，不需要测量质量，故D不符合题意。 故选A。 （2）[2]可以从打点计时器打出的纸带上直接测量得到的物理量是位移和时间，速度、加速度和平均速度需要进一步计算才能获取。 故选AE。 （3）[3]由题意可知，相邻两计数点间的时间间隔为 打下计数点5时小车的速度为 （4）[4]如图所示。 （5）[5]v-t图像的斜率表示加速度，所以小车运动的加速度大小为 30．（22-23高一上·黑龙江齐齐哈尔·阶段练习）小明与他的同伴进行探究小车的匀变速直线运动实验： （1）由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理，他从实验室里借取了如下器材：打点计时器、直流电源、纸带、毫米刻度尺、钩码和小车、一端附有定滑轮的长木板。小明看后觉得不妥，请你思考一下不妥之处是 （2）小明在实验过程中正确的做法是 A．先接通电源，后释放纸带 B．释放纸带的同时接通电源 C．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 D．使小车运动的加速度尽量小些 （3）小明经过实验获得如图所示的纸带。他在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点A，然后按打点先后顺序每5个计时点取1个计数点，得到了A、B、C、D、E、F、G等几个计数点，测得x1=6.19 cm，x2=6.60cm，x3=6.98 cm，x4=7.39 cm，x5=7.80cm，x6=8.20cm。打点计时器使用交流电的频率为50Hz。两计数点之间的时间间隔为T，则T= s，则打点计时器在打F点时小车的瞬时速度表达式为vF= ，计算结果为vF= m/s（保留两位有效数字）。 （4）小车加速度表达式为a= ，计算结果为a= m/s2（保留两位有效数字）。 【答案】 直流电源应更换为交流电源 AC/CA 0.1 0.80 0.40 【详解】（1）[1]打点计时器使用的是交流电源，小明取的是直流电源，此处不妥，应更换为交流电源。 （2）[2] AB．先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放纸带，A正确，B错误； C．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，纸带的利用率较高，C正确； D．使小车运动的加速度适当大些，这样在纸带上相邻计数点间的间距会大些，位移测量误差会小些，D错误。 故选AC。 （3）[3]打点计时器使用交流电的频率为50Hz。两计数点之间的时间间隔为 T=0.02×5s=0.1s [4]由中间时刻的瞬时速度等于平均速度可得， 打点计时器在打F点时小车的瞬时速度表达式为 [5]代入数据解得 （4）[6]由匀变速直线运动的公式，可得小车加速度表达式为 [7]代入数据解得 31．（2022高三·辽宁·学业考试）某小组利用如图甲所示装置研究小车的匀变速直线运动。 （1）实验器材有一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、电火花打点计时器、导线和复写纸。除上述器材外，还需要使用的有 （填选项前字母）。 A．交流电源         B．交流电源      C．秒表        D．刻度尺 （2）小组通过实验得到了如图乙所示的一条纸带（每两个相邻计数点间还有4个点没有画出来），相邻两个计数点间的距离已在图中标出。 ①根据连续相等的时间间隔内的 基本相等，可认为小车做匀变速直线运动。 ②已知交流电源的频率为，则在打下C点时小车的速度大小为 （保留三位有效数字），小车运动的加速度大小为 （保留两位有效数字）。 【答案】 BD 位移差 0.844 1.7 【命题意图】本题以小车的匀变速运动为载体，考查学生的实验能力。 【详解】解：（1）[1] AB．电火花打点计时器所接电源应为交流电源，A错误，B正确； C．由打点计时器计算时间，所以需要秒表，C错误； D．为测量点迹之间的距离，必须使用刻度尺，D项正确。 故选BD。 （2）①[2]设AB、BC、CD、DE、EF之间的距离分别为和，可有 因此可知，在相邻相等的时间间隔内的位移差基本相等，可判断小车做匀变速直线运动。 ②[3]由中间时刻的瞬时速度等于平均速度可得 [4]由公式可得 32．（21-22高一上·甘肃临夏·期中）某同学在“研究小车的匀变速运动”的实验中，得到如图所示的纸带，按照打点的先后顺序，纸带上的计数点依次用A、B、C、D、E表示，每两个相邻的计数点之间还有4个计时点没画出来。 （1）实验中，实验室提供了以下器材：电火花打点计时器。一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、交流电源、秒表、弹簧测力计。其中在本实验中不需要的器材是 和 。 （2）电磁打点计时器使用 V的 电源（填“交流”或“直流”）；由图可以知道纸带做的是 （填加速、减速或匀速）直线运动。 （3）小车经过AE段的平均速度是 m/s，小车经过B点时的速度是 m/s， （4）在实验过程中，对于减小实验误差来说，下列方法中不利的是 ； A．选取记数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位 B．使小车运动的加速度尽量大些 C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰，点间间隔适当的那一部分进行测量计算 D．选用各处平整程度光滑程度不相同的长木板做实验 【答案】 秒表/弹簧测力计 弹簧测力计/秒表 4～6 交流 加速 0.3 0.26 D 【详解】（1）[1][2]在本实验中，打点计时器本身就是计时仪器，故不需要秒表，另外也不涉及对力的测量，故不需要弹簧测力计。 （2）[3][4]电磁打点计时器使用4~6V的交流电源。 [5]纸带从右向左运动，由图可知相同时间间隔内纸带运动的位移逐渐增大，所以纸带做的是加速直线运动。 （3）[6]小车经过AE段的平均速度是 [7]小车经过B点时的速度是 （4）[8]A．选取记数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位，可以使计数点间的距离大些，减小距离测量的相对误差，故A不符合题意； B．使小车运动的加速度尽量大些，从而使相邻两计数点间的距离尽量大些，可以减小距离测量的相对误差，故B不符合题意； C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰，点间间隔适当的那一部分进行测量计算，可以减小距离测量的误差，故C不符合题意； D．选用各处平整程度光滑程度不相同的长木板做实验，不利于小车速度的均匀变化，会增大实验的误差，故D符合题意。 故选D。 33．（21-22高一上·黑龙江大庆·阶段练习）某同学仿照“探究小车速度随时间变化的规律”这一实验，利用如图所示的装置测量重物做自由落体运动的加速度。 （1）对该实验装置及其操作的要求，下列说法正确的是：( ) A．电磁打点计时器应接交流电源 B．打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上 C．重物最好选用密度较小的材料，如泡沫塑料 D．开始时应使重物靠近打点计时器处并保持静止 E．操作时，应先放开纸带后接通电源 F．为了减小误差，应重复多次实验，在打出的纸带中挑选一条最清晰的 G．为了便于测量，一定要找到打点计时器打下的第一个点，并选取其以后各连续的点作为计数点； （2）如图是某同学在实验中得到的一条较为理想的纸带。把开头几个模糊不清的点去掉，以较清晰的某一个点作为计数点O，随后每打3个点取一个计数点依次标记为点A、B、C、D。测量出各点间的距离已标在纸带上。求打点计时器打出点B时重物的瞬时速度为 m/s，物体做自由落体运动的加速度的值约为 m/s2；（本题计算结果保留3位有效数字） （3）若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值，而实验操作与数据处理均无错误，写出一个你认为可能引起此误差的原因： 。 【答案】 ABDF 1.18 9.58 ①电磁打点计时器的限位孔、振针都对纸带有摩擦阻力；②空气的阻力 【详解】解：（1）[1]A．电磁打点计时器应接交流电源，A正确； B．为减小实验误差，打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上，B正确； C．为减小重物下落时受到的阻力，重物最好选质量大点，体积小点的，所以重物应用密度较大的材料，如金属重物，C错误； D．开始时应使重物靠近打点计时器处并保持静止，以便打出一条打点完整的纸带，D正确； E．操作时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再放开纸带，E错误； F．为了减小误差，应重复多次实验，在打出的纸带中挑选一条最清晰的，F正确； G．为了便于测量，不一定要找到打点计时器打下的第一个点，因为刚开始打出的点一般比较模糊、密集，不便于测量，只要选取清晰便于测量并各连续的点作为计数点即可，G错误。 故选ABDF。 （2）[2] 从计数点O开始，每打3个点取一个计数点，所以打相邻两个计数点的时间间隔是T=0.02s×3=0.06s，打点计时器打出点B时重物的瞬时速度为 [3]物体做自由落体运动的加速度由∆x=aT2求得    加速度值约为9.58m/s2。 （3）[4] 若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值，而实验操作与数据处理均无错误，可能引起此误差的原因：①电磁打点计时器的限位孔、振针都对纸带有摩擦阻力；②空气的阻力。 34．（21-22高一上·北京东城·期中）实验课上：同学们利用打点计时器等器材，研究小车做匀变速直线运动的规律。主要实验步骤有： A．把小车停在靠近打点计时器处，接通电源放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打一系列的点。 B．把细绳拴在小车上，并在另一端挂上适当的钩码，使之跨过定滑轮，调整装置，使小车能在长木板平稳地加速滑行。把纸带穿过打点计时器，并将其一端固定在小车的后面。 C．把一端装有定滑轮的长木板平放在实验桌上，使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在木板没有滑轮的一端。 D．更换新纸带，重复实验三次，选择一条最理想的纸带进行分析。 （1）对上述实验步骤进行合理排序 （写步骤前的字母）。 （2）其中一个小组的同学从所打的几条纸带中选取了一条点迹清晰的纸带。如图所示，图中A、B、C、D、E是按打点先后顺序依次选取的计数点，相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。由图中的数据可知，打点计时器打下C点时小车运动的速度是 m/s，小车运动的加速度是 m/s2。 【答案】 CBAD 1.07 4.20 【详解】(1)[1]依据实验顺序，依次为CBAD。 (2)[2]相邻两个计数点之间的时间间隔T=0.1s，根据匀变速直线运动中点时刻的速度等于该过程中的平均速度可知 [3]根据逐差法求加速度，小车运动的加速度为 35．（21-22高一上·河南焦作·期中）某同学用如图1所示装置研究小车运动的速度随时间变化的规律。 （1）电火花打点计时器所接的电源应为 V的 （填“交流”或“直流”）电源。 （2）下列实验操作中正确的是 。 A．调节定滑轮的高度使细线与长木板平行 B．释放小车前，应让小车靠近打点计时器 C．接通电源的同时，释放小车 D．用刻度尺测量纸带上两点间距离时，应移动刻度尺分别测量每段长度 （3）实验打出的纸带如图2所示，图上各点为计数点，相邻两计数点间还有四个计时点未标出，打点计时器所接电源的频率为，根据打出的纸带算出小车运动的加速度 （结果保留2位小数）。 （4）该同学想用图像法处理数据求出A、B、C、D、E各点对应小车的速度，其中打B点时小车的速度 ，将求出的各点的速度在坐标系中描点作图，作出的图像如图3所示，由图3可得小车的加速度 ，图像与纵轴的交点表示 。（结果保留2位小数） 【答案】 220V 交流电源 AB 1.97 0.81 2.08 纸带上O点的小车的速度 【详解】解：（1）[1] 电火花打点计时器所接的电源应为220V。 [2] 交流电源。 （2）[3]A．为减小实验误差，应调节定滑轮的高度使细线与长木板平行，A正确； B．释放小车前，应让小车靠近打点计时器，B正确； C．接通电源，使打点计时器打点稳定后，再释放小车，C错误； D．用刻度尺测量纸带上两点间距离时，使刻度尺的零刻线对准纸带上的第一个计数点，依次记录下纸带上两点间距离，不应移动刻度尺分别测量每段长度，这样会产生较大的误差，D错误。 故选AB。 （3）[4] 相邻两计数点间还有四个计时点未标出，打点计时器所接电源的频率为，则有纸带上相邻两点的时间间隔是 T=0.02×5s=0.1s 由∆x=aT2，可得小车运动的加速度 （4）[5]打B点时的速度 [6] 由图3可得小车的加速度 [7] 图像与纵轴的交点表示纸带上O点的小车的速度。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$