实验一 测量做直线运动物体的瞬时速度-【金榜题名】2026年高考物理一轮总复习

第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究 [对点训练] A.6-”+L+1 3.(2022·全国甲卷)长为1的高速列车在平直 2a U 轨道上正常行驶，速率为%，要通过前方一长 B.0-+L+21 a 为L的隧道，当列车的任一部分处于隧道内 C. 3(0-w)1L+l 时，列车速率都不允许超过v(<o).已知列 2a U 车加速和减速时加速度的大小分别为a和2a, D. 3(0-v)L+2l 则列车从减速开始至回到正常行驶速率所 0 用时间至少为 请完成提分集训（三） 实验一测量做直线运动物体的瞬时速度 知识储备 夯基 原理装置图 操作要求 注意事项 1.平行：细绳、纸带与长木板 1.按原理图安装好实验装置，打 小车 纸带电源插头 平行. 点计时器固定在长木板无滑轮 2.靠近：小车从靠近打点计时器 的一端。 的位置释放. 2.细绳一端拴在小车上，另一端 3.先后：先接通电源后释放小车， 跨过滑轮挂上槽码，纸带穿过 先关闭电源后取下纸带 打点计时器 打点计时器固定在小车的 4.防撞：在到达长木板末端前让 槽码 后面. 小车停止运动，防止槽码落地 1.不需要补偿摩擦力. 3.把小车停在靠近打点计时器 及小车与滑轮相撞， 2.不需要满足悬挂槽码质量远小 处，接通电源后，释放小车. 5.适当：悬挂的槽码要适当，避免 于小车质量. 4.增减槽码的质量，按以上步骤 纸带上打出的点太少或过于 再做两次实验. 密集 1.用“平均速度法”测速度 瞬时速度没法直接测量，因此根据极限的思想，可通过测量对应的很短时间内的平均速度来测 瞬时速度.在公式v=中，当△0时v是瞬时速度. △t 2.匀变速直线运动的速度测量 数据 在匀变速直线运动中，某段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间的平均速 处理 度，故打第n个点时纸带的瞬时速度为，=山 2T 3.记录小车在几个时刻的瞬时速度，在直角坐标系中作出v一t图像. 小车运动的。一t图像是一条倾斜的直线，可以得出结论：小车的速度随时间 均匀变化. 11 金榜题名 创新高考总复习物理 核心考点 000 研磨 考点一教材原型实验 [对点训练 1.由纸带计算某点的瞬时速度 1.(2023·浙江1月选考节选)在“探究小车速度 根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度 随时间变化的规律”的实验中，实验装置如图 等于该段时间中间时刻的瞬时速度，即 甲所示。 ,=出来计算」 2T 2.利用纸带求物体加速度的两种方法 (1)逐差法 图甲 根据x4一C1=x5一x2=x6一x3=3aT2(T为 (1)需要的实验操作有 (多选)： 相邻计数点之间的时间间隔)，求出a1= A.调节滑轮使细线与轨道平行 x4一x1 3T2 2二2 32一—三、然专灵直 B.倾斜轨道以补偿阻力 C.小车靠近打点计时器静止释放 a=a1十a2十a-x4十s十6)-（十x2十x3) D.先接通电源再释放小车 9T2 (2)经正确操作后打出一条纸带，截取其中一 即为物体的加速度. 段如图乙所示.选取连续打出的点0、1、2、3、4 注意：在数据处理时可以对纸带重新分段，把6 为计数点，则计数点1的读数为 cm. 段距离分为“前三”和“后三”，“后三”减“前三” 已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz, 也为相邻相等时间间隔内的位移差，时间间隔 则打计数点2时小车的速度大小为 m/s 为3T (结果保留三位有效数字). (2)图像法 0 1 2 3 4 利用，+山求出打各点时纸带的瞬时 mwwwwimmmmm可imwwwwmwimmmmmw向 2T 0cm12345678 9101112 速度，然后作出v一t图像，用v一t图像的斜率 图乙 求物体运动的加速度， 考点二拓展创新实验 [例1](2025·荆州期末)某同学利用如图1 1.高考启示 所示装置“探究小车速度随时间变化的规律”. 高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材，是 在教材实验的基础上创设新情景.因此，要在 夯实教材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， 图1 2.情景拓展 C D 单位：cm (1)实验器材及速度的测量方法的改进 3.824.625.45t6.29十7.12 7.92 电源插头 图2 光光电门光电门 轻 (1)图1所示的打点计时器所用的电压为 d A 细线 轮 (填“交流220V”或“直流220V”): 物 替代 (2)该同学开始实验时，先释放小车再接通电 重物 源，该同学实验操作中不恰当的地方是 由遮光条的宽度d和遮 (3)该同学在实验中使用频率为50Hz的打点 光条挡光时间△求速 由纸带求速度，=+ 计时器，获得的纸带如图2所示，其中相邻两 度品 2T 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 (2)获得加速度方法的改进 度为 m/s,小车的加速度大小为 长木板倾斜，靠小车的重力获得加速度（如图 m/s2(均保留两位有效数字). 甲、乙所示)心靠重物的拉力获得加速度。 12 第一章运动的描述匀变速直线运动的研究 打点计时器 [例3](2023·全国甲卷)某同学利用如图(a) 小车 纸带 遮光条 滑块c光电门 所示的实验装置探究物体做直线运动时平均 光电门B 速度与时间的关系.让小车左端和纸带相连， 右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连.钩码下 甲 乙 落，带动小车运动，打点计时器打出纸带.某次 (3)计时方法的改进 实验得到的纸带和相关数据如图(b)所示. 采用频闪照相法和滴水法获得两点间的时间 打点计时器 小车 间隔替代打点计时器 滴水计时器 木板 小车 纸带 钩码 重物 (a) (1)已知打出图(b)中相邻两个计数点的时间 间隔均为0.1s.以打出A点时小车的位置为 02343 初始位置，将打出B、C、D、E、F各点时小车的 丙频闪照相法 丁滴水法 位移△x填到表中，小车发生对应位移所用时 [例2](2025·金华月考)某实验小组利用如图 间和平均速度分别为△1和.表中△xAD 甲所示的实验装置来探究滑块做直线运动的 cm,VAD cm/s. 快慢问题.滑块上的左右端各有一个完全一样 -6.60-8.00--9.40 -10.90 12.40 的遮光板.光线被遮光板遮挡时，传感器会输 B 出高电压 单位：cm 计算机 (b) 光电传感器 气垫导轨 滑块遮光板1湾光板2 位移区间 AB AC AD AE AF △x(cm)】 6.60 14.60 △IAD 34.9047.30 钩码 v(cm/s) 66.0 73.0 VAD 87.394.6 图甲 (2)根据表中数据，得到小车平均速度随时 间△1的变化关系，如图(c)所示，在所给的图 中补全实验点。 ↑(cm·8） 105H 图乙 95 如图丙所示，用游标卡尺测量遮光板的宽度 85 d= mm.挂上钩码后，将滑块由如 75 图甲所示位置释放，滑块在细线的牵引下向左 做直线运动，遮光板1、2分别经过光电传感器 65 时，通过光电传感器和计算机得到的图像如图 乙所示，若t1、t2、t3、t4和d已知，则遮光板2 0 0.10.20.30.40.50.6△ts 在经过光电传感器过程中的平均速度为 (c) (用已知量的字母表示) (3)从实验结果可知，小车运动的一△t图线 可视为一条直线，此直线用方程)=k△t十b表 示，其中k cm/s2,6= cm/s 0 cm (结果均保留三位有效数字). 10 20 (4)根据(3)中的直线方程可以判定小车做匀 加速直线运动，得到打出A点时小车的速度大 遮光 小VA ,小车的加速度大小a= 图丙 (结果用字母k、b表示). 13 金榜题名创新高考总复习物理 [对点训练] A、B、C、D四段纸带回答：在B、C、D三段纸 2.(2024·广东潮州期中)在“探究小车速度随时 带中选出从纸带A上撕下的那段应该是 间变化规律”的实验中： ● 36.0mm44.0mm B 甲 乙 54.0mm (1)乙图的打点计时器工作电压为 (填 “交流”或“直流”) V.若提供的实验器 60.0mm 材中同时有甲乙两图所示的打点计时器，优先 D 选用图（填“甲”或“乙”）： 68.0mm (2)下列操作中正确的有 (4)小兰同学打出的一条纸带如图所示，A、B C、D、E为在纸带上所选的计数点，相邻计数 A.打点计时器应安装在长木板的有滑轮一端 点间的时间间隔为0.1s.则实验时纸带的 B.在释放小车前，小车要靠近打点计时器 端是和小车相连的.（填“左”或 C.应先接通电源，后释放小车 “右”)：打点计时器打下C点时小车的速度大 D.两相邻测量点间的时间间隔必须是0.1s 小为 m/s.(结果保留小数点后一位) E.用v一t图线处理数据时，必须用平滑的曲 C D E 线连接所有的点 12.00 (3)小明同学在实验中得到了几条较为理想的 单位：cm 26.00 纸带，已在每条纸带上每5个点取一个计数 42.00 60.00 点，依打点先后编为0、1、2、3、4.由于不小 请完成提分集训（四） 心，纸带被撕断了，如图所示.请根据给出的 微专题一 测重力加速度的几种方法 方法1 利用打点计时器测量 (1)请指出该同学在实验操作中存在明显错误 或不当的两处写出来： [例1]某同学利用打点计时器测量学校实验 室所在地的重力加速度，实验装置如图甲 (2)纠正以后，所用电源的频率为50Hz,重新 所示. 正确实验，取一条合适的纸带，现已测出所打 将纸带由 点的间距如下：xo4=2.35cm、xB=2.74cm、 静止释放 xBc=3.13 cm,xp=3.51cm、xDB=3.91cm、 打点计 xF=4.29cm,请你根据以上这条纸带求重力 时器 加速度g m/s2.(结果保留两位有效 数字)； 04BG0 单位：cm (3)该同学又查询了文献资料，可知学校实验 学生电源 重物 室所在地的重力加速度为9.8m/s2,你认为该 图甲 同学出现误差的原因可能是 (只 填一个) 14(4)方法一：分段法，根据上述计算可知，物体上升到最高点的时：对点训练 间t1=2s 3,选C由题知当列车的任一部分处于隧道内时，列车速率都不允 许超过(<)，则列车进隧道前必须减连到，若用时最少，则 物体从最高点落回地面的时间H=gt 列车先匀减速到v进入隧道，再在醒道中匀速运动，出了遵道再 ②Hm=3 匀加速到，则列车减速运动时，有一一2l1 解得1=N 解得1=码二 Za 落回地面的总时间1s=11十1=5s 方法二：全程法，把整个过程看成匀减速运动·以抛点为坐标原 在隧道内逃运动所用时间，一L士 点，竖直向上为正方向，则有一h=物1一2gt 列本尾都出隧道后加速到速率，有西=v十 解得1=一18（会去），1=58 解得1=西一 (5)当物体在抛出点上方时，即h=15m 则列车从减速开始至回到正常行驶速率的所用时间至少为 根搭匀变速运动规律h=o1一气g 1=十h十，=3+L+,故选预C正确 解得1=1s或1=3s 实验一测量做直线运动物体的瞬时速度 同理，当物体在批出点下方时h=一15m 1 核心考点研磨 报搭h=1一之8 考点一 解得t=(2+√7)s或1=(2一√7)s(含去) [例1门【解析】(1)电火花打点计时器使用电压为220V交流 【答案】(1)2s(2)45m(3)4s(4)5s(5)1s3s 电源. (2)为了充分利用纸带，应这先接通电源，再释放小车， (2+T)s (3)实验中使用频率为50Hz的打点计时器，纸带上相邻两个计 对点训练 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 2.选ADAB.根据题意设小球经过A点时的速度为v,经过B点 时的速度为2，由句变速运动规律，可得42一2=4gh 为T=×5=高=0,1 得=亨 根据匀变逢远动中间时刻的醉时達度等于这段时间内的平均递 度，因此打C点的醉时速度 又话-=2gh =A-=462t5.45X10”m/s=0.50m/ 2T 2×0.1 由此可得砖-智动 根据“逐差法”，小车加建度 小球上升至最高点话=2H=号动 4-十十)-十+) 9T 10 =6.29+7.12+7.92-3.82-4.62-5.45×102m/ 解得初造度购√得h,H=子力 9×0.19 =0.83m/s 故A正确，B错误： 【答案】交流220V应该先接通电源再释放小车0.50 C.小球从P点抛出再回到P点轻历的时间12,0 0.83 对点训练 故C错误： 1,解析：(1)实险需要调节滑轮使如线与轨道平行，A正痛：斌实验 只要使得小车加递运动即可，不需要领斜轨道补偿阻力，B错误： D.因为矿=青gh 为了充分利用纸希，则小车靠近打点计时器静止释放，先接通电 原再释放小车，C,D正确。 可得=√受 (2)计数点1的读数为2.75Cm.已知打点计时器所用交流电源 的频率为50Hz,打点周期T=0.02,打计数，点2时小车的速度 从流高点下落到B点所需的时同-阳= h 大小为中=2行 3=(8.65-2.75)×10- m/s=1.48m/s 0.04 故D正骑.故选AD 答案：(1)ACD(2)2.75(2.702.80)1.48(1.45~1.50) 考点三 考点二 [例3]【解析】(1)①根据速度位移关系可得 [例2]【解析】由丙图可知，游标卡尺的读数为 209 d=10mm+15×0.05mm=10.75mm 由题可知，滑块做加速度运动，测通过相同距离所用时间减小，所 即甲车制车到停下通过的距离为100m: 以遮光板2在经过光电传感器过程中所用时间为一14一专 所以平均逢度为口= d ②甲车从制车到停下来的时间为6=碧=罗。=10： -6 a 当甲车停下时，乙车也刚好停下，此过程乙车的位移为 【答案】10.75 d f。=w4+号6。-)=120m<十d=132m [例3]【解析】(1)由题图(b)中纸带的相关数搭可知△xD= 6.60cm十8,00cm+9,40cm一24.00cm,由平均速度的定义可 可知甲车先停下，乙车后停下，当乙车减速到甲车停下位置刚好速 △x0-24.00 cm/s=80.0 cm/s. 度为0时，乙车利车减速的加遮度最小，则有少十7 6 知D如=3T 0.3 =十d (2)将坐标点(0.3s,80.0cm/s)在图中描点，如图所示， 解得a'=2.17m/s2 em·s 105 (2)设甲车制车最长时间为1，副当甲车再次加速到20m/s时两 车怡好未相撞，根据对称性可知甲车减速阶段和加逸阶段的位 95 移均为西1=2=西4一之a听 5 乙车的位移为x3=·2山 75 由位移关系有x1十：十d=r 65 解得t1=4s 【答案】(1)①100m②2.17m/s(2)4s 00.10.20.30.40.50.64 527 (3)将图中的实脸点用直线叔合，如上图所示，可知斜率k= 根据匀变逢直践运动的规律 101.0-50.0cm/g-70.0cm/g2,藏距b=59,0cm/ 0.6 功晋-880品64×10m/=2.48m 2×0.04 4)小奉微匀变追直线运功，有r一1什22，变形可得号 故填2.48： (3)水滴下落时要受空气祖力作用，这可能是导致实验测得数据 可=防十2，故小车在1=0时，即打出A点时小车的逵度大小 与手机加速度传感器测量有差别的原因之一，故填存在空气 阻力， =6:小车的加速度大小a满足a=k,脚a=2, 答案：(1)0.04(2)9.692.48(3)存在空气阻力 【答案】(1)24.0080.0(2)如解析图所示(3)70.059.0 [例4们【命题意图】本题考查重力加速度测量实险及其相关知 (4)b2k 识点， 对点训练 【解析】(1)该实验测量重力加连度，不需要天平测质量：需要 2.解析：(1)乙图为电火花计时器，所用电压为220V的交流电压， 用刻度尺测量遮光带（透光帝）的宽度，故需要刻度尺： 电火花计时暑相较于电磁打点计时器阻力小，所以优先选用电 (2)根据平均速度的计算公式可知， 火花计时器. 编号为3的遮光带通过光电传感器的平均速度大小为 (2)A,打点计时器应安装在长木板没有滑轮的一端，故A错误： B.在释放小车前，小车要靠近打点计时器，故B正确： d=4.5×102m-=1.5m/s 30X10-3s C,应先接通电源，待打，点稳定后释放小车，故C正确： D.两相邻测量，点间的时间间隔可根据实际情况选取，故D错误： (3)由于d很小，可以用遍光带通过光电传感幕的平均速度代替 E.用一1图线处理数据时，误差较大的点应当舍去，故E错误。 d 故选BC, 醉时速度，所以有一品西一 (3)根据遂差公式可得31一2=r2a一T1:一x12一1则 由匀变建直线造动规律，改=+g(十)】 2 将x12=44.0mm,xo■36.0mm代入可得 r3=60.0mm 2d(-g） 故选C, 可得g一1△(，+4了 (4)因为小车速度增大，所以纸带的左端与小车相连 (4)由于光概板下落过程中受到空气阻力的影响，所以竖直向下 打下C点时小车的逮度大小 的加速度小于重力加速度。 0=42.00-12.00)x0.01m/s=1.5m/s 2d(△1-g) 0.2 【答案】)刻度尺(2)1.5(3》1y,d1+ 答案：(1)交流220乙(2)BC(3)C(4)左1.5 (4)光栅板下落受到空气阻力的作用 微专题一测重力加速度的几种方法 专题强化一运动图像问题 [例1]【解析】(1)竖直提起系有重物的纸带，应使重物靠近计 时器下端， 考点一 [例1]【解析】AB.t=0时刻，曲线与横轴相切，可知1=0时刻 打点计时器应使用变流电源， (2)柢据匀变速直线远动的推论公式△x=aT可以求出加速度 的初速度韩=0，由题园像可知，0一48的时间内，小车的位移大 的大小为a-匹=9.7m/ 小为=6m,由运动学公式西=之4行 9T (3)重锤下幕时的加递度比实际的重力加速度小，可能是纸带与 解得a1=0.75m/s 打点计时器限位孔之间的摩擦阻力过大」 1=4s时，小车的速度大小=a11=3m/8: 【答案】(1)竖直提起系有重物的纸带，应使重物靠近计时器下 4一8s的时间内，小车的位移大小为西一8m,1一48以后，小车 端打点计时器应使用交流电源(2)9.7(3)纸带与打点计 时器限位孔之间的摩擦阻力过大 微匀减选直线运动，由选动学公式g二红一之4：号 工例2]【解析】(1)旋测微器读数为 解得a2=0.5m/s2 d=9mm十4.5×0.01mm-9.045mm=0.9045cm A错误，B正确： 由于最后一位是估读，答案在0.9044cm~0.9046cm之间即可. C,4一68的时问内，根据运动学公式解得1一6s时小车的速度 (2)小球下落到光电门B的位移为=一号 h=-a2△1=2m/s C错误： 经过光电门B的速度为口=公 d D在46s的时间内小车的位移大小△r=之=5m 根据句变连直线运动规律，有2gx= D错误，故选B. N△/ 【答案】B 可得g (-) [例2]【解析】A.根据一1图像在0一308内潜艇一直竖直向 下运动，所以在1一30s时下沉到最低，点，故A错误： (3)选用可质量密度更大的小球减小空气阻力，或者增大电磁铁 B,根据一1图像的斜牵绝对值表示加速度大小，可知潜挺在“掉 到光电门的高度 深”为自教时的加建度大小之比为4：一器：器-2：1 【答案】(1)0.9045(0.9044~0.9046) (2) 故B错误： 2(a-受) ,根据v一4图像与株轴国成的面积表示位移可知，潜艇竖直向 (3)增大电磁铁到光电门的高度（或选用同质量密度更大的小球） 例3]【解析】(1)由于频单由大到小逐渐调节，第一次看到一 下的最大位移为=号×20×30m=30m 串仿佛因定不动的水滴，说明闪光的时间间隔等于水滴的时间间 故C错误： 隔，闪光的频牵为25H2,因光时间同隔T=二=0.045，故填0.04： D.根据V一（图像与横轴围成的面积表示位移可知，潜艇在“掉 (2)根据遂差法 深”和自教时的位糁大小之比为1：=20X10:20X20 2 2 4=5+4+)=38.48-13.64-18.64×102m/≈ =1：2 T 4×0.042 故D正确，故选D, 9.69m/s,故填9.69： 【答案】D 528