实验1 探究小车速度随时间变化的规律-【勤径学升】2026年高考物理一轮总复习教师用书

回 高考一轮总复习·物理 车头之间相距d一94m,现在A车司机有两个选 联立解得A车的最小加速度为a= m/s。 择,一是放弃超车,驶回与B相同的车道,而后减 速行驶;二是加速超车,在B与C相遇之前超过B (2)A车加速超车最长时间为 车,不考虑变道过程的时间和速度的变化。 d-L94-4 乙.一 _C + 10+8-58 A车安全超车,根据运动学公式有 v+:-:+I+L, (1)若A车选择放弃超车,回到B车所在车道,则 解得A车能够安全超车的加速度至少为 A车至少应该以多大的加速度匀减速刹车,才能 _m/翻 避免与B车相撞。 (2)若A车选择加速超车,求A车能够安全超车 (3)C车做匀减速运动最长时间为 的加速度至少多大。 L+L26+4 (3)若A车选择超车,但因某种原因并未加速,C车 司机在图示位置做出反应(不计反应时间),则C车 减速的加速度至少多大才能保证A车安全超车。 A车安全超车,根据运动学公式有 解析 (1)若A车选择放弃超车,回到B车所在 车道,当两车速度相同时,A恰好追上B,此时A 加速度最小,根据运动学公式有以一a,1.一 解得C车减速的最小加速度为a.-1m/s 答案(1)/}(2)}/{} (3)1m/s 实验一 探究小车速度随时间变化的规律 >对应学生用书P17 实验技能储备 原理装置图 操作要领 打点 (1)平行:细绳、纸带与长木板平行 纸接电计时器 (2)靠近:小车释放前,应靠近打点计时器的位置 (3)先后:实验时先接通电源,后释放小车;实验后先 _____ 断开电源,后取下纸带 # (4)防撞:小车到达滑轮前让其停止运动,防止与滑轮 相撞或掉下桌面摔坏 ①不需要平衡摩擦力 (5)适当;悬挂码要适当,避免纸带打出的点太少或 ②不需要满足悬挂糟码质量远小于小车质量 过于密集 数据处理 注意事项 (门)利用逐差法求解平均加速度 (1)实验中先接通电源:后让小车运动,实验完毕应先 .三 .. 37^{} 37^{} 37{ 断开电源后取纸带 +a+ax.十x十x-x-x.-x (2)小车到达长木板末端前应让小车停止运动,防止 9T{} 3 小车落地和小车与滑轮相撞 (3)选纸带时应选点迹清晰的,且舍去打点密集部分 2T (4)注意区别计时点和计数点,明确计数点间的时间 (3)利用速度一时间图像求加速度 间隔 ①作出速度一时间图像,通过图像的斜率求解物体的 (5)作图像时,横、纵坐标轴单位的选取要适当,同时 加速度 注意连线的原则 ②剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度 2. 30 第一章 运动的描述 变速直线运动 同 考点 教材原型实验 典例剖析 针对训练 [例1] (2024·吉林白城线考期末)在用打点计时 1.在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到 器研究小车做匀变速直线运动的实验中,某同学扫 一条用打点计时器打下的纸带如图所示,并在其上 出的一条纸带如图所示。已知打点计时器每隔 0.02s打一个点,他以0点为起点,以后每5个点 取A、B、C、D、E、F、G.7个计数点,每相邻两个计 取一个计数点,依次标为1、2、3、4、5、6,并且测得 数点间还有4个点没有画出,打点计时器接周期为 x.-1.40 cm.x-1.90 cm.x-2.39 cm.x T.-0.02s的交流电源。 2.89 cm.x.-3.40 cm.x.-3.90 cm(计算结果均 4:) 保留3位有效数字)。 (1)该实验使用了电火花计时器,关于电火花计时 他经过测量并计算得到打点计时器在打B、C、D 器的使用,下列说法正确的是 (单 E、F各点时物体的瞬时速度如表所示: 选)。 对应点 C D B A.电火花计时器使用的是8V左右的直流电源 B.在实验操作中,先让物体运动,后接通电源 速度/(m·$) 0.122 o.164 0.205 0.250 0.280 C.在同一纸带上打的点越密,说明物体运动的速度 (1)计算v:的公式为v= 越小 (用已知量 (2)根据题中所给的数据算出打计数点5时的瞬时 字母表示)。 速度v=__m/s。 (2)根据表中记录的数据,作出v-/图像。令B点 (3)根据题中所给的数据算出小车的加速度为a 为计时起点,物体的加速度。二 m/s{。 m/s。 解析 r (1)电火花计时器使用的是220V的交流电 源,故A错误;为了避免纸带上出现大量的空白段 落,在实验操作中,先接通电源,后让物体运动,故 B错误;由于打点时间间隔相同,在同一纸带上打 的点越密,相邻点迹位移越小,则说明物体运动的 速度越小,故C正确 (3)如果当时电网中交流电的频率是/一51Hz:而 (2)由于每5个点取一个计数点,则相邻计数点之 做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实 间的时间间隔为T-5×0.02s-0.1s 际值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”) 打计数点5时的瞬时速度 解析(1)每相邻两个计数点间还有4个点,故相 2T m/s-0.365m/s. 2X0.1 邻的计数点之间的时间间隔为T一5T。一0.1s,利 (3)根据逐差法可知,加速度为 #0 用匀变速直线运动的推论得口一 (x.十x十x)一(x十x.十x) 9T (2)作出v一/图像如图所示,根据图线斜率可解得 代入数据解得a-0.500ms” a-40.280-0.150 答案(1)C(2)0.365(3)0.500 -0.38-0.07 △f m/s~0.42m/s。 31 同 高考一轮总复习·物理 ./(ms) 的距离为x.,B、D两点间的距离为x。,已知打点计 0.300= 时器所用的交流电源的频率为/,则打点计时器在 0.250 纸带上打下B点时小车运动的瞬时速度大小v。 0.200{ ;小车运动的加速度a=__。 0.150 0.100 (3)如图a、b所示是两位同学用同一组实验数据 0 0.1 0.2 0.3 0.4ils 分别作出的小车运动的v一1图像,你认为作图正 (3)如果在某次实验中,交流电的频率为51Hz> 确的是 50 Hz,则实际打点周期变小,由△x=aT^{*}得,加速 ## 度的测量值与实际值相比偏小。 {(1 答案 (2)见解析图 0.42 (3)偏小 2.某实验小组同学利用电磁打点计时器做“测定匀变 解析 速直线运动的加速度”的实验。装置如图甲所示: (1)为保证速度从零开始计时,便干之后选 在调整好仪器后,正确操作得到点迹清晰的纸带。 取计数点打点。应先接通电源再释放纸带,故A 打点 #雄打。 错误;重物的质量要远远小于小车的质量,故B正 确;本实验只测加速度,不需要补偿阻力,故C错 ·4:)# 误;实验前要调整滑轮高度使细线与木板平行,要 甲 乙 平衡摩擦力,故D正确。 (1)关于该实验,下列说法正确的是 (2)由匀变速直线运动规律可知,某段时间的中问 A.打点时先释放纸带再接通电源 时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度,有 B.应使重物的质量远小于小车的质量 ,解得 2由x:-:-2aT* C.应消除小车和长本板间的摩擦阻力的影响 (。一))/ D.应调整滑轮高度使连接小车的细绳与长木板 解得a- . 平行 (3)图a中让大多数点落在这条直线上将异常的点 (2)如图乙所示是某同学一次实验得到小车运动情 舍弃掉,故选a。 况的纸带,他进行如下数据处理;在纸带上连续选 ##(_) (3)a 取六个计时点A、B、C、D、E、F并测得A、C两点间 考点 探索创新实验 角度创新 电头 纸 遮光片光电门光电门 1.高考启示 高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材,是在教 山纸带求速度 材实验的基础上创设新情景。因此,要在夯实教材 _ 由遮光片的宽度和遮片 光时间A,求速度 实验的基础上注意迁移和创新能力的培养,善于用 教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题。 (2)获得加速度方法的改进 2.对本实验改进创新的方法 靠重物的拉力获得加速度一→长木板倾斜靠重力 (1)实验器材的改进及速度的测量方法(如图) 获得加速度,如图甲、乙所示。 2. 32 第一章 运动的描述 匀变速直线运动 打点计时器 完成下列填空: 光片 潜块/光电门甲 (1)用4表示滑块下滑的加速度大小,用,表示挡 #ō电门乙 光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小,则 与v、a和△的关系式为一。 1 乙 (2)由图可求得,三 cm's.a (3)用频闪照相的方法、滴水法或光电计时器代替 (结果保留3位有效数字) 打点计时器。 解析(1)设挡光片末端到达光电门的速度为v. 通过以上装置的改进,能最大限度地减少因长木板 则由速度时问关系可知v-v+a△,且-□十”. 和打点计时器的限位孔的阻力而导致的小车加速 2-: 度不恒定,使小车尽可能做匀加速直线运动,以提 高实验的精确度。 (2)由图像可求得.-52.1cm/s 典例剖析 180×10cm/s*~8.3 cm. [例2] 某同学研究在固定斜面上运动物体的平均 即a-16.6cm/s)。 速度、瞬时速度和加速度之间的关系。使用的器材 答案 (1)+△ (2)52.1 16.6(15.8-16.8) 有;斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计 时器。 针对训练 拙光片 _ △- 门 运动方向 3.(2022·辽亭卷)某同学利用如图所示的装置测量 游 前 重力加速度,其中光概板上交替排列着等宽度的遍 1! 乙 光带和透光带(宽度用d表 遮光带□透光带 实验步骤如下: 示)。实验时将光概板置于 ①如图甲,将光电门固定在斜面下端附近;将一挡 光电传感器上方某高度,令 光片安装在滑块上;记下挡光片前端相对干斜面的 其自由下落穿过光电传感 位置,令滑块从斜面上方由静止开始下滑; 器。光电传感器所连接的计 ②当滑块上的挡光片经过光电门时,用光电计时器 算机可连续记录遮光带、透光带通过光电传感器的 测得光线被挡光片遮住的时间A 时间间隔△ ③用△.表示挡光片沿运动方向的长度,如图乙所 (1)除图中所用的实验器材外,该实验还需要 示,v表示滑块在挡光片遮住光线的△i时间内的平 (选填“天平”或“刻度尺”)。 均速度大小,求出v; (2)该同学测得遮光带(透光带)的宽度为4.50cm ①将另一挡光片换到滑块上,使滑块上的挡光片前 记录时间间隔的数据如表所示。 端与①中的位置相同,令滑块由静止开始下潜,重 编号 1遮光带 2遮光带 复步骤②、③; 3遮光带 73.04 38.67 △/(×10s) 多次重复步骤④ 30.00 利用实验中得到的数据作出v一△r图像,如图 根据上述实验数据,可得编号为3的遮光带通过光 所示. 电传感器的平均速度大小为 m/s(结果保 fem') 53.6 留两位有效数字)。 I 一特 (3)某相邻遮光带和透光带先后通过光电传感器的 时间间隔为△t、△。,则重力加速度g= 52._ (用d、△,△z:表示). 52._ (4)该同学发现所得实验结果小于当地的重力加速 50 100 150 200A/m 度,请写出一条可能的原因: 33 回 高考一轮总复习·物理 解析(1)该实验测量重力加速度,不需要天平测 (2)根据表中数据,得到小车平均速度v随时间A 质量,缩要用刻度尺测量遮光带(透光带)的宽度。 的变化关系,如图(c)所示,在题图中补全实验点。 (2)根据平均速度的计算公式可知 ic.-) -d4.5×10-: △30x10m/s=1.5m/s。 (3)根据匀变速直线运动平均速度等于中间时刻的 速度,有v二 , d △ () -2 (3)从实验结果可知,小车运动的v二A可视为一 2d(△.-△。) 可得g-△△(△十△。)。 条直线,此直线用方程o一A十表示:其中 cms.b一 cm/s。(结果均保留 (4)光概板的长度明显,下落过程中受到空气阻力 3位有效数字) 的影响,所以坚直向下的加速度小于重力加速度。 (4)根据(3)中的直线方程可以判定小车做匀加速 答案(1)刻度尺 2d(△-△t) (2)1.5(3)- 直线运动,得到打出A点时小车的速度大小v △.t(△十△。) ,小车的加速度大小a-__。(结果 (4)光栅板受到空气阻力的作用 用字母、6表示) 4.(2023·全国甲卷)某同学利用如图(a)所示的实验 解析 装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关 eu,s) 系。让小车左端和纸带相连,右端用细绳跨过定涩 2苦 轮和钩码相连。钩码下落,带动小车运动,打点计 时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据 如图(b)所示。 65 江点时器 0 0.10.2 03 0.4 0.5 0.6 A1s #7~#0# (1)由题图(b)中纸带的相关数据可知Aran-6.60cm & +8.00cm+9.40cm=24.00cm.由平均速度的定义可 () Ax24.00 cm-80.0 cm's。(2)将坐标点 66080094010.901240 知一 3T 0.3s , (0.3s.80.0cm/s)在图中描点,如图所示。(3)将图中 (h) 单位:n 的实验点用直线拟合,如图所示,可知斜率 (1)已知打出图(b)中相邻两个计数点的时间间隔 101.o cm/s-59.0 cm/s-70. 0 cm s*,截距 b= 0.68 均为0.1s。以打出A点时小车的位置为初始位 59.0cm/s。(4)小车做匀变速直线运动,有x一v.(+ 置,将打出的B、C、D、E、F各点时小车的位移A 填到表中,小车发生对应位移所用时间和平均速度 分别为△和v。表中△rn=_cm,vn= 即打出A点时小车的速度大小u一b,小车的加速度 cms。 大小a满足。a一人,即-2次。 位移区间 AB AC AD AE AF 答案 (1)24.00 80.00(2)见解析图 6.60 △r(cm) 14.60 △r 34.90 /4730 (3)70.0 59.0 (4)b 2h 66.0 073.0 873 (cm/s) 94.6 2.34