第一章 实验一 测量做直线运动物体的瞬时速度-【高考DNA解码】2026年高考物理一轮总复习学生用书word（广东专用）

实验一　测量做直线运动物体的瞬时速度 实验类型·全突破 类型1 典例1　解析：(1)研究小车的匀变速直线运动，需要测量小车的位移及时间，打点计时器可以记录时间，则只需要测量位移，所以需要刻度尺，故B正确，A、C、D错误。 (2)本实验只需小车做匀加速直线运动，不需要平衡摩擦力，也不需要细线的拉力等于重物的重力，所以A、D错误；使用打点计时器，应先接通电源，待打点稳定后再释放小车，所以B正确；小车与滑轮间的细线要尽可能与木板平行，才能保证小车做匀变速运动，所以C正确。 (3)小车的加速度大小为 a＝ ＝ m/s2 ＝0.80 m/s2。 答案：(1)B　(2)BC　(3)0.80 典例2　解析：(1)将表格中数据转化如图所示，则x1＝507 m，x2＝587 m，x3＝665 m，x4＝746 m，x5＝824 m，x6＝904 m，可得x2－x1＝80 m，x3－x2＝78 m，x4－x3＝81 m，x5－x4＝78 m，x6－x5＝80 m，相邻相等时间间隔位移差大小接近，可判断该飞行器在这段时间内近似做匀加速运动。 (2)x＝507 m时该飞行器的速度即t＝1 s时的瞬时速度，利用匀变速直线运动的特点可知时间中点的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，故 v＝＝ m/s＝547 m/s。 (3)由逐差法得 a＝＝ m/s2≈79 m/s2。 答案：(1)相邻相等时间间隔位移差大小接近　(2)547　(3)79 典例3　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加速运动即可，不需要倾斜轨道补偿阻力，选项B错误；为了充分利用纸带，则小车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 类型2 典例4　解析：(1)根据游标卡尺的读数方法，可得d＝5 mm＋6×0.1 mm＝0.56 cm。 (3)如图所示。 (4)根据-t图线纵轴截距的物理意义，可得遮光条宽度d趋于0时，经过光电门的瞬时速度v＝2.244 m/s(2.240～2.248均可)。 答案：(1)0.56　(3)见解析图　(4)2.244(2.240～2.248均可) 典例5　解析：(1)根据题中提供的小球和测量要求可得出要使用小钢球进行实验，与乒乓球、小塑料球相比，小钢球受到的空气阻力可忽略，可认为是做自由落体运动，可以减小实验误差。 (2)根据实验要求，可以得出先固定刻度尺，然后固定手机调好手机镜头位置，打开手机摄像功能进行摄像，最后捏住小球，使小球由静止下落，即步骤为①③④②。 (3)题图2左侧图片中小球上边缘的读数为2.00 cm，中间图片中小球上边缘的读数为26.00 cm，右侧图片中小球上边缘的读数为76.70 cm，由逐差法可得当地的重力加速度大小为 g＝。 (4)由于释放小球时手稍有晃动，小球偏离竖直方向，则小球做平抛运动，但在竖直方向仍做自由落体运动，故仍能用(3)问中的方法测量重力加速度。 答案：(1)小钢球　(2)①③④②　(3)9.6(9.5～9.7均可)　(4)仍能 典例6　解析：(1)由纸带数值得出ΔxAD＝6.60 cm＋8.00 cm＋9.40 cm＝24.00 cm；＝＝80.0 cm/s。 (2)如图甲所示。 (3)在-t图像中，将实验点用直线连接，如图乙所示，由图像可求得直线斜率k＝ cm/s2≈70.0 cm/s2，b＝59.0 cm/s。 (4)由于小车做匀加速直线运动，以A点为运动起点，其位移方程为Δx＝vAΔt＋a(Δt)2，则平均速度＝＝vA＋aΔt。故斜率k＝a，b＝vA，所以a＝2k，vA＝b。 答案：(1)24.00　80.0　(2)见解析图　(3)70.0(69.5～70.5均可)　59.0(57～61均可)　(4)b　2k 学科网（北京）股份有限公司 $$ 　测量做直线运动物体的瞬时速度 教材原型实验 [典例1]　(2025·广东潮州模拟)小明同学用如图甲所示的装置测量做直线运动物体的瞬时速度和加速度，请你帮助小明完成实验。 (1)除了图甲中标出的器材外，还需要______(请填选项前的字母序号)。 A．弹簧测力计 B．刻度尺 C．天平 D．秒表 (2)实验中，必要的措施是________(请填选项前的字母序号，多选)。 A．重物的质量远远小于小车的质量 B．先接通电源，待打点稳定后再释放小车 C．小车与滑轮间的细线要尽可能与木板平行 D．长木板的一端垫高，直到小车不挂重物时能够匀速下滑 (3)实验中得到一条点迹清晰的纸带，打出的部分计数点如图乙所示，每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出。小车的加速度大小a＝________(要求充分利用测量的数据，结果保留2位有效数字)。 [听课记录]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [典例2]　用雷达探测一高速飞行器的位置。从某时刻(t＝0)开始的一段时间内，该飞行器可视为沿直线运动，每隔1 s测量一次其位置，坐标为x，结果如下表所示： t/s 0 1 2 3 4 5 6 x/m 0 507 1 094 1 759 2 505 3 329 4 233 回答下列问题： (1)根据表中数据可判断该飞行器在这段时间内近似做匀加速运动，判断的理由是：_________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (2)当x＝507 m时，该飞行器速度的大小v＝____m/s。 (3)这段时间内该飞行器加速度的大小a＝____m/s2(保留2位有效数字)。 [听课记录]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [典例3]　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．倾斜轨道以补偿阻力 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]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 拓展创新实验 　实验器材创新 [典例4]　(2024·广东广州二模)某同学采用如图(a)所示的装置测量瞬时速度。将气垫导轨一端垫高，在低端装上光电门，带遮光条的滑块从高端由静止释放，宽度为d的遮光条通过光电门的遮光时间为t，当d足够小时，可用平均速度＝表示遮光条经过光电门的瞬时速度。 　 请完成下列实验内容： (1)某次实验，该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图(b)所示，则d＝________cm； (2)改变并测量遮光条的宽度，重复实验，每次释放滑块时，保证遮光条的前端对应同一位置，记录遮光时间t，求出对应的平均速度，根据得到的实验数据(，t)，在图(c)的坐标系中描点； (3)根据所描的点，在图(c)中作出随t变化的图线； (4)根据-t图线，可求得遮光条宽度d趋于0时，经过光电门的瞬时速度v ＝________m/s(结果保留3位小数)。 [听课记录]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　创新点在于利用气垫导轨和光电门替代打点计时器，通过改变遮光条宽度，多次测出同一位置的速度，再画-t图，通过延伸，找到d→0时的瞬时速度。 　实验设计创新 [典例5]　用手机拍摄物体自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如图1所示。 (1)家中有乒乓球、小塑料球和小钢球，其中最适合用作实验中下落物体的是________； (2)下列主要操作步骤的正确顺序是________(填写各步骤前的序号)； ①把刻度尺竖直固定在墙上 ②捏住小球，从刻度尺旁静止释放 ③手机固定在三脚架上，调整好手机镜头的位置 ④打开手机摄像功能，开始摄像 (3)停止摄像，从视频中截取三帧图片，图片中的小球和刻度如图2所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为 s，刻度尺的分度值是1 mm，由此测得重力加速度为______ m/s2(结果保留2位有效数字)； (4)在某次实验中，小明释放小球时手稍有晃动，视频显示小球下落时偏离了竖直方向。从该视频中截取图片，________(选填“仍能”或“不能”)用(3)问中的方法测出重力加速度。 [听课记录]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　用手机拍摄物体自由下落的视频，再从视频中间隔相等的时间截取分帧图片替代打点计时器和纸带；利用分帧图片上物体位置的变化替代研究纸带运动求解加速度。 　实验情境创新 [典例6]　某同学利用如图(a)所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。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。 (1)已知打出图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1 s，以打出A点时小车位置为初始位置，将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移Δx填到表中，小车发生对应位移所用时间和平均速度分别为Δt和。表中ΔxAD＝______ cm，＝______ cm/s。 位移区间 AB AC AD AE AF Δx/cm 6.60 14.60 ΔxAD 34.90 47.30 /(cm·s-1) 66.0 73.0 87.3 94.6 (2)根据表中数据得到小车平均速度随时间Δt的变化关系，如图(c)所示。 在图(c)中补全实验点。 (3)从实验结果可知，小车运动的-Δt图线可视为一条直线，此直线用方程＝k·Δt＋b表示，其中k＝________ cm/s2，b＝________ cm/s(结果均保留3位有效数字)。 (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点时小车速度大小vA＝________________________________________________________，小车的加速度大小a＝________(结果用字母k、b表示)。 [听课记录]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　本实验通过画-t图像，考查匀变速直线运动规律，且考查考生利用数学工具解决物理问题的能力。 1 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $$