第04讲 实验：测量做直线运动物体的瞬时速度（加速度）（复习讲义）（浙江专用）2026年高考物理一轮复习讲练测

第04讲 实验：测量做直线运动物体的瞬时速度（加速度） 目录 01考情解码·命题预警 1 02体系构建·思维可视 2 03核心突破·靶向攻坚 3 考点一 打点计时器 3 知识点 打点计时器 3 考向1 打点计时器 4 考点二 实验：探究小车速度随时间变化的规律 5 知识点 课本实验：探究小车速度随时间变化的规律 5 考向1 教材原型实验 7 考向2 创新拓展实验 10 04真题溯源·考向感知 13 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 测量做直线运动物体的加速度 选择题 非选择题 浙江卷6月卷T16，7分 考情分析： 1．测量直线运动物体的加速度是浙江物理选考的重要考点，考查频率较高。在近几年的选考试卷中，几乎每一年都会直接或间接地涉及到该知识点。例如在实验题中可能会考查利用打点计时器测量物体加速度的方法，或者在计算题中结合牛顿第二定律等知识来求解物体在直线运动中的加速度。 2．从命题思路上看，试题情景为 常以实验题的形式出现，要求学生掌握常见的测量加速度的实验方法和原理，如利用打点计时器测量加速度。通过分析纸带数据，运用逐差法等计算加速度，考查学生对实验操作、数据处理和误差分析等方面的能力。 复习目标： 目标一：能规范完成测量加速度的实验操作流程，包括仪器调试、数据记录；熟练运用逐差法、图像法（如v - t图像斜率）处理实验数据，准确计算加速度，并分析实验误差来源与减小误差的方法。 目标二：面对结合实际情境（如汽车制动、滑块下滑）或多过程运动的题目，能快速构建物理模型，灵活选择运动学公式、牛顿第二定律等知识求解加速度。 考点一 打点计时器 知识点 打点计时器 1.作用：计时仪器，当所用交变电源的频率f＝50 Hz时，每隔　0.02　 s打一次点。 2.结构 （1）电磁打点计时器（如图） （2）电火花计时器（如图） 3.工作条件： 得分速记 注意打点的时间间隔，及两种计时器的电压要求 考向1 打点计时器 例1 打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你完成下列有关问题： （1）如图A、B是两种打点计时器的图片，其中A是 打点计时器； （2）打点计时器使用的电源为 （选填交流或直流）电源，打点的时间间隔为0.02s； （3）接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是 ； A．先接通电源，后让纸带运动                        B．先让纸带运动，再接通电源 C．让纸带运动的同时接通电源                        D．先让纸带运动或先接通电源都可以 【答案】 电火花 交流 A 【详解】（1）[1]图A为电火花打点计时器，利用火花放电打点； （2）[2]打点计时器使用的电源为交流电源； （3）[3]打点计时器启动时打点不稳定，则应先接通电源后让纸带运动，故选A。 【变式训练1】（1）如图甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的仪器，请回答下面问题： ①甲图是 （填“电磁”或“电火花”）打点计时器，电源采用的是 （填“直流电源”或“交流电源”），工作电压为 V。 ②乙图是 （填“电磁”或“电火花”）打点计时器，电源采用的是 （填“直流电源”或“交流电源”），工作电压为 V。 （2）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．在释放小车前，小车应靠近打点计时器 B．开始实验时应先释放小车，再接通电源 C．打点计时器连续打两个点的时间间隔由物体运动的快慢来决定 D．纸带速度越大，相邻的两个点距离越大 【答案】 电磁 交流电源 8 电火花 交流电源 220 AD 【详解】（1）[1][2][3]甲图是电磁打点计时器，使用交流电源，工作电压8 V [4][5][6]乙图是电火花计时器，使用工作电压是 220 V 的交流电源 （2）[7]A．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，便于充分利用纸带打点，A正确； B．电源刚启动时打点不稳定，故实验时先接通电源后释放小车，B错误； C．打点计时器是使用交流电源仪器，其打点周期与交流电的周期相同，与电压、速度等无关，C错误； D．由 可知，打点时间一定时，纸带的速度越大，相邻两点间距离越大，D正确。 故选AD。 考点二 实验：探究小车速度随时间变化的规律 知识点 课本实验：探究小车速度随时间变化的规律 1.实验器材 电火花计时器（或电磁打点计时器）、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、槽码、　刻度尺　、导线、　交变　电源。 2.实验过程 （1）按照实验装置，把打点计时器固定在长木板　无滑轮　的一端，接好电源； （2）把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的槽码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面； （3）把小车停在靠近打点计时器处，先　接通电源　，后　放开小车　； （4）小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带； （5）更换纸带重复实验三次，选择一条比较理想的纸带进行测量、分析。 3.数据处理 （1）求小车的速度与加速度 ①利用平均速度求瞬时速度 vn＝＝。 ②利用逐差法求解平均加速度 a1＝，a2＝，a3＝， 则a＝＝　　。 ③利用速度—时间图像求加速度 a.作出速度—时间图像，通过图像的　斜率　求解小车的加速度； b.剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度。 （2）依据纸带判断小车是否做匀变速直线运动 ①x1、x2、x3、…、xn是相邻两计数点间的距离。 ②Δx是两个连续相等的时间内的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2，…。 ③若Δx等于恒量（aT2），则说明小车做　匀变速直线　运动。 ④Δx＝aT2，只要小车做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定　相等　。 4.注意事项 （1）平行：纸带、细绳要与长木板　平行　。 （2）两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源，后取下纸带。 （3）防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止槽码落地及小车与滑轮相撞。 （4）减小误差：小车的加速度应适当大些，可以减小长度测量的相对误差，加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出6、7个计数点为宜。 （5）小车从　靠近打点计时器　位置释放。 5.误差分析 （1）纸带运动时摩擦力不均匀，打点不稳定引起误差。 （2）计数点间距离的测量有　偶然　误差。 （3）作图有误差。 得分速记 1．实验装置的创新 例如用频闪照相代替打点计时器，用光电计时器根据v＝直接测量瞬时速度。 2．数据处理的创新 例如作出­t图像分析数据。 考向1 教材原型实验 例1 （海南·一模）某实验小组研究小车匀变速直线运动规律的实验装置如图甲所示，打点计时器的工作频率为50Hz。纸带上计数点的间距如图乙所示，相邻两个计数点之间还有四个计时点未标出。 (1)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔T= s。 (2)计数点3对应的瞬时速度大小计算式为v3= 。 (3)为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a= 。 (4)若计时器工作频率大于50Hz，则根据表达式和题中数据计算出v3的结果比实际值 （填“相等”“偏大”或“偏小”）。 【答案】 0.1 偏小 【详解】(1)[1]打点计时器的工作频率为50Hz，故纸带上相邻点间的时间间隔为 相邻两个计数点之间还有四个计时点未标出，故相邻计数点间的时间间隔 (2)[2]在极短时间内的平均速度等于该时刻的瞬时速度，则 (3)[3]根据逐差法可得 (4)[4]若计时器工作频率大于50Hz，则相邻计数点间的时间间隔T减小，根据 可知实际值偏大，所以按照题中给定的数据计算出v3的结果比实际值偏小。 【变式训练1】某同学用如图甲所示装置研究物块的匀变速直线运动。 （1）实验所用的打点计时器如图乙所示，该打点计时器所用的电源是( ) A．的交流电　B．的直流电　C．的交流电 （2）实验中得到一条清晰的纸带如下图所示，并在其上取7个点． 以打A点为计时零点，以t为横坐标、（其中d为各点到A点的距离，t表示A点到各点的运动时间）为纵坐标，得到图象的斜率为k，则加速度的大小为 ；图线与纵轴的交点表示的物理意义是： 。 （3）该同学认为：图象中的图线与时间轴围成的面积表示物块在t时间内运动的位移大小．他的观点是 （选填“正确”或“错误”）的。 【答案】 C 打A点时物块的速度（合理即可） 错误 【详解】（1）[1]图乙所示的打点计时器为电火花计时器，所用电源为交流电，故选C。 （2）[2][3]根据 得 因此斜率为 即加速度大小为 图线与纵轴的交点为打A点时物块的速度。 （3）[4]不能用图象中的图线与时间轴围成的面积表示物块t时间内运动的位移大小，他的观点是错误的。 【变式训练2】某同学用图1所示的装置研究小车做匀变速直线运动的特点。 （1）实验中，除打点计时器（含交流电源、纸带、复写纸）、小车、平板和重物外，在下面的器材中，必须使用的是 （选填选项前的字母）。 A．刻度尺    B．秒表   C．天平   D．弹簧测力计 （2）下列实验步骤的正确顺序是 （用字母填写）。 A．关闭电源，取下纸带 B．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连 C．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔 D．接通电源后，放开小车 （3）实验中获得的一条纸带如图2所示，在纸带上依次取、、、、……若干个计数点，利用实验数据计算出打点时小车的速度，以为纵坐标，为横坐标，做出如图3所示的图象。根据图象求出小车的加速度a= （保留3位有效数字）。 【答案】 A CBDA 【详解】（1）[1]A．需要用刻度尺测量计数点之间的距离处理数据，故A需要； B．打点计时器有计时功能，所以不需要秒表，故B不需要； C．本实验是研究匀变直线运动的特点，只让小车做匀加速即可，不需要测量质量，所以天平不需要，故C不需要； D．本实验是研究匀变直线运动的特点，只让小车做匀加速即可，不需要测量力，所以弹簧测力计不需要，故D不需要。 故选A。 （2）[2]根据实验原理以及实验过程，先安装仪器，然后接通电源放开小车进行实验，最后关闭电源，取下纸带数据处理，则下列实验步骤的正确顺序是DCBA。 （3）[3]根据图像可得 考向2 创新拓展实验 例2光电门是一种可以测量物体瞬时速度的器材，它利用的基本原理是：极短时间内的平均速度大小可以近似认为是该时刻的瞬时速度大小.下图为测定气垫导轨上滑块加速度的装置图，滑块上安装一宽度为3.0cm的遮光条，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光条通过第一个光电门的时间为，通过第二个光电门的时间为 (1)则滑块通过第一个光电门的瞬时速度大小 m/s，通过第二个光电门的瞬时速度大小 m/s； (2)若遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为s，则滑块的加速度大小 m/s2.(结果保留两位有效数字) 【答案】 0.12 0.30 0.050 【详解】(1)[1]滑块通过第一个光电门的瞬时速度大小为： [2]滑块通过第二个光电门的瞬时速度大小为： (2)[3]根据速度和时间的关系有： 代入数据解得a=0.050 m/s2 【变式训练1】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。 【变式训练2】研究物体做匀变速直线运动的情况可以用打点计时器，也可以用光电门传感器。一组同学用如图所示装置研究匀变速直线运动。滑块放置在水平气垫导轨的右侧，并通过跨过定滑轮的细线与一沙桶相连，滑块与定滑轮间的细线与气垫导轨平行。滑块上安装了宽度为3.0 cm的遮光条，将滑块由静止释放，先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为0.015 s，通过第二个光电门的时间为0.010 s，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为0.250 s。则滑块的加速度大小为 m/s2，若忽略偶然误差的影响，测量值与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“相同”）。 【答案】 偏小 【详解】[1]当时间极短时，一段时间内的平均速度近似等于这段时间内某时刻的瞬时速度，则滑块通过第一个光电门时，瞬时速度大小为 滑块通过第二个光电门时，瞬时速度大小为 根据加速度的定义式可知，滑块的加速度大小为 [2]从遮光条开始遮住第一个光电门计时，则v1是时刻的瞬时速度，v2是Δt＋时刻的瞬时速度，从v1到v2运动的真实时间 Δt真=Δt＋− 则加速度的真实值 将a真与a的表达式比较可知，滑块的加速度测量值与真实值相比偏小。 1. 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。 2. （1）电火花打点计时器使用的是 （填“”或“”）交流电源，当频率是时，打点计时器每隔 秒打一个点。 （2）根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接测得的物理量是 。 A．时间间隔　　B．位移　　C．平均速度　　D．瞬时速度 （3）关于打点计时器的使用说法正确的是 。 A．电磁打点计时器使用的是以下的直流电源 B．在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源 C．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小 D．纸带上打的点越密，说明物体运动得越快 （4）在“探究小车速度随时间变化规律”中，某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。 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 。 【答案】 220V 0.02 AB C 0.28 【详解】解：（1）[1] 电火花打点计时器使用的是220V交流电源。 [2] 当频率是时，打点计时器每隔秒打一个点。 （2）[3] AB．根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接测得的物理量是时间间隔和位移，因此AB正确； CD．平均速度和瞬时速度需要测得时间间隔和位移来进行计算可得，CD错误。 故选AB。 （3）[4] A．电磁打点计时器使用的是6V以下的交流电源，A错误； B．在测量物体速度时，先接通打点计时器的电源，后让物体运动，B错误； C．由可知，使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小，C正确； D．因打点时间间隔不变，因此纸带上打的点越密，说明物体运动得越慢，D错误。 故选C。 （4）[5]由题设条件可知，纸带上相邻两点的时间间隔是 T=5×0.02s=0.1s 由中间时刻的瞬时速度等于平均速度，可得打D点时小车的速度 3. （1）常用的打点计时器有电磁式和电火花式两种，它们都必须使用 （填“直流”或“交流”）电源才能工作，电火花打点计时器的工作电压为 V；如果使用的电源频率为，则打相邻两点的时间间隔为 s； （2）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列做法正确的是 ； A．先使纸带运动，再接通电源 B．先接通电源，再使纸带运动 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 （3）某次实验打点计时器使用的交流电的频率为，纸带的记录如图所示，图中O点为纸带的第一个点，接下来的前几个点模糊，因此从A点开始每打五个点取一个计数点： 推测纸带的运动是 运动；（填“加速”或“减速”或“匀速”）在打出A、F这两点的时间间隔中，纸带运动的平均速度是 ；B点的瞬时速度为 。 【答案】 交流 220 0.02 BD 加速 0.37m/s 0.25m/s 【详解】解：（1）[1]电火花计时器是测量速度的仪器，必须使用交流电源。 [2]电火花计时器的工作电压是220V。 [3]如果使用的电源频率为50Hz，打点的时间间隔均为0.02s。 （2）[4]AB．为了更好的打点，应先接通交流电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后立即关闭电源，A错误，B正确； CD．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，故C错误，D正确。 故选BD。 （3）[5]从A点开始各相邻计数点间的时间间隔为 每隔0.1s纸带运动的位移分别是、、、、，说明纸带做加速运动。 [6]A、F间纸带运动的平均速度为 [7]B点的瞬时速度可以用AC段的平均速度表示，则有 4. 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 【详解】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。 5. 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．细线必须与长木板平行               B．先释放小车再接通电源 C．小车的质量远大于钩码的质量         D．平衡小车与长木板间的摩擦力 （2）他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出）.s1=3.59 cm，s2=4.41 cm，s3=5.19 cm，s4=5.97 cm，s5=6.78 cm，s6=7.64 cm.则小车的加速度a= m/s2.（要求充分利用测量的数据，结果保留两位有效数字） 【答案】 A 【详解】[1]A．为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定，故应将细线与木板保持水平，A正确； B．为了充分利用纸带，实验时应先接通电源再释放纸带，B错误； CD．本实验中只是研究匀变速直线运动规律，小车只要做匀加速直线运动即可，不需要让小车的质量远大于钩码的质量，也不需要平衡摩擦力， CD错误。 故选A。 [2] 每两个计数点间有四个点没有画出，故两计数点间的时间间隔为 物体的加速度为 6. （1）如图所示为“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置图，下列说法正确的是 。 A．先释放小车，再接通电源 B．先接通电源，再释放小车 C．打点计时器应使用交流电 D．打点结束，应先取下纸带，然后再关闭电源 （2）如图为在“探究小车速度随时间的变化规律”实验中，得到的一条纸带，从中确定五个计数点，量得。每相邻两个计数点间的时间间隔是。则打C点时小车的速度 ，小车的加速度 。（结果均保留两位有效数字） 【答案】 BC 1.1 【详解】（1）[1]AB．先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，A错误B正确； C．打点计时器应使用交流电，C正确； D．打点结束，应先关闭电源，然后再取下纸带，D错误。 故选BC。 （2）[2] C点时小车的速度 [3] 小车的加速度 7. 某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有 。 A．电磁打点计时器接在直流电源上了 B．应先接通电源，待打点稳定后再释放小车 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，为其中连续打出的四个点（已知打点计时器打点时间间隔）。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 2.95 1.40 【详解】（1）[1]A．电磁打点计时器应接在交流电源上，A错误； B．应先接通电源，待打点稳定后再释放小车，B正确； C．小车离打点计时器过远，小车应靠近打点计时器，C错误。 故选AC。 （2）[2]A点在刻度尺上位置的读数为2.95cm。 [3]打点计时器打点时间间隔，在打下C点时小车的速度 8. 如图甲、乙所示的两种打点计时器是高中物理实验中常用的。光电计时器和打点计时器一样，也是一种研究物体运动情况的计时仪器，其结构如图丙所示，分别是光电门的激光发射和接收装置。当一辆带遮光片的小车从a、b间通过时，光电计时器就可以显示遮光片的遮光时间。某同学在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，做了一个U形遮光板如图丁所示，两个遮光片宽度均为，将此U形遮光板装在小车上，让小车做加速度不变的直线运动通过静止的光电门。实验时测得两次遮光时间分别为，从第一个遮光片结束遮光到第二个遮光片开始遮光经过的时间为。 (1)图乙是 （选填“电磁”或“电火花”）打点计时器； (2)第一个遮光片通过光电门的平均速度大小为 ，小车运动的加速度大小为 。（结果均保留2位有效数字） 【答案】 电火花 0.050 0.054 【详解】（1）[1] 图乙是电火花打点计时器。 （2）[2] 第一个遮光片通过光电门的平均速度大小 [3] 第二个遮光片通过光电门的平均速度大小 根据 9. 图中的甲、乙是高中物理实验中常用的两种打点计时器，请回答下面的问题： （1）图乙是 （填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”），电源采用的是 ；（填“交流”“交流”或“四节蓄电池”）； （2）某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，关于轨道末端滑轮高度的调节正确的是 ； A． B． C． （3）该同学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，相邻两点间的距离如图丙所示，每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出。 ①试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，并填入下表中；（结果保留三位有效数字） 速度 数值 0.400 0.479 0.560 0.640 ②将B、C、D、E、F对应的瞬时速度标在图丁所示的直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线 ； ③由速度—时间图像可得小车的加速度为 。（结果保留两位小数） 【答案】 电火花计时器 交流220V B 0.721 0.80（0.75~0.85范围内均可） 【详解】（1）[1]图乙中有墨粉纸盘，所以是电火花计时器。 [2]电火花计时器电源采用的是交流220V。 （2）[3]在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，为了使小车做匀变速直线运动，轨道末端滑轮高度应调节至使细线与轨道平行。 故选B。 （3）①[4]相邻计数点间的时间间隔为 小车在F点的瞬时速度等于在E、G两点间的平均速度，即 ②[5]如图所示。 ③[6]v-t图像的斜率表示加速度，所以小车的加速度为 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第04讲 实验：测量做直线运动物体的瞬时速度（加速度） 目录 01考情解码·命题预警 1 02体系构建·思维可视 2 03核心突破·靶向攻坚 3 考点一 打点计时器 3 知识点 打点计时器 3 考向1 打点计时器 4 考点二 实验：探究小车速度随时间变化的规律 5 知识点 课本实验：探究小车速度随时间变化的规律 5 考向1 教材原型实验 6 考向2 创新拓展实验 9 04真题溯源·考向感知 10 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 测量做直线运动物体的加速度 选择题 非选择题 浙江卷6月卷T16，7分 考情分析： 1．测量直线运动物体的加速度是浙江物理选考的重要考点，考查频率较高。在近几年的选考试卷中，几乎每一年都会直接或间接地涉及到该知识点。例如在实验题中可能会考查利用打点计时器测量物体加速度的方法，或者在计算题中结合牛顿第二定律等知识来求解物体在直线运动中的加速度。 2．从命题思路上看，试题情景为 常以实验题的形式出现，要求学生掌握常见的测量加速度的实验方法和原理，如利用打点计时器测量加速度。通过分析纸带数据，运用逐差法等计算加速度，考查学生对实验操作、数据处理和误差分析等方面的能力。 复习目标： 目标一：能规范完成测量加速度的实验操作流程，包括仪器调试、数据记录；熟练运用逐差法、图像法（如v - t图像斜率）处理实验数据，准确计算加速度，并分析实验误差来源与减小误差的方法。 目标二：面对结合实际情境（如汽车制动、滑块下滑）或多过程运动的题目，能快速构建物理模型，灵活选择运动学公式、牛顿第二定律等知识求解加速度。 考点一 打点计时器 知识点 打点计时器 1.作用：计时仪器，当所用交变电源的频率f＝50 Hz时，每隔　0.02　 s打一次点。 2.结构 （1）电磁打点计时器（如图） （2）电火花计时器（如图） 3.工作条件： 得分速记 注意打点的时间间隔，及两种计时器的电压要求 考向1 打点计时器 例1 打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你完成下列有关问题： （1）如图A、B是两种打点计时器的图片，其中A是 打点计时器； （2）打点计时器使用的电源为 （选填交流或直流）电源，打点的时间间隔为0.02s； （3）接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是 ； A．先接通电源，后让纸带运动                        B．先让纸带运动，再接通电源 C．让纸带运动的同时接通电源                        D．先让纸带运动或先接通电源都可以 【变式训练1】（1）如图甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的仪器，请回答下面问题： ①甲图是 （填“电磁”或“电火花”）打点计时器，电源采用的是 （填“直流电源”或“交流电源”），工作电压为 V。 ②乙图是 （填“电磁”或“电火花”）打点计时器，电源采用的是 （填“直流电源”或“交流电源”），工作电压为 V。 （2）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．在释放小车前，小车应靠近打点计时器 B．开始实验时应先释放小车，再接通电源 C．打点计时器连续打两个点的时间间隔由物体运动的快慢来决定 D．纸带速度越大，相邻的两个点距离越大 考点二 实验：探究小车速度随时间变化的规律 知识点 课本实验：探究小车速度随时间变化的规律 1.实验器材 电火花计时器（或电磁打点计时器）、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、槽码、　刻度尺　、导线、　交变　电源。 2.实验过程 （1）按照实验装置，把打点计时器固定在长木板　无滑轮　的一端，接好电源； （2）把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的槽码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面； （3）把小车停在靠近打点计时器处，先　接通电源　，后　放开小车　； （4）小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带； （5）更换纸带重复实验三次，选择一条比较理想的纸带进行测量、分析。 3.数据处理 （1）求小车的速度与加速度 ①利用平均速度求瞬时速度 vn＝＝。 ②利用逐差法求解平均加速度 a1＝，a2＝，a3＝， 则a＝＝　　。 ③利用速度—时间图像求加速度 a.作出速度—时间图像，通过图像的　斜率　求解小车的加速度； b.剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度。 （2）依据纸带判断小车是否做匀变速直线运动 ①x1、x2、x3、…、xn是相邻两计数点间的距离。 ②Δx是两个连续相等的时间内的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2，…。 ③若Δx等于恒量（aT2），则说明小车做　匀变速直线　运动。 ④Δx＝aT2，只要小车做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定　相等　。 4.注意事项 （1）平行：纸带、细绳要与长木板　平行　。 （2）两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源，后取下纸带。 （3）防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止槽码落地及小车与滑轮相撞。 （4）减小误差：小车的加速度应适当大些，可以减小长度测量的相对误差，加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出6、7个计数点为宜。 （5）小车从　靠近打点计时器　位置释放。 5.误差分析 （1）纸带运动时摩擦力不均匀，打点不稳定引起误差。 （2）计数点间距离的测量有　偶然　误差。 （3）作图有误差。 得分速记 1．实验装置的创新 例如用频闪照相代替打点计时器，用光电计时器根据v＝直接测量瞬时速度。 2．数据处理的创新 例如作出­t图像分析数据。 考向1 教材原型实验 例1 （海南·一模）某实验小组研究小车匀变速直线运动规律的实验装置如图甲所示，打点计时器的工作频率为50Hz。纸带上计数点的间距如图乙所示，相邻两个计数点之间还有四个计时点未标出。 (1)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔T= s。 (2)计数点3对应的瞬时速度大小计算式为v3= 。 (3)为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a= 。 (4)若计时器工作频率大于50Hz，则根据表达式和题中数据计算出v3的结果比实际值 （填“相等”“偏大”或“偏小”）。 【变式训练1】某同学用如图甲所示装置研究物块的匀变速直线运动。 （1）实验所用的打点计时器如图乙所示，该打点计时器所用的电源是( ) A．的交流电　B．的直流电　C．的交流电 （2）实验中得到一条清晰的纸带如下图所示，并在其上取7个点． 以打A点为计时零点，以t为横坐标、（其中d为各点到A点的距离，t表示A点到各点的运动时间）为纵坐标，得到图象的斜率为k，则加速度的大小为 ；图线与纵轴的交点表示的物理意义是： 。 （3）该同学认为：图象中的图线与时间轴围成的面积表示物块在t时间内运动的位移大小．他的观点是 （选填“正确”或“错误”）的。 【变式训练2】某同学用图1所示的装置研究小车做匀变速直线运动的特点。 （1）实验中，除打点计时器（含交流电源、纸带、复写纸）、小车、平板和重物外，在下面的器材中，必须使用的是 （选填选项前的字母）。 A．刻度尺    B．秒表   C．天平   D．弹簧测力计 （2）下列实验步骤的正确顺序是 （用字母填写）。 A．关闭电源，取下纸带 B．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连 C．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔 D．接通电源后，放开小车 （3）实验中获得的一条纸带如图2所示，在纸带上依次取、、、、……若干个计数点，利用实验数据计算出打点时小车的速度，以为纵坐标，为横坐标，做出如图3所示的图象。根据图象求出小车的加速度a= （保留3位有效数字）。 考向2 创新拓展实验 例2光电门是一种可以测量物体瞬时速度的器材，它利用的基本原理是：极短时间内的平均速度大小可以近似认为是该时刻的瞬时速度大小.下图为测定气垫导轨上滑块加速度的装置图，滑块上安装一宽度为3.0cm的遮光条，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光条通过第一个光电门的时间为，通过第二个光电门的时间为 (1)则滑块通过第一个光电门的瞬时速度大小 m/s，通过第二个光电门的瞬时速度大小 m/s； (2)若遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为s，则滑块的加速度大小 m/s2.(结果保留两位有效数字) 【变式训练1】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） 【变式训练2】研究物体做匀变速直线运动的情况可以用打点计时器，也可以用光电门传感器。一组同学用如图所示装置研究匀变速直线运动。滑块放置在水平气垫导轨的右侧，并通过跨过定滑轮的细线与一沙桶相连，滑块与定滑轮间的细线与气垫导轨平行。滑块上安装了宽度为3.0 cm的遮光条，将滑块由静止释放，先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为0.015 s，通过第二个光电门的时间为0.010 s，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为0.250 s。则滑块的加速度大小为 m/s2，若忽略偶然误差的影响，测量值与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“相同”）。 1. 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： 。 2. （1）电火花打点计时器使用的是 （填“”或“”）交流电源，当频率是时，打点计时器每隔 秒打一个点。 （2）根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接测得的物理量是 。 A．时间间隔　　B．位移　　C．平均速度　　D．瞬时速度 （3）关于打点计时器的使用说法正确的是 。 A．电磁打点计时器使用的是以下的直流电源 B．在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源 C．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小 D．纸带上打的点越密，说明物体运动得越快 （4）在“探究小车速度随时间变化规律”中，某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。 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 。 3. （1）常用的打点计时器有电磁式和电火花式两种，它们都必须使用 （填“直流”或“交流”）电源才能工作，电火花打点计时器的工作电压为 V；如果使用的电源频率为，则打相邻两点的时间间隔为 s； （2）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列做法正确的是 ； A．先使纸带运动，再接通电源 B．先接通电源，再使纸带运动 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 （3）某次实验打点计时器使用的交流电的频率为，纸带的记录如图所示，图中O点为纸带的第一个点，接下来的前几个点模糊，因此从A点开始每打五个点取一个计数点： 推测纸带的运动是 运动；（填“加速”或“减速”或“匀速”）在打出A、F这两点的时间间隔中，纸带运动的平均速度是 ；B点的瞬时速度为 。 4. 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 5. 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．细线必须与长木板平行               B．先释放小车再接通电源 C．小车的质量远大于钩码的质量         D．平衡小车与长木板间的摩擦力 （2）他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出）.s1=3.59 cm，s2=4.41 cm，s3=5.19 cm，s4=5.97 cm，s5=6.78 cm，s6=7.64 cm.则小车的加速度a= m/s2.（要求充分利用测量的数据，结果保留两位有效数字） 6. （1）如图所示为“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置图，下列说法正确的是 。 A．先释放小车，再接通电源 B．先接通电源，再释放小车 C．打点计时器应使用交流电 D．打点结束，应先取下纸带，然后再关闭电源 （2）如图为在“探究小车速度随时间的变化规律”实验中，得到的一条纸带，从中确定五个计数点，量得。每相邻两个计数点间的时间间隔是。则打C点时小车的速度 ，小车的加速度 。（结果均保留两位有效数字） 7. 某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有 。 A．电磁打点计时器接在直流电源上了 B．应先接通电源，待打点稳定后再释放小车 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，为其中连续打出的四个点（已知打点计时器打点时间间隔）。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）。 8. 如图甲、乙所示的两种打点计时器是高中物理实验中常用的。光电计时器和打点计时器一样，也是一种研究物体运动情况的计时仪器，其结构如图丙所示，分别是光电门的激光发射和接收装置。当一辆带遮光片的小车从a、b间通过时，光电计时器就可以显示遮光片的遮光时间。某同学在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，做了一个U形遮光板如图丁所示，两个遮光片宽度均为，将此U形遮光板装在小车上，让小车做加速度不变的直线运动通过静止的光电门。实验时测得两次遮光时间分别为，从第一个遮光片结束遮光到第二个遮光片开始遮光经过的时间为。 (1)图乙是 （选填“电磁”或“电火花”）打点计时器； (2)第一个遮光片通过光电门的平均速度大小为 ，小车运动的加速度大小为 。（结果均保留2位有效数字） 9. 图中的甲、乙是高中物理实验中常用的两种打点计时器，请回答下面的问题： （1）图乙是 （填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”），电源采用的是 ；（填“交流”“交流”或“四节蓄电池”）； （2）某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，关于轨道末端滑轮高度的调节正确的是 ； A． B． C． （3）该同学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，相邻两点间的距离如图丙所示，每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出。 ①试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，并填入下表中；（结果保留三位有效数字） 速度 数值 0.400 0.479 0.560 0.640 ②将B、C、D、E、F对应的瞬时速度标在图丁所示的直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线 ； ③由速度—时间图像可得小车的加速度为 。（结果保留两位小数） 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$