2.1 实验探究小车速度随时间变化的规律（4大题型）-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册同步题型分类讲与练

2.1 实验探究小车速度随时间变化的规律 知识点 1 实验原理及过程 实验原理 ①利用纸带计算瞬时速度。用平均速度表示该段中点的平均速度，公式：. ②利用描点法作出小车的，v-t图像，根据图像判断小车的运动性质图像。 实验器材 打点计时器、交流电源、纸带、一端附有定滑轮的长木板、小车、细绳、槽码、刻度尺等 实验步骤 ①把小车停在靠近计时器的位置，启动计时器然后放开小车，让它拖着纸带走，打完一条纸带后立即关闭电源。 ②增减所挂槽码，换上新纸带，重复试验两次。 【注意】实验时必须先接通电源，再释放小车；实验后必须先断开电源，再取下纸带。 知识点2 实验数据处理及误差分析 1、数据处理 ①舍掉开头一些比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个开始点来作为计时起点。 ②出v-t 图像并分析运动规律：在坐标纸上建立v-t坐标系，并根据表格中的数据在坐标系中描点。 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。 2、误差分析 ①偶然误差：纸带上计数点间距测量有误差，因此要多测几组数据，求平均值，减小误差。 ②系统误差：流电流的频率；纸带运动时所受摩擦力不均匀；木板粗糙程度不均匀。 知识点3 利用纸带求加速度 1、逐差法 各相邻计数点间的加速度分别是，，，则 2、图像法 由多组数据描绘出v-t图像，图线是一条倾斜的直线，它的斜率表示物体运动的加速度。图像法处理数据可以剔除误差较大的数据，有利于减小偶然误差。 其他测量匀变速直线运动瞬时速度、加速度的实验方案 ①纸带（频闪照片） 利用求出瞬时速度，利用求加速度。 ②光电门 利用 求经过光电门的瞬时速度，利用 求加速度。 题型一 计算某点瞬时速度 【例1】（21-22高一上·北京顺义·期末）某同学在研究物体的运动时，得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G、H、I等几个计数点。设相邻计数点的时间间隔为T，为描述物体的运动情况，可以将各计数点的瞬时速度求出来，为了求出计数点E的瞬时速度，小刚用CG段求得，小丽用BH段求得，小强用DF段求得，则最能准确反映E点运动的快慢的是（  ） A．小刚 B．小丽 C．小强 D．都很准 【变式1-1】（19-20高一上·宁夏吴忠·阶段练习）如图是一位同学利用电磁打点计时器打出的一条纸带，相邻点的时间间隔为0.02 s，纸带旁边是一把最小刻度为1 mm的直尺，则拖着纸带做直线运动的物体在AC这段时间内的平均速度为 m/s；物体运动到在B点的瞬时速度为 m/s．（小数点后保留两位数字） 【变式1-2】（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）。 题型二 实验原理及步骤 【例2】（24-25高一上·全国·课后作业）（多选）下列关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作中，正确的是（　　） A．在释放小车前，小车要紧靠打点计时器 B．打点计时器应放在长木板有滑轮的一端 C．应先接通电源，在打点计时器打点稳定后再释放小车 D．小车停止运动后，应立即关闭电源，再取下纸带 【变式2-1】（23-24高一上·新疆省直辖县级单位·期中）在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中： （1）打点计时器是利用 （填“直流”或“交流”）电源进行的计时仪器，若电源频率为，则它们每隔 秒打一个点，其中电火花打点计时器所用电压为 伏； （2）除打点计时器（含纸带，复写纸），小车，一端附有滑轮的长木板，细绳，钩码，导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有 ；（填选项代号） A．电压合适的交流电源    B．电压可调的直流电源    C．刻度尺    D．秒表    E．天平 （3）实验过程中，下列做法正确的是 。 A．先释放小车，再接通电源 B．先接通电源，再释放小车 C．将接好纸带的小车停在靠近长木板滑轮处 D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 【变式2-2】（23-24高一上·山东枣庄·期末）（1）在“用打点计时器测速度”的实验中：要用到打点计时器，打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50Hz，常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是 （直流电，交流电），它们是每隔 s打一个点。 （2）在“用打点计时器测速度”的实验中：除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面仪器和器材中，必须使用的有 （填选项代号） A．电压合适的50Hz交流电源                 B．电压可调的直流电源 C．刻度尺              D．秒表                 E．天平 （3）实验过程中，下列做法正确的是 A．先释放小车，再接通电源            B．先接通电源，再释放小车 C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处    D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 【变式2-3】（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 题型三 逐差法计算加速度 【例3】（20-21高二上·山东淄博·期中）如图所示是打点计时器测定匀加速直线运动加速度时得到的一条纸带，测出AB=1.2cm，BC=2.4cm，CD=3.6cm，计数点A、B、C、D中，每相邻的两个计数点之间有四个小点未画出，则： (1)根据题中所给的数据判断小车做 运动，每两个相邻计数点间时间是 s (2)根据题中所给的数据算出小车在计数点C时的瞬时速度v3 = m/s，小车的加速度为 m/s2。 【变式3-1】（22-23高三上·广东·阶段练习）在研究匀变速直线运动规律实验中打出的纸带如图所示，每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。点A对准刻度尺0刻线，从刻度尺上读出BCDE到A点距离备用，其中AD两点间距 cm，用读出的数据求打出C点时纸带的速度大小为 m/s（保留3位有效数字）；纸带运动的加速度大小为a= （保留2位有效数字）。 【变式3-2】（21-22高一下·贵州黔东南·期中）在“研究匀变速直线运动”的实验中，得到如图所示的纸带。图中的点为计数点，相邻两计数点间的时间间隔为T。则拉动此纸带的小车的加速度计算公式为a= ，打B点时刻的速度计算公式为vB= （以上两计算式均用题中或图中符号表达）。 题型四 图像法计算加速度 【例4】（20-21高一·全国·课时练习）在实验中，利用纸带上的数据得出各计数点的瞬时速度后，以速度v为纵轴，以时间t为横轴建立直角坐标系。某次实验中某同学描出的点如图所示。在直角坐标系上一共描出了10个点。 下列思考有道理的是（　　） ①这10个点无论如何也不在一条直线上，因此小车运动的v-t图线不可能为一条直线，而应为一条光滑的曲线 ②这10个点中有6个点虽然不在一条直线上，但它们在一条直线附近，只有F和B两点离这条直线太远 ③在8个点当中只有4个点能画在一条直线上（A、D、G、I），有6个点不在该直线上，这条直线肯定不能表示小车运动的规律 ④与直线偏差较小的点（C、E、H、J）可能是实验误差造成的，而与直线偏离较大的点（B、F）则可能是实验中出现错误造成的 A．①③ B．②④ C．①② D．③④ 【变式4-1】（21-22高一上·江苏苏州·阶段练习）图中的甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的，请回答下面的问题： （1）图乙是 （填“电磁”或“电火花”）打点计时器，电源采用的是 （填“交流”“交流”或“四节干电池”）。 （2）某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”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，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还有4个点未画出。 ①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，请将B、F的速度值填入下表。（结果保留3位小数） 速度 数值（） 0.479 0.560 0.640 ②以A点为计时起点，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由所画速度一时间图像求出小车加速度为 （结果保留2位小数） （3）根据速度一时间图像判断，在打A计数点时，小车的速度 m/s。（结果保留2位小数） 【变式4-2】（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 。 【变式4-3】（23-24高一上·黑龙江齐齐哈尔·阶段练习）某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中。用打点计时器记录了由静止释放被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E共5个计数点，相邻点间的距离如图甲所示，每两个相邻的计数点之间还有4个计时点未画出，电源频率为。 （1）实验时纸带的 （填“左”或“右”）端是和小车相连的； （2）根据图甲纸带上的数据，算出打点时小车的瞬时速度大小，并将值填入下表中，结果保留3位有效数字； 计数点 B C D 速度 （3）以点为计时起点，将B、C、D各点对应的瞬时速度标在直角坐标系中，并画出图线如图乙所示。由图可得小车的加速度大小为 （保留2位有效数字），图中图线与纵轴的交点的物理意义是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2.1 实验探究小车速度随时间变化的规律 知识点 1 实验原理及过程 实验原理 ①利用纸带计算瞬时速度。用平均速度表示该段中点的平均速度，公式：. ②利用描点法作出小车的，v-t图像，根据图像判断小车的运动性质图像。 实验器材 打点计时器、交流电源、纸带、一端附有定滑轮的长木板、小车、细绳、槽码、刻度尺等 实验步骤 ①把小车停在靠近计时器的位置，启动计时器然后放开小车，让它拖着纸带走，打完一条纸带后立即关闭电源。 ②增减所挂槽码，换上新纸带，重复试验两次。 【注意】实验时必须先接通电源，再释放小车；实验后必须先断开电源，再取下纸带。 知识点2 实验数据处理及误差分析 1、数据处理 ①舍掉开头一些比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个开始点来作为计时起点。 ②出v-t 图像并分析运动规律：在坐标纸上建立v-t坐标系，并根据表格中的数据在坐标系中描点。 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。 2、误差分析 ①偶然误差：纸带上计数点间距测量有误差，因此要多测几组数据，求平均值，减小误差。 ②系统误差：流电流的频率；纸带运动时所受摩擦力不均匀；木板粗糙程度不均匀。 知识点3 利用纸带求加速度 1、逐差法 各相邻计数点间的加速度分别是，，，则 2、图像法 由多组数据描绘出v-t图像，图线是一条倾斜的直线，它的斜率表示物体运动的加速度。图像法处理数据可以剔除误差较大的数据，有利于减小偶然误差。 其他测量匀变速直线运动瞬时速度、加速度的实验方案 ①纸带（频闪照片） 利用求出瞬时速度，利用求加速度。 ②光电门 利用 求经过光电门的瞬时速度，利用 求加速度。 题型一 计算某点瞬时速度 【例1】（21-22高一上·北京顺义·期末）某同学在研究物体的运动时，得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G、H、I等几个计数点。设相邻计数点的时间间隔为T，为描述物体的运动情况，可以将各计数点的瞬时速度求出来，为了求出计数点E的瞬时速度，小刚用CG段求得，小丽用BH段求得，小强用DF段求得，则最能准确反映E点运动的快慢的是（  ） A．小刚 B．小丽 C．小强 D．都很准 【答案】C 【解析】根据瞬时速度的概念 当∆t→0时，此时的平均速度可近似等于该点的瞬时速度，则∆t越小，越接近瞬时速度，则小强用DF段求得 最能准确反映E点运动的快慢。 故选C。 【变式1-1】（19-20高一上·宁夏吴忠·阶段练习）如图是一位同学利用电磁打点计时器打出的一条纸带，相邻点的时间间隔为0.02 s，纸带旁边是一把最小刻度为1 mm的直尺，则拖着纸带做直线运动的物体在AC这段时间内的平均速度为 m/s；物体运动到在B点的瞬时速度为 m/s．（小数点后保留两位数字） 【答案】 0.22 m/s 0.22（0.21-0.23）m/s 【解析】[1]根据平均速度的定义，这段时间内的平均速度就等于到的位移跟所用时间的比值，位移的大小可以从刻度尺上直接读出： 到共10个点，9个时间间隔，所以到所用的时间： 所以这段时间内的平均速度： [2]为了尽量精确地反映物体在点的运动快慢，我们尽量在靠近点的地方取得数据，例如取靠近点的左右两个点，左边点在刻度尺上的读数是1.77 cm，右边点在刻度尺上的读数是2.65 cm，那么： 两点间相隔的时间为： 所以点的瞬时速度： 【变式1-2】（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）。 【答案】 0.02 0.0070 0.1 0.100 【解析】（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 题型二 实验原理及步骤 【例2】（24-25高一上·全国·课后作业）（多选）下列关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作中，正确的是（　　） A．在释放小车前，小车要紧靠打点计时器 B．打点计时器应放在长木板有滑轮的一端 C．应先接通电源，在打点计时器打点稳定后再释放小车 D．小车停止运动后，应立即关闭电源，再取下纸带 【答案】ACD 【解析】A．在释放小车前，小车要紧靠打点计时器，这样纸带会得到充分利用，会得到更多的数据，减小实验误差，A正确； B．打点计时器应放在长木板没有滑轮的一端，B错误； C．应先接通电源，在打点计时器打点稳定后再释放小车，这样对减小实验误差有利，C正确； D．小车停止运动后，应立即关闭电源，再取下纸带，D正确。 故选ACD。 【变式2-1】（23-24高一上·新疆省直辖县级单位·期中）在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中： （1）打点计时器是利用 （填“直流”或“交流”）电源进行的计时仪器，若电源频率为，则它们每隔 秒打一个点，其中电火花打点计时器所用电压为 伏； （2）除打点计时器（含纸带，复写纸），小车，一端附有滑轮的长木板，细绳，钩码，导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有 ；（填选项代号） A．电压合适的交流电源    B．电压可调的直流电源    C．刻度尺    D．秒表    E．天平 （3）实验过程中，下列做法正确的是 。 A．先释放小车，再接通电源 B．先接通电源，再释放小车 C．将接好纸带的小车停在靠近长木板滑轮处 D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 【答案】 交流 0.02 220 AC/CA BD/DB 【解析】（1）[1]打点计时器是利用交流电源进行的计时仪器。 [2]若电源频率为，则它们每隔 秒打一个点。 [3]电火花打点计时器所用电压为220伏。 （2）[4] AB．必须使用的有电压合适的交流电源，使打点计时器能正常工作，A正确，B错误； C．纸带上计数点间的距离需要测量，因此必须使用刻度尺，C正确； D．打点计时器记录了时间，因此不需要秒表，D错误； E．钩码和小车都不需要测量质量，因此不需要天平，E错误。 故选AC。 （3）[5] A．先释放小车，再接通电源，这样在纸带上会打出很少的点，纸带的利用率很低，会产生较大的实验误差，A错误； BD．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车，纸带会得到充分的利用，纸带上会得到更多的数据，以减小实验误差，BD正确； C．将接好纸带的小车停在靠近长木板滑轮处，纸带上会打出很少的点，会增大实验误差，C错误。 故选BD。 【变式2-2】（23-24高一上·山东枣庄·期末）（1）在“用打点计时器测速度”的实验中：要用到打点计时器，打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50Hz，常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是 （直流电，交流电），它们是每隔 s打一个点。 （2）在“用打点计时器测速度”的实验中：除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面仪器和器材中，必须使用的有 （填选项代号） A．电压合适的50Hz交流电源                 B．电压可调的直流电源 C．刻度尺              D．秒表                 E．天平 （3）实验过程中，下列做法正确的是 A．先释放小车，再接通电源            B．先接通电源，再释放小车 C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处    D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 【答案】 交流电 0.02 AC/CA BD/DB 【解析】（1）[1]常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是交流电。 [2]电源频率为50Hz，则每隔 打一个点。 （2）[3] AB．电压合适的50Hz交流电源，A正确，B错误； C．刻度尺用来测纸带上计数点间的距离，C正确； D．打点计时器就是计时仪器，不需要秒表，D错误； E．实验是“用打点计时器测速度”的，因此不需要天平测小车的质量，E错误。 故选AC。 （3）[4] A．先释放小车，再接通电源，这样纸带利用率很低，纸带上会得到很少的数据，会产生较大的实验误差，A错误；   [2] B．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，纸带上会得到更多的数据，会减小实验误差，B正确； CD．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，小车会在长木板上运动更长的距离，纸带上会打出更多的计数点，从而得到更多的数据，C错误，D正确。 故选BD。 【变式2-3】（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 【解析】（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。 题型三 逐差法计算加速度 【例3】（20-21高二上·山东淄博·期中）如图所示是打点计时器测定匀加速直线运动加速度时得到的一条纸带，测出AB=1.2cm，BC=2.4cm，CD=3.6cm，计数点A、B、C、D中，每相邻的两个计数点之间有四个小点未画出，则： （1）根据题中所给的数据判断小车做 运动，每两个相邻计数点间时间是 s （2）根据题中所给的数据算出小车在计数点C时的瞬时速度v3 = m/s，小车的加速度为 m/s2。 【答案】 匀加速 【解析】（1）[1] AB=1.2cm，BC=2.4cm，CD=3.6cm，可知相邻计数点之间的距离为 因此小车做匀加速直线运动。 [2] 频率为50Hz，则打点的时间间隔为0.02s，每相邻的两个计数点之间有四个小点未画出，则相邻两个计数点之间的时间间隔为 （2）[3] 计数点C时的瞬时速度 [4] 小车的加速度 【变式3-1】（22-23高三上·广东·阶段练习）在研究匀变速直线运动规律实验中打出的纸带如图所示，每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。点A对准刻度尺0刻线，从刻度尺上读出BCDE到A点距离备用，其中AD两点间距 cm，用读出的数据求打出C点时纸带的速度大小为 m/s（保留3位有效数字）；纸带运动的加速度大小为a= （保留2位有效数字）。 【答案】 5.85 0.233 0.75 【解析】[1]刻度尺的最小分度为1mm，要估读到毫米下一位，D点读数为5.85cm，AD两点间距为 5.85cm [2]相邻计数点的时间间隔为 匀变速直线运动某段中间时刻速度等于该段的平均速度，C点的速度等于BD段的平均速度，打出C点时纸带的速度大小为 [3]根据逐差法求纸带运动的加速度为 【变式3-2】（21-22高一下·贵州黔东南·期中）在“研究匀变速直线运动”的实验中，得到如图所示的纸带。图中的点为计数点，相邻两计数点间的时间间隔为T。则拉动此纸带的小车的加速度计算公式为a= ，打B点时刻的速度计算公式为vB= （以上两计算式均用题中或图中符号表达）。 【答案】 【解析】[1]根据可得 所以 [2]根据匀速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度可得 题型四 图像法计算加速度 【例4】（20-21高一·全国·课时练习）在实验中，利用纸带上的数据得出各计数点的瞬时速度后，以速度v为纵轴，以时间t为横轴建立直角坐标系。某次实验中某同学描出的点如图所示。在直角坐标系上一共描出了10个点。 下列思考有道理的是（　　） ①这10个点无论如何也不在一条直线上，因此小车运动的v-t图线不可能为一条直线，而应为一条光滑的曲线 ②这10个点中有6个点虽然不在一条直线上，但它们在一条直线附近，只有F和B两点离这条直线太远 ③在8个点当中只有4个点能画在一条直线上（A、D、G、I），有6个点不在该直线上，这条直线肯定不能表示小车运动的规律 ④与直线偏差较小的点（C、E、H、J）可能是实验误差造成的，而与直线偏离较大的点（B、F）则可能是实验中出现错误造成的 A．①③ B．②④ C．①② D．③④ 【答案】B 【解析】①②③由于实验存在误差或错误，所以这10个点中有8个点不可能完全在一条直线上，但紧挨在一条直线附近，只有F和B两个点离这条直线远，用倾斜直线进行连接，这条直线通过大部分的点，不在直线上的点两侧分布均匀，此条直线可表示小车运动的规律，①③错误②正确。 ④在直线通过大多数的点，与直线偏差较小的点（C、E、H、J）可能是实验误差造成的，而与直线偏离较大的点（B、F）则可能是实验中出现错误造成的，④正确。 故选B。 【变式4-1】（21-22高一上·江苏苏州·阶段练习）图中的甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的，请回答下面的问题： （1）图乙是 （填“电磁”或“电火花”）打点计时器，电源采用的是 （填“交流”“交流”或“四节干电池”）。 （2）某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”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，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还有4个点未画出。 ①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，请将B、F的速度值填入下表。（结果保留3位小数） 速度 数值（） 0.479 0.560 0.640 ②以A点为计时起点，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由所画速度一时间图像求出小车加速度为 （结果保留2位小数） （3）根据速度一时间图像判断，在打A计数点时，小车的速度 m/s。（结果保留2位小数） 【答案】 电火花 220 0.400 0.721 0.78 0.33 【解析】（1）[1]图乙是电火花打点计时器。 [2]电源采用的是交流。 （2）①[3]在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出，可知纸带上相邻两个计数点间的时间间隔是 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B点的速度为 [4]可得F点的速度为 ②[5]以A点为计时起点，将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线，如图所示。 ③[6]由速度一时间图像求出小车加速度为 （3）[7]由速度一时间图像判断，在打A计数点时，小车的速度 【变式4-2】（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 。 【答案】A B CD/DC 0.400    0.803m/s2 【解析】（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 【变式4-3】（23-24高一上·黑龙江齐齐哈尔·阶段练习）某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中。用打点计时器记录了由静止释放被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E共5个计数点，相邻点间的距离如图甲所示，每两个相邻的计数点之间还有4个计时点未画出，电源频率为。 （1）实验时纸带的 （填“左”或“右”）端是和小车相连的； （2）根据图甲纸带上的数据，算出打点时小车的瞬时速度大小，并将值填入下表中，结果保留3位有效数字； 计数点 B C D 速度 （3）以点为计时起点，将B、C、D各点对应的瞬时速度标在直角坐标系中，并画出图线如图乙所示。由图可得小车的加速度大小为 （保留2位有效数字），图中图线与纵轴的交点的物理意义是 。 【答案】 左 打点时小车的瞬时速度大小 【解析】（1）[1]由于小车由静止释放，做加速运动，则有纸带左端与小车相连。 （2）[2]纸带上每两个相邻的计数点之间还有4个计时点未画出，电源频率为，可知纸带上相邻两计数点间的时间间隔为 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）[3]v−t图像斜率大小表示加速度大小，则有 [4]由于点为计时起点，则图线与纵轴交点为0时刻的瞬时速度大小，即打点时小车的瞬时速度大小。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$