2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 讲义 -2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册同步考点题型练

目录 第05课时　实验：探究小车速度随时间变化的规律 1 考点一　原型实验 1 考点二　拓展实验 4 巩固训练·提升能力 6 第05课时　实验：探究小车速度随时间变化的规律 考点一　原型实验 必备知识·回顾梳理 一、实验目的 1.巩固打点计时器的使用及利用纸带求瞬时速度。 2.学会用实验探究小车速度随时间变化的规律，并用v-t图像处理实验数据。 二、实验原理 　用描点法画出小车的v-t图像，图线的倾斜程度表示加速度的大小，如果v-t图像是一条倾斜的直线，说明小车的速度随时间是均匀变化的。 三、实验器材 　打点计时器、交流电源（频率为50 Hz）、纸带、一端带有滑轮的长木板、小车、细绳、槽码、刻度尺、坐标纸。 四、实验步骤 1.如图所示，把一端带有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端，连接好电路。 2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下面挂上适当的槽码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定在小车的后面。 3.把小车停在靠近打点计时器的位置，先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一行小点，随后，立即关闭电源。 4.增减所挂的槽码（或在小车上放置重物），更换纸带，再做两次实验。 五、数据处理 1.测量并记录数据 （1）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（0点），每5个点（相隔0.1 s）取一个计数点并测量各计数点到0点的距离X1，X2，X3，…填入表中，再算出相邻计数点之间的距离x1，x2，x3，… 位置编号 0 1 2 3 4 5 6 … t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 X/m x/m v1/（m·s－1） … （2）取该计数点相邻两计数点,算出此段的平均速度,用此段的平均速度表示该点的瞬时速度，利用vn＝计算各计数点1，2，3，4，5的瞬时速度，填入表格中标有“v1”的一行。 （3）同理，计算增减槽码后两次实验时小车的速度，重复实验，分别填入表格中。 2.作出v-t图像分析运动规律 (1)在坐标纸上建立坐标系,描出数据点,如图所示; (2)用一条平滑曲线(包括直线)“拟合”这些点,让这条线通过尽可能多的点,不在线上的点均匀分布在线两侧,偏差比较大的点忽略不计。 （3）观察所得到的直线，分析小车的速度随时间变化的规律。 （4）根据v-t图像求出小车运动的加速度a＝。 六、实验结论 小车运动的v-t图像是一条倾斜的直线,说明速度随时间均匀增加,它们成“线性关系”,即小车运动的加速度不变。 七、注意事项 1.开始放开小车时,应使小车靠近打点计时器。 2.先启动打点计时器,等打点稳定后,再放开小车。 3.打点完毕,立即关闭电源。 4.选取一条点迹清晰的纸带,舍掉开头点迹密集部分,选取适当的计数点(注意计数点与计时点的区别),弄清楚所选的时间间隔T等于多少。 5.不要分段测量各段距离,应尽可能地一次测量完毕(可统一量出各计数点到计时起点的距离)。 6.在坐标纸上画v-t图像时,注意坐标轴单位长度的选取,应使图像大致布满坐标纸。 例题分析·考点题型 【例题1】.某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。 实验中，必要的措施是          。 A.细线必须与长木板平行 B.先接通电源再释放小车 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 他实验时将打点计时器接到频率为的交流电源上，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个点，图中未画出，，，，，，则小车的加速度          要求充分利用测量的数据，打点计时器在打点时小车的速度          结果均保留两位有效数字 【变式训练1】电火花打点计时器使用          电源填“直流”或“交流”，工作电压          。 研究小车匀变速直线运动的部分实验步骤如下： A.测量完毕，关闭电源，取出纸带 B.接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车 C.将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连 D.把打点计时器固定在平板上，让纸穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是：          用字母填写 在某次用打点计时器工作频率为测定已知作匀变速直线运动物体的加速度实验中，所获得的纸带。选好点后，每个间隔点取一个计数点中间的个点图中未画出，依次取得、、、、各点，测得的数据如图所示。 则纸带的加速度大小为          ，“”这一点的速度大小为          。结果均保留三位有效数字 【变式训练2】 关于打点计时器的使用，下列说法中正确的是           A.电磁打点计时器使用的是的直流电源 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，说明物体运动的越快 在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度，为了计算加速度，最佳的方法是           A.根据任意两计数点的速度用公式算出加速度 B.依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度 C.根据实验数据画出图像，量取其倾角，用求出加速度 D.根据实验数据画出图像，由图像上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式算出加速度 在研究匀变速直线运动的实验中电源频率为，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中、、、、为相邻的记数点，相邻记数点间有个计时点未标出，设点为计时起点 点的瞬时速度          ， 小车的加速度          计算结果保留两位有效数字 考点二　拓展实验 例题分析·考点题型 【例题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，图记录了桌面上连续的个水滴的位置。已知滴水计时器每内共滴下个小水滴 由图可知，小车在桌面上是          填“从右向左”或“从左向右”运动的； 该小组同学根据图的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图中点位置时的速度大小为           ，加速度大小为          。结果均保留位有效数字 【变式训练1】某物理兴趣小组在做研究物体“匀变速直线运动的规律”实验时，设计了三种方案：方案一如图甲所示，附有定滑轮的长木板放置在水平桌面上，打点计时器固定在木板的右端，小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过定滑轮系有重物的细绳方案二如图丙所示，用气垫导轨装置进行研究方案三如图丁所示，用频闪照相拍得的图片进行研究。 在方案一中，必须进行的操作是          多选。 A.把木板右端适当垫高，以平衡摩擦力 B.调节滑轮的高度，使细线与木板平行 C.小车的质量要远大于重物的质量 D.实验时要先接通电源再释放小车 打点计时器接入频率为的交流电，规范进行实验操作，得到如图乙所示的一条纸带，在纸带上每个间隔选取个计数点，依次标记为、、、、。测得、、、，由此可确定小车做          选填“匀加速”或“非匀加速”直线运动。 在方案二中，放置在气垫导轨上的滑块装有宽度的遮光条，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器图中未画出记录了遮光条通过光电门、的时间分别为、，用刻度尺测出两个光电门之间的距离，滑块的加速度大小          。 在方案三中，小球做匀加速直线运动时，每隔闪光一次的频闪照片如图丁所示，、、是小球运动过程中连续的三个位置。可知小球运动到位置时的速度大小          保留两位小数。 【变式训练2】如图是某兴趣小组研究匀变速直线运动的实验装置，实验时，用手机录制一钢球沿着倾斜槽由静止开始运动的一段视频，把视频文件导入计算机并利用视频播放器中的“逐帧播放”功能，每帧截取一张图片，按拍摄先后顺序合并成一张“频闪”照片，如图所示，已知手机拍摄帧率为即每秒拍摄张照片，小球各个位置对应刻度尺的读数如下表所示，各标记点的坐标分别用、、、、、和表示： 标记点 刻度尺读数 相邻两标记点之间的时间          。 小球在标记点时的大小为          结果保留三位有效数字。 小球运动过程的加速度表达式为          请用题给符号表示。 巩固训练·提升能力 一、单选题。 1.图甲为探究小车速度随时间变化的规律的实验装置，电源频率图乙为某次实验得到的纸带，纸带上的点为实际打下的点，下列说法正确的是(    ) A. ，两点的时间间隔 B. 该打点计时器可以使用直流电 C. 点时小车的速度大小 D. 小车的加速度大小 2.如图所示，滑块在槽码的牵引下沿气垫导轨做匀加速直线运动。滑块上安装了宽度为的遮光条，数字计时器记录了遮光条通过光电门和光电门所用的时间分别为和，遮光条在两个光电门之间运动的时间为。则(    ) A. 滑块通过光电门的速度是 B. 滑块的加速度大小是 C. 两个光电门之间的距离是 D. 滑块经过两个光电门间的平均速度为 二、多选题。 3.“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置如图所示，下列说法正确的是(    ) A. 小车释放前，应停在靠近打点计时器的位置上 B. 实验时，需要用秒表测量小车运动的时间 C. 实验时，应先接通电源后释放小车 D. 测量时，必须以纸带上打出的第一个点作为计时起点 4.如图所示，某同学用电火花打点计时器测量做匀变速直线运动小车的瞬时速度．下列实验操作正确的有(    ) A. 将电火花打点计时器接入的直流电源 B. 释放小车后再接通电源 C. 小车停止运动后先关闭电源再取下纸带 D. 计算出某段时间内的平均速度，即为这段时间内中间时刻的瞬时速度 5.在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列关于作图象的说法正确的是(    ) A. 只要确定了图象中的两点，就可以得到小车运动的图象，因此，实验只需要测出两组数据 B. 作图象时，所取的点越多，图象就越准确 C. 作出的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 6.如图所示，用气垫导轨和光电计时器研究物体的运动，滑块沿气垫导轨下滑时，光电计时器能分别记录挡片宽为挡住、光电门的时间、，根据气垫导轨上的刻度尺，可以测量出、光电门的距离。在实验时，下列说法错误的是(    ) A. 忽略光电门的大小，把它看作一个位置点，这是一种放大的思想方法 B. 是挡光片通过光电门时的平均速度，不能看作瞬时速度 C. 可以根据公式计算滑块在间的平均速度大小 D. 可以根据公式计算滑块的加速度大小 三、实验题。 7.某实验小组用如图甲所示的实验装置测量木块运动的加速度，一端垫起的木板上有一木块，木块与穿过电火花计时器的纸带相连，电火花计时器接频率为的交流电源，接通电源后，由静止释放木块，木块带动纸带打出如图乙所示的一条纸带，、、、、是选取的计数点，每相邻两计数点间还有四个点未画出。 图甲中电火花计时器所接电源的电压为          填“”或“”。 根据图乙中的数据可知，电火花计时器打点时木块的速度大小          ，木块加速度大小          。结果均保留两位有效数字 8.某同学要进行探究小车速度随时间变化的规律实验，请在下面列出的部分实验器材中，选出本实验中不需要的器材填在横线上填编号          。 秒表    刻度尺       低压直流电源    低压交流电源 如图，某同学利用打点计时器所记录的纸带来研究能匀变速直线运动小车的运动情况，实验中获得一条纸带，其中两相邻计数点间有四个点未画出。已知所用电源的频率为，则打点时小车运动的速度          ，小车运动的加速度          。结果要求保留三位有效数字 9.如图所示，甲图为探究小车匀变速直线运动规律的装置，乙图是某次实验获取的一段纸带。实验中打点计时器每隔打一个点，、、、、是纸带上的计数点，相邻两个计数点之间还有四个点未画出，请回答以下问题： 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.天平       刻度尺         秒表         弹簧测力计 根据乙图中数据，可判断出小车做          填“匀速直线运动”或“匀变速直线运动”，你判断的依据是          。 打点时小车的速度大小为          ，小车的加速度大小为          计算结果均保留三位有效数字 10.用图所示的实验装置探究小车速度随时间变化的规律。把一端带有滑轮的长木板平放在水平桌面上，小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过滑轮系有槽码的细线，小车在槽码的牵引下运动。 除小车、槽码、打点计时器含纸带、复写纸、导线、开关等器材外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有          。 A.电压可调的直流电源 B.电压合适的交流电源 C.秒表 D.刻度尺 E.天平 接通打点计时器电源，释放小车，小车在槽码的牵引下沿直线运动，纸带上打下一系列的点，其中一部分如图所示，为纸带上标出的连续个计数点计数点之间还有个点未画出，相邻计数点间的时间间隔为。从图中数据可知，在打点时小车的瞬时速度为          结果保留位有效数字。 以时间为横轴，速度为纵轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点。图中已经标出其他计数点对应的坐标点，请在该图中时刻标出点对应的坐标点，并画出图像          。由图像可判断小车做          运动，小车的加速度大小           结果保留位有效数字。 有同学认为，若不考虑阻力作用，将细线上悬挂的槽码的质量加倍，小车的加速度也将加倍。你同意他的观点吗？请分析说明          。 11.某小组利用如图甲所示的装置探究小车速度随时间变化的规律，请回答以下问题： 除了图甲中已有的器材外，要完成实验还需要的器材有          ； A.交流电源      交流电源          毫米刻度尺            天平 处理数据时，选出一条如图乙所示的纸带，纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离，相邻两计数点间还有个点没有画出，打点计时器的电源频率为。根据纸带上的数据，计算打下、、、、点的瞬时速度并填在表中，点的瞬时速度为          ； 位置 在答题纸的坐标纸中描出点的位置并画出小车的图像          ，根据图像求得小车的加速度为          ；保留三位有效数字 12.如图甲所示是“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置图，该装置同时也可以完成“探究物体加速度与质量、力的关系”。 用该装置完成“探究小车速度随时间变化的规律”实验时，下面说法正确的是            。 A.图甲中打点计时器应使用直流电源 B.实验时必须通过调节以让细线和轨道平行 C.实验时必须把木板右端抬高以平衡阻力 D.为提高实验的精度，本实验需要改变小车质量，以获得多组数据 某同学利用如图甲所示的装置进行“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，实验中槽码始终未落地，最后得到了如图乙所示的图像，根据图像可以分析出在实验操作中可能存在的问题是            。 A.实验中没有平衡阻力 B.实验中没有满足小车质量远大于槽码质量 C.实验中先让释放小车后打开打点计时器 D.实验中未保持细线和木板完全平行 在利用图甲装置“探究物体加速度与质量、力的关系”实验中，为了提高实验精度，某同学通过合理的操作使用力传感器来测量细线拉力，下面有关实验操作中说法正确的是            。 A.实验操作中不需要细线和木板平行 B.实验操作中不需要平衡阻力 C.实验操作中不需要槽码的质量远小于小车的质量 D.实验操作中不需要多次改变小车的质量以获得多组数据 丙图为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的个计数点、、、、，相邻个计数点之间有个点没有标出，测出各计数点到点之间的距离。则此次实验中小车运动的加速度大小            结果保留两位有效数字。 12 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 目录 第05课时　实验：探究小车速度随时间变化的规律 1 考点一　原型实验 1 考点二　拓展实验 5 巩固训练·提升能力 9 第05课时　实验：探究小车速度随时间变化的规律 考点一　原型实验 必备知识·回顾梳理 一、实验目的 1.巩固打点计时器的使用及利用纸带求瞬时速度。 2.学会用实验探究小车速度随时间变化的规律，并用v-t图像处理实验数据。 二、实验原理 　用描点法画出小车的v-t图像，图线的倾斜程度表示加速度的大小，如果v-t图像是一条倾斜的直线，说明小车的速度随时间是均匀变化的。 三、实验器材 　打点计时器、交流电源（频率为50 Hz）、纸带、一端带有滑轮的长木板、小车、细绳、槽码、刻度尺、坐标纸。 四、实验步骤 1.如图所示，把一端带有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端，连接好电路。 2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下面挂上适当的槽码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定在小车的后面。 3.把小车停在靠近打点计时器的位置，先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一行小点，随后，立即关闭电源。 4.增减所挂的槽码（或在小车上放置重物），更换纸带，再做两次实验。 五、数据处理 1.测量并记录数据 （1）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（0点），每5个点（相隔0.1 s）取一个计数点并测量各计数点到0点的距离X1，X2，X3，…填入表中，再算出相邻计数点之间的距离x1，x2，x3，… 位置编号 0 1 2 3 4 5 6 … t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 X/m x/m v1/（m·s－1） … （2）取该计数点相邻两计数点,算出此段的平均速度,用此段的平均速度表示该点的瞬时速度，利用vn＝计算各计数点1，2，3，4，5的瞬时速度，填入表格中标有“v1”的一行。 （3）同理，计算增减槽码后两次实验时小车的速度，重复实验，分别填入表格中。 2.作出v-t图像分析运动规律 (1)在坐标纸上建立坐标系,描出数据点,如图所示; (2)用一条平滑曲线(包括直线)“拟合”这些点,让这条线通过尽可能多的点,不在线上的点均匀分布在线两侧,偏差比较大的点忽略不计。 （3）观察所得到的直线，分析小车的速度随时间变化的规律。 （4）根据v-t图像求出小车运动的加速度a＝。 六、实验结论 小车运动的v-t图像是一条倾斜的直线,说明速度随时间均匀增加,它们成“线性关系”,即小车运动的加速度不变。 七、注意事项 1.开始放开小车时,应使小车靠近打点计时器。 2.先启动打点计时器,等打点稳定后,再放开小车。 3.打点完毕,立即关闭电源。 4.选取一条点迹清晰的纸带,舍掉开头点迹密集部分,选取适当的计数点(注意计数点与计时点的区别),弄清楚所选的时间间隔T等于多少。 5.不要分段测量各段距离,应尽可能地一次测量完毕(可统一量出各计数点到计时起点的距离)。 6.在坐标纸上画v-t图像时,注意坐标轴单位长度的选取,应使图像大致布满坐标纸。 例题分析·考点题型 【例题1】.某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。 实验中，必要的措施是          。 A.细线必须与长木板平行 B.先接通电源再释放小车 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 他实验时将打点计时器接到频率为的交流电源上，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个点，图中未画出，，，，，，则小车的加速度          要求充分利用测量的数据，打点计时器在打点时小车的速度          结果均保留两位有效数字 【答案】  【解答】 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；同时为了打较多点，应先开电源再放纸带，故AB正确； C.本实验中只是研究匀变速直线运动，故不需要让小车的质量远大于钩码的质量；只要能让小车做匀加速运动即可，故C错误； D.由的分析可知，只要摩擦力恒定即可，不需要平衡摩擦力，故D错误； 故选AB； 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； 根据逐差法可知，物体的加速度； 点的速度等于段的平均速度，则有：。 【变式训练1】电火花打点计时器使用          电源填“直流”或“交流”，工作电压          。 研究小车匀变速直线运动的部分实验步骤如下： A.测量完毕，关闭电源，取出纸带 B.接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车 C.将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连 D.把打点计时器固定在平板上，让纸穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是：          用字母填写 在某次用打点计时器工作频率为测定已知作匀变速直线运动物体的加速度实验中，所获得的纸带。选好点后，每个间隔点取一个计数点中间的个点图中未画出，依次取得、、、、各点，测得的数据如图所示。 则纸带的加速度大小为          ，“”这一点的速度大小为          。结果均保留三位有效数字 【答案】交流 【解答】电火花打点计时器使用交流电源，工作电压； 先连接实验器材，后穿纸带，再连接小车，最后打点并选择纸带进行数据处理； 故实验步骤的正确顺序为； 每个间隔点取一个计数点，所以相邻的计数点间的时间间隔，由逐差法得：， 根据匀变速直线运动时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上点时小车的瞬时速度大小：。 故答案为：交流；；；；。 【变式训练2】 关于打点计时器的使用，下列说法中正确的是           A.电磁打点计时器使用的是的直流电源 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，说明物体运动的越快 在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度，为了计算加速度，最佳的方法是           A.根据任意两计数点的速度用公式算出加速度 B.依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度 C.根据实验数据画出图像，量取其倾角，用求出加速度 D.根据实验数据画出图像，由图像上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式算出加速度 在研究匀变速直线运动的实验中电源频率为，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中、、、、为相邻的记数点，相邻记数点间有个计时点未标出，设点为计时起点 点的瞬时速度          ， 小车的加速度          计算结果保留两位有效数字 【答案】 【解答】、电磁打点计时器使用的是的交流电源，故A错误； B、测量物体速度时，应先接通电源，再释放纸带，故B错误； C、使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小，故C正确； D.纸带上打的点越密，说明物体运动的越慢，故D错误。 故选：。 在处理实验数据时，如果只使用其中两个数据，由于偶然误差的存在可能会造成最后误差较大；所以我们可以根据实验数据画出图像，考虑到误差，不可能是所有点都整齐的排成一条直线，连线时，应该尽量使那些不能画在线上的点均匀地分布在图线的两侧，这样图线上会舍弃误差较大的点，由图像上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式算出加速度，这样误差最小。故A、B错误，D正确；根据实验数据画出图像，当纵坐标取不同的标度时，图像的倾角就会不同，所以量出其倾角，用公式算出的数值并不是加速度，故C错误。 故选：。 打点的时间间隔为，相邻计数点间有个计时点未标出，可知相邻计数点间的时间间隔为， ； 点的瞬时速度为：， ； 根据得，加速度为：。 故答案为：；；，。 考点二　拓展实验 例题分析·考点题型 【例题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，图记录了桌面上连续的个水滴的位置。已知滴水计时器每内共滴下个小水滴 由图可知，小车在桌面上是          填“从右向左”或“从左向右”运动的； 该小组同学根据图的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图中点位置时的速度大小为           ，加速度大小为          。结果均保留位有效数字 【答案】从右向左   【解析】由于用手轻推一下小车，则小车做减速运动，根据桌面上连续个水滴的位置，可知，小车从右向左做减速运动。 已知滴水计时器每内共滴下个小水滴，那么各点时间间隔为 根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有 根据匀变速直线运动的推论公式 可以求出加速度，得 那么加速度的大小为。 【变式训练1】某物理兴趣小组在做研究物体“匀变速直线运动的规律”实验时，设计了三种方案：方案一如图甲所示，附有定滑轮的长木板放置在水平桌面上，打点计时器固定在木板的右端，小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过定滑轮系有重物的细绳方案二如图丙所示，用气垫导轨装置进行研究方案三如图丁所示，用频闪照相拍得的图片进行研究。 在方案一中，必须进行的操作是          多选。 A.把木板右端适当垫高，以平衡摩擦力 B.调节滑轮的高度，使细线与木板平行 C.小车的质量要远大于重物的质量 D.实验时要先接通电源再释放小车 打点计时器接入频率为的交流电，规范进行实验操作，得到如图乙所示的一条纸带，在纸带上每个间隔选取个计数点，依次标记为、、、、。测得、、、，由此可确定小车做          选填“匀加速”或“非匀加速”直线运动。 在方案二中，放置在气垫导轨上的滑块装有宽度的遮光条，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器图中未画出记录了遮光条通过光电门、的时间分别为、，用刻度尺测出两个光电门之间的距离，滑块的加速度大小          。 在方案三中，小球做匀加速直线运动时，每隔闪光一次的频闪照片如图丁所示，、、是小球运动过程中连续的三个位置。可知小球运动到位置时的速度大小          保留两位小数。 【答案】 匀加速  【解析】研究物体“匀变速直线运动的规律”实验时，只需保证小车做匀变速直线运动即可，不需要平衡摩擦力和小车的质量要远大于重物的质量，但要保证细线与木板平行，否则小车的运动就不是匀变速直线运动，实验时小车要靠近打点计时器，先接通电源再释放小车，故BD正确。 由纸带数据可得，所以小车在相等的时间间隔内位移差相等，故小车做匀加速直线运动。 滑块的加速度大小为 小球做匀加速直线运动，、、是小球运动过程中连续的三个位置，其时间间隔均为，则球运动到位置时的速度大小等于段的平均速度； 【变式训练2】如图是某兴趣小组研究匀变速直线运动的实验装置，实验时，用手机录制一钢球沿着倾斜槽由静止开始运动的一段视频，把视频文件导入计算机并利用视频播放器中的“逐帧播放”功能，每帧截取一张图片，按拍摄先后顺序合并成一张“频闪”照片，如图所示，已知手机拍摄帧率为即每秒拍摄张照片，小球各个位置对应刻度尺的读数如下表所示，各标记点的坐标分别用、、、、、和表示： 标记点 刻度尺读数 相邻两标记点之间的时间          。 小球在标记点时的大小为          结果保留三位有效数字。 小球运动过程的加速度表达式为          请用题给符号表示。 【答案】      【解析】手机频率  ，则每帧时间间隔为，每帧截取一张图片，则标记点之间的时间间隔为 匀变速直线运动满足平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得 由匀变速直线运动的判别式  ，结合连续相等时间内的六段位移采用逐差法可得 巩固训练·提升能力 一、单选题。 1.图甲为探究小车速度随时间变化的规律的实验装置，电源频率图乙为某次实验得到的纸带，纸带上的点为实际打下的点，下列说法正确的是(    ) A. ，两点的时间间隔 B. 该打点计时器可以使用直流电 C. 点时小车的速度大小 D. 小车的加速度大小 【答案】C  【解析】A、打点周期，打、两点的时间间隔，可得，故A错误； B、该打点计时器使用的交流电源，故B错误； C、打点时小车的速度大小，解得，故C正确； D、小车的加速度大小，可得，故D错误。 2.如图所示，滑块在槽码的牵引下沿气垫导轨做匀加速直线运动。滑块上安装了宽度为的遮光条，数字计时器记录了遮光条通过光电门和光电门所用的时间分别为和，遮光条在两个光电门之间运动的时间为。则(    ) A. 滑块通过光电门的速度是 B. 滑块的加速度大小是 C. 两个光电门之间的距离是 D. 滑块经过两个光电门间的平均速度为 【答案】C  【解析】A.滑块上的遮光条通过光电门时挡住光的时间较短，则平均速度可近似替代为瞬时速度，则滑块通过两光电门的瞬时速度为，，故A错误； B.滑块做匀加速直线运动，加速度为，故B错误； C.两个光电门之间的距离为匀加速直线运动的位移，有，故C正确。 D.滑块经过两个光电门间的平均速度为，故D错误。 故选C。 二、多选题。 3.“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置如图所示，下列说法正确的是(    ) A. 小车释放前，应停在靠近打点计时器的位置上 B. 实验时，需要用秒表测量小车运动的时间 C. 实验时，应先接通电源后释放小车 D. 测量时，必须以纸带上打出的第一个点作为计时起点 【答案】AC  【解析】A.小车释放前，应使小车停在靠近打点计时器的位置，保证打出足够多的点，A正确； B.实验时，不需要用秒表测量小车运动的时间，数点就可以知道运动时间，B错误； C.实验时，应先接通电源，待打点稳定后再释放小车，C正确； D.测量时，应从点迹清晰的位置开始取点，作为第一个计时点，D错误。 故选AC。 4.如图所示，某同学用电火花打点计时器测量做匀变速直线运动小车的瞬时速度．下列实验操作正确的有(    ) A. 将电火花打点计时器接入的直流电源 B. 释放小车后再接通电源 C. 小车停止运动后先关闭电源再取下纸带 D. 计算出某段时间内的平均速度，即为这段时间内中间时刻的瞬时速度 【答案】CD  【解析】A.电火花打点计时器应连接的交流电压，故A错误； B.为了充分利用纸带，应先接通电源，再释放小车，故B错误； C.小车停止运动后先关闭电源再取下纸带，故C正确； D.根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，计算出某段时间内的平均速度，即为这段时间内中间时刻的瞬时速度，故D正确。 故选CD。 5.在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列关于作图象的说法正确的是(    ) A. 只要确定了图象中的两点，就可以得到小车运动的图象，因此，实验只需要测出两组数据 B. 作图象时，所取的点越多，图象就越准确 C. 作出的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 【答案】BD  【解答】作图象时，选取的点越多，作出的图象就越准确；误差较大的点应舍去，、D正确． 6.如图所示，用气垫导轨和光电计时器研究物体的运动，滑块沿气垫导轨下滑时，光电计时器能分别记录挡片宽为挡住、光电门的时间、，根据气垫导轨上的刻度尺，可以测量出、光电门的距离。在实验时，下列说法错误的是(    ) A. 忽略光电门的大小，把它看作一个位置点，这是一种放大的思想方法 B. 是挡光片通过光电门时的平均速度，不能看作瞬时速度 C. 可以根据公式计算滑块在间的平均速度大小 D. 可以根据公式计算滑块的加速度大小 【答案】ABC  【解析】A、忽略光电门大小，把它看作一个位置点，这是一种极限的思想方法，本选项说法错误，故A符合题意； B、是遮光片通过光电门时的平均速度，由于很短，能看作瞬时速度，本选项说法错误，故B符合题意； C、可根据公式计算滑块在间的平均速度，其中代表滑块从到的时间，本选项说法错误，故C符合题意； D、根据计算加速度，即，本选项说法正确，故D不符合题意。 故选：。 三、实验题。 7.某实验小组用如图甲所示的实验装置测量木块运动的加速度，一端垫起的木板上有一木块，木块与穿过电火花计时器的纸带相连，电火花计时器接频率为的交流电源，接通电源后，由静止释放木块，木块带动纸带打出如图乙所示的一条纸带，、、、、是选取的计数点，每相邻两计数点间还有四个点未画出。 图甲中电火花计时器所接电源的电压为          填“”或“”。 根据图乙中的数据可知，电火花计时器打点时木块的速度大小          ，木块加速度大小          。结果均保留两位有效数字 【答案】  【解析】解：电火花计时器所接电源的电压为。 电火花计时器打点时木块的速度大小等于段的平均速度，即根据逐差法有。 8.某同学要进行探究小车速度随时间变化的规律实验，请在下面列出的部分实验器材中，选出本实验中不需要的器材填在横线上填编号          。 秒表    刻度尺       低压直流电源    低压交流电源 如图，某同学利用打点计时器所记录的纸带来研究能匀变速直线运动小车的运动情况，实验中获得一条纸带，其中两相邻计数点间有四个点未画出。已知所用电源的频率为，则打点时小车运动的速度          ，小车运动的加速度          。结果要求保留三位有效数字 【答案】 【解答】探究小车速度随时间变化的规律实验中，电磁打点计时器是计时的仪器，故不需要秒表，电磁打点计时器需要用低压交流电源，故不需要； 根据平均速度等于时间中点的速度可知：，根据可得：。 9.如图所示，甲图为探究小车匀变速直线运动规律的装置，乙图是某次实验获取的一段纸带。实验中打点计时器每隔打一个点，、、、、是纸带上的计数点，相邻两个计数点之间还有四个点未画出，请回答以下问题： 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.天平       刻度尺         秒表         弹簧测力计 根据乙图中数据，可判断出小车做          填“匀速直线运动”或“匀变速直线运动”，你判断的依据是          。 打点时小车的速度大小为          ，小车的加速度大小为          计算结果均保留三位有效数字 【答案】 匀变速直线运动 连续相等的时间内，位移差相等 【解析】实验目的是研究小车的匀变速直线运动规律，不需要用天平测量钩码、小车的质量，故A错误； B.实验中需要利用刻度尺测量纸带点迹之间的间距，故B正确； C.打点计时器是一种计时仪器，不需要用秒表测量时间，故C错误； D.实验目的是研究小车的匀变速直线运动规律，不需要用弹簧测力计测量钩码的重力，故D错误。 故选B。 根据纸带上的数据，计算出相邻相等时间间隔的位移差分别是，，，可知在连续相等的时间内，位移差相等，故小车做匀变速直线运动。 由于相邻两个计数点之间还有四个点未画出，所以相邻计数点间时间间隔  ， 匀变速直线运动推论可知，某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，则， 由逐差法得加速度。 10.用图所示的实验装置探究小车速度随时间变化的规律。把一端带有滑轮的长木板平放在水平桌面上，小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过滑轮系有槽码的细线，小车在槽码的牵引下运动。 除小车、槽码、打点计时器含纸带、复写纸、导线、开关等器材外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有          。 A.电压可调的直流电源 B.电压合适的交流电源 C.秒表 D.刻度尺 E.天平 接通打点计时器电源，释放小车，小车在槽码的牵引下沿直线运动，纸带上打下一系列的点，其中一部分如图所示，为纸带上标出的连续个计数点计数点之间还有个点未画出，相邻计数点间的时间间隔为。从图中数据可知，在打点时小车的瞬时速度为          结果保留位有效数字。 以时间为横轴，速度为纵轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点。图中已经标出其他计数点对应的坐标点，请在该图中时刻标出点对应的坐标点，并画出图像          。由图像可判断小车做          运动，小车的加速度大小           结果保留位有效数字。 有同学认为，若不考虑阻力作用，将细线上悬挂的槽码的质量加倍，小车的加速度也将加倍。你同意他的观点吗？请分析说明          。 【答案】 匀加速直线 不同意他的观点。设槽码质量为  ，小车质量为  ，细线上的拉力为  ，小车运动的加速度为  。对槽码有  ，对小车有  ，可得  。若槽码的质量加倍，有  ，可得  。 【解析】除小车、槽码、打点计时器含纸带、复写纸、导线、开关等器材外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有电压合适的  交流电源和刻度尺，故选BD。 在打  点时小车的瞬时速度为  画出图像如图 由  图像可判断小车做匀加速直线运动，小车的加速度大小 。 不同意他的观点。设槽码质量为  ，小车质量为  ，细线上的拉力为  ，小车运动的加速度为  。对槽码有  对小车有  可得  若槽码的质量加倍，有  可得  11.某小组利用如图甲所示的装置探究小车速度随时间变化的规律，请回答以下问题： 除了图甲中已有的器材外，要完成实验还需要的器材有          ； A.交流电源      交流电源          毫米刻度尺            天平 处理数据时，选出一条如图乙所示的纸带，纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离，相邻两计数点间还有个点没有画出，打点计时器的电源频率为。根据纸带上的数据，计算打下、、、、点的瞬时速度并填在表中，点的瞬时速度为          ； 位置 在答题纸的坐标纸中描出点的位置并画出小车的图像          ，根据图像求得小车的加速度为          ；保留三位有效数字 【答案】  【解析】图甲中电磁打点计时器需要连接交流电源；需要用刻度尺测量纸带上计数点间的距离；本实验不需要用天平测质量。 故选BC。 相邻两计数点间还有个点没有画出，则相邻计数点的时间间隔为  打下点的瞬时速度为  在坐标纸中描出点的位置并作出  图像如图所示。 根据  图像可得小车的加速度为  12.如图甲所示是“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置图，该装置同时也可以完成“探究物体加速度与质量、力的关系”。 用该装置完成“探究小车速度随时间变化的规律”实验时，下面说法正确的是            。 A.图甲中打点计时器应使用直流电源 B.实验时必须通过调节以让细线和轨道平行 C.实验时必须把木板右端抬高以平衡阻力 D.为提高实验的精度，本实验需要改变小车质量，以获得多组数据 某同学利用如图甲所示的装置进行“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，实验中槽码始终未落地，最后得到了如图乙所示的图像，根据图像可以分析出在实验操作中可能存在的问题是            。 A.实验中没有平衡阻力 B.实验中没有满足小车质量远大于槽码质量 C.实验中先让释放小车后打开打点计时器 D.实验中未保持细线和木板完全平行 在利用图甲装置“探究物体加速度与质量、力的关系”实验中，为了提高实验精度，某同学通过合理的操作使用力传感器来测量细线拉力，下面有关实验操作中说法正确的是            。 A.实验操作中不需要细线和木板平行 B.实验操作中不需要平衡阻力 C.实验操作中不需要槽码的质量远小于小车的质量 D.实验操作中不需要多次改变小车的质量以获得多组数据 丙图为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的个计数点、、、、，相邻个计数点之间有个点没有标出，测出各计数点到点之间的距离。则此次实验中小车运动的加速度大小            结果保留两位有效数字。 【答案】  【解析】解：图甲中打点计时器应使用交流电源，故A错误； B.实验时必须通过调节轨道左端的滑轮，让细线和轨道平行，才能保证细线拉力保持不变，故B正确； C.实验目的是“探究小车速度随时间变化的规律”，只要保证小车所受合力不变即可，不需要补偿阻力和满足槽码的质量远小于小车的质量的要求，故C错误； D.为了提高实验的精度，本实验需要改变细线所挂的槽码的个数以改变运动小车的质量，获得多组数据，故D正确。 故选：。 由图像可知小车在运动的后阶段加速度变小，说明细线拉力方向在后阶段发生变化，故可能存在的问题是实验中未保持细线和轨道平行，故ABC错误，D正确。 故选：。 实验目的是“探究物体加速度与质量、力的关系”，要保证小车所受细线拉力等于小车所受合力，则需要补偿阻力，要保持细线和轨道平行，故AB错误； C.实验中因为绳子的拉力大小通过力传感器直接得到，不需要槽码的质量远小于小车的质量，故C正确； D.多次改变小车的质量以获得多组数据，可以减小偶然误差，故D错误。 故选：。 相邻个计数点之间有个点没有标出，故相邻计数点时间间隔为： 根据逐差法可解得加速度 12 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$