第一章 实验一 探究小车速度随时间变化的规律-【高考DNA解码】2026年高考物理一轮总复习学生用书word（江苏专用）

　探究小车速度随时间变化的规律 教材原型实验 实验原理与操作 1．打点计时器要求： 电磁打点计时器用“8 V　50 Hz”交流电源； 电火花计时器用“220 V　50 Hz”交流电源。 2．本实验操作顺序提示：木板—计时器—小车—通电—断电。 3．考查操作的热点问题是：先通电再放小车，先断电再取纸带。 [典例1]　(实验原理与操作)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，实验装置如图1所示。 (1)需要的实验操作有__________(多选)。 A．调节滑轮使细线与轨道平行 B．倾斜轨道以平衡阻力 C．小车靠近打点计时器静止释放 D．先接通电源再释放小车 (2)经正确操作后打出一条纸带，截取其中一段如图2所示。选取连续打出的点0、1、2、3、4为计数点，则计数点1的读数为______cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz，则打计数点2时小车的速度大小为______m/s(结果保留3位有效数字)。 [听课记录]___________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 数据处理与误差分析 1．计算时应注意的问题 (1)时间间隔：“相邻两个计数点间有4个点”或“每5个点取1个计数点”的含义：相邻计数点间的时间间隔为 0.1 s。 (2)单位换算：本实验长度测量数据一般是“厘米”，要换算成“米”。 (3)有效数字：按有效数字的要求取计算结果。 2．减小实验误差的措施 (1)舍弃点密集部分，适当选取计数点。 (2)多测几组数据，用尽量多的数据计算。 (3)将纸带分成等时的两大段处理，与逐差法取平均值结果相同。 (4)作v-t图像时，要适当选取坐标轴的单位长度，使图像分布在坐标平面尽量大的面积上。 [典例2]　(数据处理与误差分析)(2024·江苏常州期中)用如图甲所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律，获得一条点迹清晰的纸带。选A点为计时起点(t＝0)，然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点(相邻两个计数点之间还有四个点未画出)，如图乙所示。 测得x1＝1.50 cm，x2＝3.51 cm，x3＝5.49 cm，x4＝7.51 cm，x5＝9.48 cm，x6＝11.50 cm。计算得到在打B、C、D、E、F点时小车的速度，分别记作vB、vC、vD、vE、vF。以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图丙所示。 结合上述实验信息，请你完成下列任务： (1)为了完成实验，除了图甲中的实验器材，还需要使用下列仪器和器材中的______(填选项前的字母)。 A．电压合适的50 Hz交流电源 B．电压可调的直流电源 C．刻度尺 D．停表 (2)某同学按照以下步骤进行操作： A．换上纸带重复做三次，选择一条较为理想的纸带； B．将电磁打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，接上电源； C．把小车停在靠近电磁打点计时器的地方，先放开小车，再启动电磁打点计时器； D．断开电源，取下纸带； E．把一条细绳拴在小车前端，绳跨过滑轮挂上重物，把纸带固定在小车后端并让纸带穿过电磁打点计时器。 以上步骤有错误的是______(填步骤前的字母)，应更正为____________________ _________；步骤合理的顺序是______(填步骤前的字母)。 (3)根据纸带上的数据，计算打C点时小车的速度，填入表中相应位置。 位置编号 A B C D E F G 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 瞬时速度 v/(m·s-1) 0.25 ______ 0.65 0.85 1.05 (4)将打C点时小车的速度标示在图丙坐标图中，并作出小车的v-t图像。 (5)根据v-t图像求得加速度为______(结果保留2位有效数字)。 [听课记录]___________________________________________________________ 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_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 $$ 实验一　探究小车速度随时间变化的规律 实验类型·全突破 类型1 典例1　解析：(1)实验需要调节滑轮使细线与轨道平行，选项A正确；该实验只要使得小车做匀加速直线运动即可，不需要倾斜轨道平衡阻力，选项B错误；为了充分利用纸带，小车应靠近打点计时器静止释放，选项C正确；先接通电源再释放小车，选项D正确。故选ACD。 (2)计数点1的读数为2.75 cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz，则打点周期T＝0.02 s，则打计数点2时小车的速度大小为 v2＝＝ m/s≈1.48 m/s。 答案：(1)ACD　(2)2.75　1.48 典例2　解析：(1)打点计时器使用交流电源，A正确，B错误；需要用刻度尺测量距离，C正确；用打点计时器可以测量时间，不需要停表，D错误。故选AC。 (2)步骤C错误，应该先启动电磁打点计时器，再放开小车。正确的步骤顺序为BECDA。 (3)打C点时小车的瞬时速度为 vC＝＝＝0.45 m/s。 (4)将打C点时小车的速度标在图中，将各个点连成一条倾斜的直线，如图所示。 (5)加速度为v-t图线的斜率，即 a＝＝＝2.0 m/s2。 答案：(1)AC　(2)C　先启动电磁打点计时器，再放开小车　BECDA　(3)0.45　(4)见解析图　(5)2.0 m/s2 类型2 典例3　解析：(1)要测量当地重力加速度需要尽量减小空气阻力的影响，所以密度大、体积小的小钢球最适合。 (2)要完成实验首先应该将刻度尺竖直固定在墙上，固定好手机，调整好手机镜头的位置；因为下落时间很短，所以一定要先打开手机摄像功能开始摄像，然后再将小球从刻度尺旁静止释放，故顺序为①③④②。 (3)由题图2中三张图片读出小球所在位置的刻度分别为2.50 cm，26.50 cm，77.20 cm；小球做自由落体运动，根据Δx＝gT2可得g＝＝ m/s2≈9.61 m/s2。 答案：(1)小钢球　(2)①③④②　(3)9.61(9.50～9.70) 典例4　解析：(1)为减小空气阻力对实验的影响，应选择质量大而体积小的钢球进行实验，故选A。 (2)刻度尺的分度值是1 mm，由题图2刻度尺可知，h＝61.20 cm。 (3)小球做自由落体运动，位移h＝gt2，整理得2h＝gt2，则2h-t2图像的斜率k＝g＝ m/s2≈9.31 m/s2。 (4)将手机放在地面A点时，此时所测时间t等于小球做自由落体运动的时间减去击打木条的声音传到手机所用时间，击打木条的声音传到手机用的时间t1＝，小球做自由落体运动的时间t′＝t＋。 (5)设木条的厚度为d，小球下落过程位移：h＋d＝gt2，整理得2h＝gt2－2d，2h-t2图像的斜率k＝g，应用图像法处理实验数据，木条的厚度对实验没有影响。 答案：(1)A　(2)61.20　(3)9.31　(4)t＋　(5)该观点不正确，考虑木条厚度时图像的斜率不变，重力加速度的测量值不受影响 典例5　解析：(1)根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的平均速度得，小铁球通过两光电门间平均速度v的表达式为v＝v0＋gt。 (2)根据数据作出v-t图像如图所示。 (3)小铁球通过两光电门间平均速度v的表达式为v＝v0＋gt，所以 v-t 图像的斜率表示g，所以当地重力加速度g＝2k≈9.7 m/s2，根据v-t图像得出v0≈1.1 m/s，即小铁球通过光电门1时的速度为 1.1 m/s。 答案：(1)v＝v0＋gt　(2)见解析图　(3)9.7　1.1 学科网（北京）股份有限公司 $$