第二章 第1节 实验：探究小车速度随时间变化的规律-【创新教程】2025-2026学年高中物理必修第一册五维课堂课时作业（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 １．在“探究小车速度随时间变化的规律” 实验中,下列说法正确的是 (　　) A．小车在钩码的牵引下运动时只需打 一条纸带,然后进行数据处理 B．为使测量更为严谨,应把打下的第一 个点作为第一个测量点 C．为了便于测量,应舍掉开头一些过于 密集的点,找一个适当的点作为计时 起点 D．两相邻测量点间的时间间隔必须是 ０􀆰１s ２．(多选)在用打点计时器“探究小车速度 随时间变化的规律”实验中,下列关于 作出v－t图像的说法中,正确的是 (　　) A．只要确定了v－t图像中的两点,就 可以得出小车运动的v－t图像,因 此,实验只需要测出两组数据 B．作出v－t图像时,所取的点越多,图 线就越准确 C．作出的v－t图线应该通过所有的 点,图线曲折也可以 D．对于偏离直线较远的点,说明误差太大, 应舍去 ３．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 ４．某同学用打点计时器测量做加速直线运 动的物体的加速度,电源频率f＝５０Hz, 在纸带上打出的点中,选出零点,每隔４ 个点取１个计数点．因保存不当,纸带 被污染,如图所示,A、B、C、D 是依次排 列的４个计数点,仅能读出其中３个计 数点 到 零 点 的 距 离:sA ＝１６􀆰６mm, sB＝１２６􀆰５mm,sD＝６２４􀆰５mm． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰２６１􀅰 必修第一册 若无法再做实验,可由以上信息推知: (１)相邻两计数点间的时间间隔为　　 　　s． (２)打C点时物体的速度大小为　　　 　 m/s(结果保留两位有效数字)． ５．做“探究小车速度随时间变化规律”的 实验: (１)用一条纸带穿过打点计时器,该同学 发现有如图１中的两种穿法,感到有点犹 豫．你认为　　　　(选填“A”或“B”)的穿 法效果更好． (２)完成实验后,小明用刻度尺测量纸带 距离时如图２,B点的读数是　　　cm, 已知打点计时器每０􀆰０２s打一个点,则B 点对应的速度vB＝　　　　 m/s(v结果 保留三位有效数字)． (３)某实验小组中的四位同学利用同一 条纸带分别作出了如图３所示的四幅 v－t图像,其中最规范的是　　　　,由 此图像得到的加速度是　　　　 m/s２． ６．研究小车匀变速直线运动的实验装置 如图甲所示,其中斜面倾角可调．已知 电火 花 计 时 器 所 用 交 流 电 的 周 期 为 ０􀆰０２s．纸带上计数点的间距如图乙所 示,其中每相邻两点之间还有４个点未 画出． (１)部分实验步骤如下: A．调整倾角,使小车能够匀速下滑． B．关闭电源,取出纸带． C．接通电源,待打点计时器工作稳定后 放开小车． D．把打点计时器固定在平板上,将纸带 穿过限位孔． E．将小车停靠在打点计时器附近,小车 尾部与纸带相连． F．选择２２０V交流电源并接好电路． G．选择６~８V直流电源并接好电路． H．选择６~１０V交流电源并接好电路． 选择其中必需的实验步骤并按正确的 先后 顺 序 排 列:　　 　 　 (用 字 母 填写)． (２)小车加速度大小的计算式应为a＝ 　　　　． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰３６１􀅰 第二章　匀变速直线运动的研究 (３)如果当时电网中交变电流的周期不 正常,比已知的T 略大,而做实验的同 学并不知道,那么加速度的测量值与实 际值相比　　　　(选填“偏大”“偏小” 或“不变”)． ７．在“探究小车速度随时间变化规律”的 实验中 (１)如图甲所示,所用打点计时器的工 作电压为　　　; A．直流２２０V　　　B．交流２２０V C．直流６V D．交流６V (２)某次实验得到如图乙所示的一条清 晰纸带,截取了其中一段用刻度尺(单 位:cm)进行测量,在纸带上标注了A、 B、C、D、E、F、G 共７个计数点(每两个 点迹标注一个计数点),已知打点计时 器所用电源的频率为５０Hz,取计数点 A 对应时刻为０．其中计数点E 所在位 置的刻度尺读数为　　　　 cm,小车 加速 过 程 中 DF 段 的 平 均 速 度 为 　　　　 m/s(计算结果保留两位有效 数字),用这一速度表示小车通过E 点 时的瞬时速度,并将其描在坐标纸上 (见答题卷,其中B、C、D、F四个点已描 点完成)．请同学们在坐标纸上拟合图线, 并求解小车运动的加速度a＝　　　　 m/s２(计算结果保留两位有效数字)． ８．在用电火花计时器“探究小车速度随时 间变化的规律”实验中,图甲是一次记 录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、 D、E 为相邻的计数点,相邻计数点间还 有四个点未画出．(电源频率为５０Hz)． (１)根据运动学有关公式可求得vB ＝ １􀆰３８m/s,vC ＝ 　 　 　 　 m/s,vD ＝ ３􀆰９０m/s．(结果保留三位有效数字) (２)利用求得的数值在图乙所示坐标纸 上作出小车的v－t图像(从打A 点时 开始计时)．利用纸带上的数据求出小车 运动的加速度大小a＝　　　　 m/s２． (结果保留三位有效数字) (３)将图线延长与纵轴相交,交点的纵 坐标是０􀆰１２m/s,此交点的物理意义是 　． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰４６１􀅰 必修第一册 １２．ABC　[物体在 AB 段的位移为１m,因此由公式v＝ x t ,得v＝１m/s,故 A正确;物体在ABC段的位移大小 为x＝ １２＋２２ m＝ ５m,所以v＝xt ＝ ５ ２ m /s,故 B 正确;根据公式v＝xt 可知,当物体位移无限小,时间无 限短时,物体的平均速度可以代替某点的瞬时速度,位 移越小,平均速度越能代表某点的瞬时速度,故 C 正 确;物体做曲线运动,物体在B 点的速度不等于AC 段 的平均速度,故 D错误．] １３．解析:物体运动示意图为: 物体全程的位移大小x＝v２t２－v１t１＝６×５m－４×５m ＝１０m,全程用时t＝５s＋５s＋５s＝１５s,故平均速度 大小 v＝xt ＝ １０ １５m /s＝２３ m /s,方向向西．物体全部的路程 s＝v２t２＋v１t１＝６×５m＋４×５m＝５０m,故平均速率 v′＝st ＝ ５０ １５m /s＝１０３ m /s． 答案:２ ３ m /s,方向向西　１０３ m /s １４．(１)１２ (v１＋v２)　(２) ２v１v２ v１＋v２ 第４节　速度变化快慢的描述———加速度 １．A　[若物体向右做减速运动,则速度变化量方向向左, A正确;若物体做匀速直线运动,不论速度大小速度变 化量都为零,故B错误;速度变化量是矢量,既表示速度 变化的大小,也能表示速度变化的方向,故 C、D错误．] ２．B　[加速度的正、负只表示方向,比较其大小看绝对值, 故 A错误;B 的 加 速 度 大,表 示 其 速 度 变 化 快,故 B 正 确;由于未知 A、B两物体的速度方向为正还是为负,因 此无法确定速度的增减,故 C、D错误．] ３．C　[某时刻物体速度为零,其加速度不一定为零,故 A 错误;加速度与速度没有直接的关系,速度很大的物体, 其加速度可能很小,可能为零,比如匀速直线运动,故 B 错误;速度变化时,加速度可以不变,故 C 正确;运动物 体的速度变化量越大,加速度不一定越大,还取决于变 化所用的时间,故 D错误．] ４．D　[小汽车在刚启动时,速度为零,加速度不为零,B可 能;小汽车高 速 且 匀 速 行 驶 时,速 度 很 大,而 加 速 度 为 零,A可能;在较长的时间内,小汽车加速度较小,速度 变化量也可以很大,C可能;加速度是表示速度变化快慢 的物理量,加速度大,速度变化一定快,D不可能．] ５．B　[雨滴做加速直线运动,加速度减小,雨滴下落的速 度增加得越来越慢;加速度为零时,雨滴的速度最大,A 错,B对;雨滴一直下落,位移逐渐增大,C错;加速度即 为速度变化率,加速度减小,故速度变化率减小,D错．] ６．D　[由题意可知“利剑”的制动力逐渐增大,故其加速度 越来越大,则飞机做加速度增大的减速运动,故只有 D 正确．] ７．B　[由v－t图像的斜率知,０~t２ 时间内,甲的加速度小 于乙的加速度,两者的加速度方向相同,A、D 错,B对; ０~t２ 时间内,甲一直向正方向运动,０~t１ 时间内,乙向 负方向运动,t１~t２ 时间内,乙向正方向运动,C错．] ８．C　[遮光板通过第一个光电门的平均速度v１＝ s Δt１ ＝３．０×１０ －２ ０．３０ m /s＝０􀆰１０m/s,这个速度就是通过第一 个光电门中间时刻的 速 度,即 记 时０􀆰１５s时 的 瞬 时 速 度;遮光板通过第二个光电门的平均速度v２＝ s Δt２ ＝３．０×１０ －２ ０．１０ m /s＝０􀆰３０m/s,这个速度就是通过第二个光 电门中间时刻的速度,即第二个光电门记时０􀆰０５s时的瞬时速 度;因此加速度a＝v２－v１Δt ＝ ０．３０－０．１０ ０．３０＋０．１５＋０．０５m /s２＝ ０􀆰４０m/s２,因此选项 C正确．] ９．BD　[根据加速度定义,该物体在任意１s末的速度比该 秒初的速度大３m/s,A 错误,B正确;加速度和任何时 刻的速度大小都没有关系,故 C错误;该物体在任意１s 初与前１s末对应的是同一时刻,速度相等．] １０．BCD　[从题图可知０~１s内质点做初速度为零的匀 加速直线运动,加速度为３m/s２;１~３s内质点做速度 为３m/s的匀速直线运动,３s末质点的速度为３m/s; 最后１s质点做匀减速直线运动．] １１．ACD　[在加速直线运动中,物体的加速度的方向与初 速度方向相同,确定初速度方向为正方向时,加速度为 正值,故选项 A、D正确;在减速直线运动中,物体的加 速度的方向与初速度方向相反,取加速度的方向为负 方向时,物体速度为正值,选项 B错误;在直线运动中, 如果是加速直线运动,取初速度的方向为负值,则加速 度为负值,且速度变大,故选项 C正确．] １２．AB　[由v－t图像可以看出,小车的速度先增加再不 变后减小,最大速度约为０􀆰８m/s,故 A、B均正确;小车 的速度先增大后减小,一直朝正方向运动,C错误;图线 弯曲表明小车速度变化不均匀,不表示小车做曲线运 动,故 D错误．] １３．解析:物体在０~１s内做加速直线运动,速度变化量为 Δv１＝４m/s－０＝４m/s 加速度a１＝ Δv１ Δt１ ＝４m/s２,方向与速度方向相同 在１~３s内做减速直线运动, 速度变化量 Δv２＝０－４m/s＝－４m/s 加速度a２＝ Δv２ Δt２ ＝ －４３－１m /s２＝－２m/s２, 方向与速度方向相反 在３~４s内做加速直线运动, 速度变化量 Δv３＝－２m/s－０＝－２m/s 加速度a３＝ Δv３ Δt３ ＝ －２４－３m /s２＝－２m/s２, 方向与速度方向相同． 答案:见解析 １４．０．４m/s２　０􀆰３３m/s２ 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 １．C　[小车在钩码的牵引下运动时,采用多次测量,打出 多条纸带,进行数据处理,有利于减小误差,故 A 错误; 纸带上开始时密集的点,点距过小,测量误差较大,故应 舍去,找一个适当的点作为计时起点,故B错误,C正确; 选取计数点,可增加测量距离,减小测量过程所产生的 误差,两相邻测量点间的时间间隔不一定取０􀆰１s,故 D 错误．] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰８３２􀅰 物理􀅰必修第一册 ２．BD　[作v－t图像时,选取的点越多,作出的图线越准 确,但由于实验存在误差,同一次实验得到的各点不可 能全部在同一直线上,因此,应使落不到直线上的点均 匀分布在直线的两侧,以减小实验造成的误差．] ３．B　[因为有误差,这些点才不可能在一条直线上,若理 想化,这些点将都在一条直线上,①③错误,②④正确, 故B正确．] ４．解析:(１)相邻两点间的时间间隔为０􀆰０２s,每隔４个点 取１个计数点,则相邻两计数点间的时间间隔为T＝５× ０􀆰０２s＝０􀆰１s． (２)vC＝ sD－sB ２T ≈２􀆰５m /s． 答案:(１)０􀆰１　(２)２􀆰５ ５．解析:(１)由 图 可 知,该 打 点 计 时 器 为 电 磁 式 打 点 计 时 器;在使用打点计时器时,纸带应放在复写纸的下方,故 B 的效果更好． (２)由 图 可 知,A 点 的 坐 标 为 ０􀆰５０cm,B 点 的 坐 标 为 ３􀆰２０cm,C点的坐标为６􀆰３０cm; 已知打点计时器每０􀆰０２s打一个点,利用匀变速直线运 动 的 推 论:vB ＝ xAC ２T ＝ ６．３０－０．５０ ２×０．０２ × １０ －２ m/s ＝１􀆰４５m/s． (３)描完点后,先大致地判断这些点是不是在一条直线 上,然后画一条直线,让这些点均匀地散落在这条直线 的两侧,故C错误;描绘图像时取坐标单位的时候不能 随意,要使得大部分点落在整个坐标区域中,故 B、D错 误,A正确;根据a＝ΔvΔt ,结合图像,可知,v－t图像的斜率即 为纸带的加速度,则a＝０．５０－０．２１０．６ m /s２＝０􀆰４８３m/s２． 答案:(１)B　(２)３􀆰２０　１􀆰４５　(３)A　０􀆰４８３ ６．解析:(１)由于电火花计时器应用２２０V交流电,因此 G、 H 不选,另外由于只测加速度,不用平衡摩擦力,A 步骤 不选,具体步骤为:先固定打点计时器,后接好电源,放 好小车,连好纸带,接通电源,放开小车,最后断开电源, 取出纸带,因此步骤是FDECB(DFECB)． (２)由于每相邻两个计数点间还有４个点没有画出,所以 相邻的计数点间的时间间隔T＝０􀆰１s,设A 到B 之间的 距离为x１,以后各段分别为x２、x３、x４、x５、x６,根据匀变 速直线运动的推论公式 Δx＝aT２ 可以求出加速度的大 小,得:x４－x１＝３a１T２ x５－x２＝３a２T２ x６－x３＝３a３T２ 为了更加准确地求解加速度,我们对三个加速度取平均 值得:a＝１３ (a１＋a２＋a３),即小车运动的加速度计算表 达式为:a＝d６－d３－d３ ９T２ ＝ d６－２d３ ９T２ ． (３)交变电流的周期T 略大,使得打点时间间隔变长,最 后测量的 Δv偏大,而计算时认为周期T 正常,因此测量 加速度的值偏大． 答案:(１)FDECB(DFECB)　(２) d６－２d３ ９T２ 　(３)偏大 ７．解析:(１)电火花打点计时器的工作电压为交流２２０V, 而电磁式打点计时器,其工作电压为交流４~６V,图中 为电火花打点计时器,故B正确,A、C、D错误． (２)计数点E 所在位置的刻度尺读数为１４􀆰５０cm,DF 段 的位移为:xDF＝(１９􀆰１５－１０􀆰３０)cm＝８􀆰８５cm,则重物 下落过程中 DF 段的平均速度为:v＝xDF２T＝ ８．８５×１０－２ ４×０．０２ m/s＝１􀆰１m/s． 根据描点作图,速度与时间图像如图所示． 图线的斜率为加速度,为:a＝ΔvΔt＝ １．２２－０．７０ (２０－２．４)×１０－２ m/s２ ＝３􀆰０m/s２． 答案:(１)B　(２)１４􀆰５０　１􀆰１　３􀆰０ ８．解析:(１)打C点时对应的速度为 vC＝ xBD ２T＝ ６０．３０－７．５０ ０．２ cm /s＝２６４cm/s＝２􀆰６４m/s． (２)用描点法作出小车的v－t图像如图所示． 由图知小车运动的加速度大小 a＝vD－vBtD－tB ＝３．９０m /s－１．３８m/s (３－１)×１０－１s ＝１２􀆰６m/s２． (３)此交点表示从 A 点开始计时时,小车的速度大小为 ０􀆰１２m/s． 答案:(１)２􀆰６４　(２)见解析图　１２􀆰６ (３)从A 点开始计时时,小车的速度大小为０􀆰１２m/s 第２节　匀变速直线运动的速度与时间的关系 １．B　[匀加速直线运动中,加速度和初速度方向相同,选 项 A正确;加速度的正、负取决于正方向的选取,加速度 方向与规定 的 正 方 向 相 同 时 加 速 度 为 正 值,反 之 为 负 值,所以无论是匀加速还是匀减速,加速度有可能是正 值,也有可能是负值,选项 C正确,选项 B错误;当规定 初速度方向为正方向时,匀加速直线运动中的加速度与 速度方向相同,故取正值,选项 D正确．] ２．A　[v＝４＋２t与v＝v０＋at比较可知:v０＝４m/s, a＝２m/s２,故 A正确．] ３．B　[在跑道上的运动时间t１＝ v１ a１ ＝４０２ s＝２０s ,在空中 的运动时间t２＝ v２－v１ a２ ＝２００－４０５ s＝３２s ,则运动的总 时间t＝t１＋t２＝(２０＋３２)s＝５２s,故 B正确,A、C、D 错误．] ４．D　[由题意可得３０TFSI的加速度大小为a＝３m/s２,末 速度大小为v＝１００km/h＝２７􀆰８m/s,由速度时间关系 可得时间为t＝va ＝ ２７．８ ３ s＝９􀆰３s ,故 D 正确,A、B、C 错误．] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰９３２􀅰 参考答案