第二章 第1节 实验：探究小车速度随时间变化的规律-【高中必刷题】2025-2026学年高中物理必修第一册同步课件（人教版）

物理 必修第一册 RJ 1 1 第1节 实验：探究小车速度随时间变化的规律 刷基础 2 1.［陕西安康2025高一上联考］在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中： （1）打点计时器是利用______（填“直流”或“交流”）电源进行计时的仪器，若电源频率为 ，则每隔______秒打一个点，其中电火花计时器所用电压为_____伏； 交流 0.02 220 解析 打点计时器是利用交流电源进行计时的仪器.若电源频率为 ,则每隔 打一个点.电火花计时器所用电压为220伏. 题型1 实验原理与操作 3 （2）除打点计时器、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面的实 验器材中，必须使用的有_____；（填选项代号） AC A.电压合适的交流电源 B.电压可调的直流电源 C.刻度尺 D.停表 E.天平 解析 必须使用的有电压合适的交流电源,使打点计时器能正常工作,A正确,B错误；需要测量纸带 上计数点间的距离,因此必须使用刻度尺,C正确；打点计时器记录了时间,因此不需要停表,D错误； 不需要测量钩码和小车的质量,因此不需要天平, 错误. 题型1 实验原理与操作 4 （3）实验过程中，下列做法正确的是_____. BD A.先释放小车，再接通电源 B.先接通电源，再释放小车 C.将接好纸带的小车停在靠近长木板滑轮处 D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 解析 先释放小车,再接通电源,这样在纸带上会打出很少的点,纸带的利用率很低,会产生较大的实 验误差,A错误；将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处,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,纸带上会得到更多的数据,以减小实验误差,B、D正确；将接好 纸带的小车停在靠近长木板滑轮处,纸带上会打出很少的点,会增大实验误差,C错误. 题型1 实验原理与操作 5 关键点拨 选用实验器材时,先看实验的目的,通过实验目的分析需要得到哪些数据,从而确定器材. 题型1 实验原理与操作 6 2.［山西阳泉一中2024高一上期中］某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器 所接电源的频率为 ，实验时得到表示小车运动过程的一条清晰纸带如图所示，纸带上相邻 两计数点间还有4个计时点没有画出，测得相邻计数点间距离分别为、、、、、 ，回 答下列问题： （1）打点计时器使用______（填“交流”或“直流”）电源； 交流 解析 打点计时器使用交流电源. 题型1 实验原理与操作 7 （2）相邻两计数点间的时间间隔 ______； 解析 打点计时器所接电源的频率为 ,纸带上相邻两计数点间还有4个计时点没有画出,则相邻 两计数点间时间间隔 . （3）3点处瞬时速度表达式为 ______（用题中所给物理量符号表示）； 解析 利用平均速度表示中间时刻的瞬时速度,可得3点处瞬时速度表达式为 . 题型1 实验原理与操作 8 （4）下列关于打点计时器使用的说法中，正确的是___. D A.电火花计时器使用的是 交流电源 B.先释放纸带，后接通打点计时器的电源 C.纸带上打的点越密，说明小车运动得越快 D.如果实际电源频率为，而计算时仍按 计算，则速度的测量值偏小 解析 电火花计时器使用的是 交流电源,A错误；为了充分利用纸带,得到更多的数据,应先接 通打点计时器的电源,待打点稳定后,再释放纸带,B错误；纸带上打的点越密,说明小车在相同时间 内运动的距离越小,则小车运动得越慢,C错误；用打点计时器测定小车的速度,如果实际电源频率 为,可知打点周期,而计算时仍按 计算,计算时所用时间偏大,则速度的测 量值偏小,D正确. 题型1 实验原理与操作 9 3.在研究匀变速直线运动的实验中，已算出小车经过各计数点的瞬时速度，则为了计算加速度， 最佳的方法是( ) D 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 题型2 实验数据处理及误差分析 10 解析 根据任意两计数点的速度用公式 算出加速度,只选用了两个数据,误差较大,不是最佳方 法,故A不符合题意；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,此方 法计算数据较多，且部分数据偏差较大，不是最佳方法,故B不符合题意；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,充分利用了数据,误 差较小,是最佳方法,但不能量取图线的倾角 ,用 求出加速度,因为轴和 轴所选标度不 一定相同, 不一定等于图线的斜率,故C不符合题意,D符合题意. 题型2 实验数据处理及误差分析 11 4.［江西赣州三中2025高一上月考］结合“探究小车速度随时间变化的规律”的实验（装置如图 甲），回答下列问题： 甲 题型2 实验数据处理及误差分析 12 （1）如图乙，刻度尺的0刻度线与“0”点对齐，测量点“4”到“0”点的距离为_______ ； 该同学已将1、2、3、4点对应时刻的瞬时速度进行计算填入表中，请你将打下测量点“5”对应 时刻的瞬时速度填入表中（结果保留三位有效数字）；请你把“5”的数据补充到图丙中，并拟 合图线. 19.90 乙 丙 测量点 1 2 3 4 5 瞬时速度 0.501 0.520 0.525 0.540 - [答案] 0.550; 如图所示 题型2 实验数据处理及误差分析 13 解析 由题图乙可知,刻度尺的0刻度线与“0”点对齐,测量点“4”到“0”点的距离为 . 打下测量点“5”对应时刻的瞬时速度为 .在题图丙 中补点并拟合图线,如图所示. 题型2 实验数据处理及误差分析 14 （2）根据拟合好的图像求出小车的加速度大小为_______ .（结果保留三位有效数字） 0.120 解析 由图像可得 . 题型2 实验数据处理及误差分析 15 （3）关于该实验，下列说法正确的是_____. AC A.重复实验时，可以增加悬挂的槽码，也可以在小车里增加重物 B.实验时，牵引小车的细绳必须平行于长木板，而且长木板也必须水平放置 C.若实验时电源频率略低于 ，但该同学并不知道，则小车速度测量值将大于实际值 D.如果实验用电火花计时器，实验时所用的电源电压略低于 ，则加速度的测量值将小于实 际值 题型2 实验数据处理及误差分析 16 解析 重复实验时,可以增加悬挂的槽码,也可以在小车里增加重物,以此来改变小车的速度和加速 度,A正确；实验时,牵引小车的细绳必须平行于长木板,长木板水平放置或倾斜放置均可,只要小车 能做加速运动即可,B错误；若实验时电源频率略低于,可知打点周期 变大,但该同学并不 知道,仍按 计算,则小车速度测量值将大于实际值,C正确；如果实验用电火花计时器,实验时的 电压略低于 ,但是电源的频率不变,则打点周期不变,则加速度的测量值等于实际值,D错误. 题型2 实验数据处理及误差分析 17 关键点拨 用平均速度 表示中间时刻的瞬时速度,可以求出纸带上各点的瞬时速度大小；采用描点法 作出 图像,图像的斜率表示加速度. 题型2 实验数据处理及误差分析 18 5.［山东潍坊高密一中2025高一上月考］一小球在桌面上从静止开始做加速直线运动，现用高速 摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置编号.如图甲所示， 1位置恰为小球刚开始运动的瞬间，作为零时刻.摄影机连续两次曝光的时间间隔均相同. 甲 （1）小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置的速度如表所示，将表中的数据补充完整. 计数点序号 1 2 3 4 5 速度 ______ ______ 0.12 0.24 题型3 实验方案创新 19 解析 ,且,所以. ,则 ,则 . 题型3 实验方案创新 20 （2）在图乙所示的坐标纸上作出小球的速度—时间图像（保留描点痕迹）. 乙 [答案] 见解析图 题型3 实验方案创新 21 解析 图像如图所示. 题型3 实验方案创新 22 （3）由 图像可知小球运动的规律：速度随时间__________. 均匀增加 解析 小球运动的 图像是一条斜向上的直线,表示小球的速度随时间均匀增加. 题型3 实验方案创新 23 6.［河北唐山十县一中联盟2025高一上联考］在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，打 点计时器接在低压交流电源上，电源频率为，某同学在打出的纸带上共取了、、、 、 、 六个计数点（每相邻两个计数点间有四个点未画出），如图甲所示.从每一个计数点处将纸 带剪开分成五段（分别为、、、、段），将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在 坐标系中，如图乙. 甲 乙 题型3 实验方案创新 24 （1）若在图乙坐标系中用最简洁的方法作出能表示关系的图线，其中___轴相当于 轴， ___轴相当于轴.（均填“”或“ ”） 解析 由题意可知相邻计数点间的时间间隔相等,利用平均速度等于中间时刻的瞬时速度,可知剪下 的每一段纸带的中间时刻速度与纸带的长度成正比,若在题图乙 坐标系中用最简洁的方法作出 能表示关系的图线,则轴相当于轴,轴相当于 轴. （2）从计数点开始计时，为求出 时刻的瞬时速度，需要测出___段纸带的长度. 解析 每相邻两个计数点间有四个点未画出,可知相邻计数点间的时间间隔为 ,从计数点开始计时,时刻为 段的中间时刻,利用平均速度表示 中间时刻的瞬时速度（本章第3节学习）,可知为求出时刻的瞬时速度,需要测出 段纸带 的长度. 题型3 实验方案创新 25 （3）若测得段纸带的长度为，段纸带的长度为 ，则可求出加速度的大小为___ . 2 解析 若测得段纸带的长度为,段纸带的长度为,从计数点 开始计时,则有 , ,则加速度的大小为 . 题型3 实验方案创新 26 方法总结 本题使用等效替代法处理实验数据,每条纸带的长度 ,因为剪断的纸带长度等于计数点间的 距离,所对应的时间均为 ,纸带的长度之比等于此段纸带所表示的平均速度之比,故纸带的平均 速度等于打下这段纸带首、尾两点的中间时刻的瞬时速度,根据加速度的定义式求出加速度的大小. 题型3 实验方案创新 27 $$