第2章 1. 实验：探究小车速度随时间变化的规律-【重难点手册】2025-2026学年高中物理必修第一册同步练习册（人教版2019）

第二章 匀变速直线运动的研究 第1节实验：探究小车速度随时间变化的规律 A基础过关练 3.[知识点1](2024·安微安庆一中高一期中)在 测试时间：10分钟 “测量纸带的平均速度和瞬时速度”实验中，如图 1.[知识点1]如图所示，图甲是打点计时器在某次 是利用打点计时器记录某物体运动情况的纸带. 实验中打出的纸带，图乙是某打点计时器的示意 F点在E、G两点之间，E,G两点间的位移用 图，则以下说法中正确的是( ) △x表示，对应的时间用△表示.对于测量F点 D E 的瞬时速度，下列说法正确的是(). 为 -△x 限位 永久选铁 振针 线图 A.从理论上讲，选取包含F点在内的位移间隔 复写纸 越小，用二计算的结果越接近于F点的瞬时 速度 限位孔 振片 且在实验中，用计算出来的下点的瞬时速度 A.该打点计时器应接在直流电源上 比实际速度偏小 B.当打点计时器正常工作时，纸带上点迹越密 C.从实验的角度看，如果选取包含F点在内的 的地方表示纸带的运动速度越大 位移间隔越小，测量误差就会越小 C.纸带上相邻两点间的时间间隔为0.1s D.从实验的角度看，测量误差与选取包含F点 D.若纸带上打出D、F两点的时间间隔为△， 在内的位移间隔大小无关 两点间距离为△，则可以用兰大致表示打 4.[重难点1]在“探究小车速度随时间变化的规 下E点时纸带的瞬时速度 律”实验中，实验装置如图1所示。 2.[重难点1](2025·江西南昌二中高一周练)小 小车纸带打点计时器 明用图甲所示的器材探究小车做匀加速直线运 动时速度随时间变化的规律，实验中得到一条纸 带（部分）如图乙所示，计数点A、B、C间各有一 个打点，测得AB=s1、BC=s2,已知打点计时器 的打点周期为T,则下列说法正确的是( 图1 (1)下列说法中正确的是 (填字母) A.连接重物和小车的细线应与长木板保持 平行 甲 B.长木板的一端必须垫高，使小车在不挂重 A.实验中打点计时器接的是直流电源 物时能在木板上做匀速运动 B.实验时，应先释放小车，再接通电源 C.小车应靠近打点计时器，先接通电源，后 C小车做匀加速运动的加速度大小为？ 4T2 释放小车 D打计数点B时，小车的速度大小为产 D.选择计数点时，必须从纸带上第一个点开始 (2)已知打点计时器所用交流电源的频率为 14 第二章匀变速直线运动的研究 50Hz,图2是实验中打下的一段纸带.算出 m·s 计数点3的速度大小为 m/s(结果 保留两位有效数字)，并在图3中标出，其余 计数点1、2、4,5对应的小车瞬时速度大小 在图3中已标出 2 3 ginungimgnimnimminimmningim 34写678g101112131415161718192021222324cm 图2 (3)作图并求得小车的加速度大小为 m/s 由中出出出出田s (结果保留三位有效数字) 00.51.01.52.02.53.0 (3)v-t图像中纵轴上的截距表示 wWm·s (4)请写出1=2s时小车加速度的计算方法， (5)根据作出的v1图像，求出0一2s内小车运 动的距离x= m.如何验证该距离 0.8 是否正确？请简要说明. 6.[突破点1](2025·江西师大附中高一周练)某 0.4 同学利用图甲所示的实验装置，探究物体在水平 0. 桌面上的运动规律，物块在重物的牵引下开始运 00.10.20.30.40.50.6 动，重物落地后，物块再运动一段距离后停在桌 图3 面上（尚未到达滑轮处），从纸带上便于测量的点 B综合提能练 开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的 。测试时间：15分钟 距离如图乙所示，打点计时器电源的频率为 5.[重难点1]小明利用如图所示的实验 50Hz,不计空气阻力，重力加速度g=10.0m/s2. 装置探究物体受到空气阻力时，其运动 打点计时器物块翎绳 湘轮 速度随时间的变化规律.实验时，在小 币物 车上安装薄板（图中未画出），以增大空气对小车 运动的阻力.保持光电门1的位置不变，小车由 甲 静止释放，记录下挡光片通过光电门2的遮光时 单位：cn 间△，以及经过光电门1、2的时间间隔t,并计 算出小车经过光电门2的速度，改变光电门2 的位置，多次实验 (1)所用实验器材除电磁打点计时器（含纸带、复 背光片 光电「]1 写纸)、小车、一端带有滑轮的长木板、绳、钩 小 线 码、导线及开关外，在下面的器材中，必须使 用的还有 (填选项代号). A电压合适的交流电源 B.电压合适的直流电源 (1)实验中是否需要小车每次从同一位置释放 C.刻度尺D.秒表 E.天平 (填“需要”或“不需要”) (2)计数点4对应的速度大小，= m/s (2)正确实验得到小车速度v与时间t的数据如 (结果保留两位有效数字). 下表，在方格纸中作出t图像 (3)物块诚速运动过程中加速度的大小为a m/s2(结果保留三位有效数字). 时间t/s 0.51.01.52.0 2.53.0 (4)重物落地瞬间，物块的速度为u= m/s 速度v/(m·s1)0.220.280.330.370.400.42 (结果保留三位有效数字). 15am·s) 第二章匀变速直线运动的研究 12 第1节实验：探究小车速度随时间变化的规律 10 基础过关练 用 0.6 1.D【解析】该打点计时器应接在交流电源上，故A错误：当 0. 打点计时器正常工作时，纸带上点迹越密的地方，所需时间 0.2 越长，表示纸带的运动速度越小，故B错误：纸带上相邻两点 0.1 0.20.30.4 0.50.6 间的时间间隔为T=了-Q.02,故C错误：若纸带上打出 方法总结 利用光电门求醉时追度，加速度的方法：利用口=江求 D,F两点的时间间隔为山.两点间距离为△x,则可以用岁 经过光电门的瞬时速度，利用a 大致表示打下E点时纸带的瞬时速度，故D正确. 求加速度， △ 2C【解析】实验中打点计时器接的是交流电源，故A错误： 综合提能练 实验时，应先接通电源，再释放小车，故B惜误：小车做匀加 5.(1)需要(2)图见解析(3)挡光片通过光电门1时小车的 速运动的加速度大小为。一一兰一工，故心正确：： (2T)2 速度大小(4)作出t=28时图线的切线，该切线的斜率即 打计数点B时，小车的建度大小为。=产，故D错误 为该时刻小车的加速度(5)0.55：测出1=2s时光电门1、 2之间的距离进行验证 3A【解析】选取包含F点在内的位移间隔越小，用A:计算 【解析】(1)实验需要保持小车经过光电门1时的速度不变， 的结果越接近于F点的瞬时速度，故A正确：在实验中，用 故需要小车每次从同一位置释放。 生芙链点：应用了栽限恩想 (2)根据表中数据描点，用平滑的曲线连接，如图所示， 计算出来的℉点的瞬时速度比实际速度偏大，故B wm"s力 误：从实验的角度看，如果选取包含F点在内的位移间隔越 小，测量误差越大，故C,D错误 4.(1)AC(2)0.74(3)图见解析：1.53 0. 【解析】(1)为使小车受到的合力不变，连接重物和小车的细 线应与长木板保持平行，A正确：长木板的一端不需要垫高 来平衡摩擦力，只要小车做加速直线运动即可，B错误，小车 应靠近打点计时器，先接通电源，待打点计时器打点稳定后， ■■■■■■■■■■■■■■■■ 再释放小车，纸带会得到充分利用，记录较多的数据，减小实 士s 00.51.01.52.02.53.0 验误差，C正确：选择计数点时，要从第一个比较请晰的点开 (3)由题可知t表示小车经过光电门1、2的时间间隔，故- 始选择计数点，可以不从纸带上第一个点开始，D错误。 图像中纵轴上的截距表示挡光片通过光电门1时小车的速 (2)已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz,可得打 点周狗为T=子一动。一心02，由中间时刻的瞬时速度等 度大小。 (4)-t图像的斜率表示加速度，故作出！=2s时图线的切 于平均速度，可得打计数点3的速度大小为一立 线，该切线的斜率即为该时刻小车的加速度。 23.8-9 (5)v-t图像与坐标轴围成的面积表示位移，得出0一2s内 2X572X5×0.02×10m/s=0,74m/k 小车运动的距离约为x=0.55m.w-t图像面积表示的也是 (3)在题图3中标出，作图如图所示 光电门1,2之间的距离，故测出t=2s时光电门1,2之间的 由速度一时间图像的斜率表示加速度，可得小车的加速度大 距离进行验证即可. 小为a是-0 2m/s2=1.53m/s2. :6.(1)AC(2)0.80(3)2.00(4)1.28 8 【解析】(1)电磁打点计时器打点需要电压合适的交流电源， $$\frac { 1 0 } { 4 } s = 2 . 5 s ，$$ ，则可知运动员在水平雪道上运动2s后的速度 A正确，B错误；打出的纸带需要测量点间的长度，需要刻度 为 $$v _ { 2 } = v _ { 0 } - a t _ { 2 } = \left( 1 0 - 4 \times 2 \right) m / s = 2 m / s .$$ 尺，C正确：打点计时器就可以计时，不需要秒表，D错误；可 4.BCD D 【解析】通过 A 点，物体甲的速度大小为6m/s，乙的 由打出的纸带来计算速度和加速度，所以不需要天平测量物 速度大小为 2m/s， ，丙的速度大小为4m/s，所以物体甲最 体的质量，E错误. 快，乙最慢，故A错误；通过A点前 1 s时，根据公式 x= (2)由题意可知相邻计数点的时间间隔为 T=0.02×5s=0.1s， $$v _ { 0 } + a t ，$$ ，可得物体乙的速度为 $$v _ { 1 } = v _ { 0 } c - a _ { 2 } t _ { 1 } = \left( 2 - 3 \times$$ 计数点4对应的速度大小 $$v _ { 4 } = \frac { x _ { 2 } } { 2 T } = \frac { \left( 7 . 0 1 + g _ { 0 } \left( 0 \right) \times { 1 0 ^ { - 2 } } } { 2 \times 0 . 1 } m / s =$$ 1)m/s=-1m/s， ，通过A点前 1s 时，物体丙的速度为 $$v _ { 2 } =$$ 0.80m/s. $$v _ { 0 1 4 } - a _ { 1 0 } t _ { 1 } = \left( - 4 - 2 \right) m / s = - 6 m / s ，$$ ，可知通过A点前 (3)由匀变速直线运动的推论，可得物块做减速运动时的加速 1s 时，矢量的正负表示方向，可知物体乙、丙的运动方向相 度大小为 $$a = \frac { \triangle x } { T ^ { 2 } } = \frac { \left( 1 0 . 6 0 + 8 . 6 1 - 6 . 6 0 - 4 . 6 0 \right) \times { 1 0 ^ { - 2 } } { 4 \times 0 . 1 ^ { 2 } } } m / s ^ { 2 }$$ 同，故 B 正确；通过 A 点后 1s 时，根据公式 $$v = v _ { 0 } + a t ，$$ ，可得 物体甲的速度为 $$v _ { 3 } = v _ { 0 } v + a _ { 甲 } t _ { 1 } = \left[ 6 + \left( - 1 \right) \times 1 \right] m / s =$$ $$= 2 . 0 0 m / s ^ { 2 } .$$ 5m/s，物体乙的速度为 $$v _ { 4 } = v _ { 0 } c + a _ { c } t _ { 1 } = \left( 2 + 3 \times 1 \right) m / s =$$ (4)物块加速时有 $$\left[ a ' = \frac { \left( 9 . 0 0 + 7 . 0 1 - 5 . 0 1 - 3 . 0 0 \right) \times 1 0 ^ { - 2 } } { 4 \times 0 . 1 ^ { 2 } } m / s ^ { 2 }$$ 4×0.1 5m/s，可知物体甲、乙的速度相同，故C正确；通过A点后 $$= 2 . 0 0 m / s ^ { 2 } ，$$ ，已知 $$v _ { 4 } = 0 . 8 0 m / s ，$$ ，计数点 对应的速度大小 3s时，根据公式 $$v = v _ { 0 } + a t$$ 可得物体甲的速度 $$v _ { 2 } = v _ { 0 } +$$ $$v _ { s } = \frac { x _ { B } } { 2 T } = \frac { \left( 8 . 6 1 + 6 . 6 0 \right) \times { 1 0 ^ { - 1 } } } { 2 \times 0 . 1 } m / s = 0 . 7 6 m / s ，$$ 设物块从 $$a _ { 甲 } d _ { 3 } = \left[ 6 + \left( - 1 \right) \times 3 \right] m / s = 3 m / s ，$$ ，物体乙的速度 $$v _ { 6 } = v _ { 0 } t$$ $$+ a _ { C } t _ { 3 } = \left( 2 + 3 \times 3 \right) m / s = 1 1 m / s ，$$ ，物体丙的速度 $$v _ { 7 } = v _ { 0 } v$$ 计数点4开始加速的时间为 $$t _ { 1 } ，$$ 到计数点9的减速时间为 $$+ a _ { 甲 } t _ { 3 } = \left( - 4 + 2 \times 3 \right) m / s = 2 m / s ，$$ ，矢量的正负表示方向， $$t _ { 2 } ，$$ $$t _ { 1 } + t _ { 2 } = 0 . 5 s ，$$ ，由匀变速直线运动速度一时间公式 可知物体甲、乙、丙的运动方向相同，故D正确. 有 $$v = v _ { 1 } + a ' t _ { 1 } ， v = v _ { 9 } + a t _ { 2 } ，$$ ，解得 v=1.28m/s. 5.C【解析】在AB段时质点处于匀速运动状态，故A错误； 方法总结 一易错点： 图像中，平行于 表示静止状态 1.打点计时器原理要清楚，需要电压合适的交流电源， 图像在：轴上方，前2s内与第5s内的运动方向相同，故B 2.匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间 错误：由 $$a = \frac { \triangle a } { \triangle }$$ 得(A段和 BC 段的加速度分别为 $$a _ { 1 } = 3 m / s ^ { 2 } ，$$ 内的平均速度. $$a _ { 2 } = - 6 m / s ^ { 2 } ，$$ ，则 BC 段的加速度方向与速度方向相反，故 第2节匀变速直线运动的速度与时间的关系 C正确，D错误 基础(送练 综合(提能练 1.D【解析】在任意相等时间内的位移相等，则 $$v = \frac { \triangle r } { \triangle t }$$ 就是一 6. A【解析】乙物体在 的加速度为 $$a _ { 1 } = \frac { 4 } { 2 } m / s ^ { 2 } =$$ 个定值，即物体做匀速直线运动，故A错误；如果物体的加 $$2 m / s ^ { 2 } ，$$ ，方向沿正方向，乙物体在 的加速度为 $$a _ { 2 } =$$ 速度均匀增加，即加速度是变化的，则物体做变加速运动，故 B错误；如果物体的加速度在增大，则物体的速度不一定在 $$\frac { 0 - \left( - 4 \right) } { 6 - 4 } m / s ^ { 2 } = 2 m / s ^ { 2 } ，$$ ，方向沿正方向，所以乙物体在 增大，当加速度和速度方向相反时，物体的速度就减小，且速 2s和 4-6s 的加速度相同，故A正确；甲在 02s 朝正方 度减小得越来越快，故C错误. 向运动， 24s 朝负方向运动， 朝正方向运动，乙在 2.B 【解析】若加速度方向和速度方向相同，则做加速运动，若 03s 朝正方向运动， 朝负方向运动，故 06s 甲、乙 加速度方向和速度方向相反，则做减速运动，题中没有给甲、 均做往返运动，故 B 错误； 甲朝负方向做匀速直线运 乙的初速度方向，所以甲、乙可以做加速运动，也可以做减速 动，位移为 $$x _ { 1 } = - 4 m - 4 m = - 8 m ， 2 \sim 4 s$$ 乙的加速度为 运动，故 A、C 错误；加速度是描述速度变化快慢的物理量， $$a = \frac { - 4 - 4 } { 2 } m / s ^ { 2 } = - 4 m / s ^ { 2 } ，$$ C 错误； ：2∼4s 甲做匀速直 符号表示方向，根据 △v=a△t， ，甲的加速度大小更大，则相 线运动，加速度为 0.24s 乙的位移为0，平均速度为0，故 等时间内速度变化量大小较大，故B正确：根据 $$v = v _ { 0 } + a t ，$$ D错误 不知道甲、乙初速度的大小和方向，所以无法比较甲、乙 1s 7.AC 【解析) 图像上得知海盗快艇行驶的最大速度为 末的速度大小，故D错误. 15m/s，A正确；在66s末海盗快艇速度方向没变，速度大 3.C【解析】设运动员在水平雪道上滑行速度减为 所用的时 小减小，B错误；在 066s 内 y=t 图线的斜率逐渐减小，故 间为，则根据速度时间关系可得 $$0 = v _ { 0 } - a t ，$$ ，解得 $$t = \frac { v _ { 0 } } { a } =$$ 加速度逐渐减小，C正确；在96~116s内海盗快艇调头做匀 9