1.3 第2课时实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度-【志鸿优化训练】2025-2026学年高中物理必修第一册(人教版)

o,从B点到A点所用的时间为tA=5,水速为 0一U0 o时往返时间为t=、 0十wTo-w二wt。故 选A。 6.【答案】(1)V+4R (2)2R (3)L+2R 【解析】(1)甲同学完成200m赛跑的位移大小 x1=√L2+(2R)2 甲同学的平均速度大小 -头-牙孤 t (2)乙同学完成200m赛跑的位移大小 x2=2R 乙同学的平均速度大小 %=型=2R tt (3)丙同学完成200m赛跑的位移大小 x3=L十2R 丙同学的平均速度大小 4=9=L+2R t 7.【答案1号m/s(25m/s(3)见解析 【解析】(1)由x-t图像可知1~2min内做匀速直线运 动，则第1.5min时的速度大小为 0=4=900-400 △t(2-1)×60m/s=m/s。 (2)0~3min时间内的平均速度大小 x=x=900 t-3X60m/s=5m/s。 (3)由x-t图像斜率表示速度可知，在0~0.5min内 做匀速直线运动速度为 630m/s=40 0=飞=400. /s 0.5~1min内静止 1~2min内做匀速直线运动，速度为 2=2-21=900-400. △t 60 /s-m/s 2~3min内静止 3~5min内反向匀速直线运动，速度为 0-900 4==5-3)X60m/s=-7.5m/s ℃yt图像如图所示。 40/m·sy 25 13 4 5 t/min -7.5 2 第2课时实验：测量纸带的平均速度 点。减速拖动纸带，相等时间间距变小，故纸带上最先 和瞬时速度 留下的痕迹是E点。第一滴水落在地面开始计时，到 【实验探究·提升】 第10滴水落在地面恰好是9s的时间，滴水的时间间 9 要点一 隔T=10s=1s。纸带运动AC段的平均速度大小 1.【答案】交流0.02复写纸0.02(n一1)s 为0=19.54-5.42×0.01m/5=0.07m/s。平均速度 BAEDCF 2×1 【解析】在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上 近似为B点瞬时速度，而纸带减速运动，故此速度小于 导线，导线的另一端分别接在低压交流电源的两个接线 C点的瞬时速度。 柱上。电源的频率为50H,根据T= 于解得T- 【随堂演练·达标】 1.AB为了增大纸带的使用率，应先接通电源，后释放 0.02s。把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过 纸带，A正确，D错误；电火花打点计时器使用的是 限位孔，并压在复写纸下面。若打n个点，则有(n一1) 个时间间隔，故这段纸带记录的时间△t=0.02· 220V交流电源，B正确：因为T=子，所以使用的电 (n一1)s。实验步骤的排序一般要先安装器材然后进行 源频率越高，打点的时间间隔就越短，C错误。 实验的思路进行，故实验步骤的合理顺序是BAEDCF。 2.A遮光条经过光电门的遮光时间很短，所以可以把 要点二 遮光条经过光电门的平均速度当作滑块经过光电门 2.【答案】(1)0.400.69(2)见解析(3)见解析 位置时的瞬时速度，即v=4=4.0X10m t 0.040s 【解析】(1)由于相邻两计数点之间还有四个点未画 0.10m/s,A正确。 出，所以图中相邻两个计数点之间的时间间隔为T= 3.B三角板是学数学、量角度的工具，不能测量时间， =0.1s 5 A错误；打点计时器是一种计时工具，可通过纸带上 用对应时间段内的平均速度表示中间时刻的瞬时 打下的点记录时间，B正确；弹簧测力计是一种测力 速度，即 的大小的工具，C错误；天平是一种测量质量的工具， =票=0.09-0.01 D错误。 2T 2X0.1m/s=0.40m/s 4.AB纸带甲中相邻的计时点的距离相等，所以表示 u-7-00809 m/s=0.69m/s。 车子的运动是匀速的，A正确；四段纸带的长度都相 同，其中纸带乙花费的时间最少，所以纸带乙表示小 (2)根据(1)表格中数据在直角坐标系中描点，作出 车的平均速度最大，则纸带乙显示的平均速度一定大 心t图像如图所示。 于纸带甲显示的平均速度，B正确；纸带丙相邻的计 4w/m·s) 0.70 时点的距离增大，所以表示的小车的运动速度增大， 0.60 C错误；纸带丁相邻的计时点的距离减小，所以表示 0.50 0.40 的小车的运动速度减小，D错误。故选AB。 0.30 5.C电磁打点计时器使用的是交流电源，A错误；如 0.20- ! 0.10 果纸带上打出的点迹不均匀，则点迹密集的地方表示 0123456t/(×10-1s) 速度较小，B错误；当电源频率是50Hz时，打点计时 (3)根据所作心t图像并考虑到实验误差可知，物 器每隔0.02s打一个点，C正确；由图像可看出物体 体在0~0.3s内做匀加速直线运动，在0.3~0.4s内做 的速度随时间而改变，所以物体不是做匀速直线运 加速度减小的加速直线运动，在0.4~0.6s内做匀速直 动，D错误。 线运动。 6.【答案】(1)B(2)1.320.406(3)0.390 要点三 【解析】(1)为了提高纸带的利用率，同时为了使打点 3.【答案】80.02sE点0.07小于 更稳定，减小误差，要先接通电源，待打点计时器开始 【解析】实验室的电磁打点计时器器的工作电压约 打点再释放小车，A错误，B正确；纸带上的打点密集 为8V,当交流电源的频率为50Hz,每隔0.02s打一次 说明，纸带运动速度较小，C错误；利用纸带仅可求出 89 一2 某段位移的平均速度，不可能准确求出某点的瞬时速 度，D错误。 (2)由图可读出B在刻度尺上的位置为1.32cm。纸 带上每隔1个点取一个记数点，所以相邻计数点之间 的时间间隔T=0.04s,故AF段纸带时小车的平均 速度为加=0m/s=0.406m/s. (3)打点计时器打下C点时小车的速度近似等于BD 两点间的平均速度，即c=（4.441,32)×10 -m/s 2×0.04 =0.390m/s。 7.【答案】(1)加速0.10(2)0.150.23 【解析】(1)根据相等时间内，点与点间隔越来越大，纸 带做的是加速直线运动；由图可以知道，A、B两点间 有四个点，所以A、B两点的时间间隔是0.10s;(2)由 图可知A、E两点间距离为xE=6.10cm;所以，A、E两 点间的平均速度大小为e=延=6.10X10。 LAE 4X0.1m/s= 0.15m/s;由图可知E、G两点间距离为xx=10.65cm 一6.10cm=4.55cm;F点的瞬时速度等于E、G两点间 的平均速度，所以F点的瞬时速度大小为r=x= x=4.55X102 tr =2×0.1m/s=0.23m/s. 4.速度变化快慢的描述一加速度 【必备知识·梳理】 [知识梳理] 一、 1.(1)末速度初速度(2)矢量 2.(1)变化量所用时间a(3)米每二次方秒 m/s2 二、 1.(1)方向相同(2)初速度初速度(3)反向反 向(4)匀速 三、 1.斜率加速度(1)越大越大绝对值保持不 变 (2)相同相反 2.(1)减速运动(2)加速运动 「科学思维] 一、思考判断 1.×2.×3./4.×5.×6.× 二、思维探究 提示：1.(1)由于猎豹和蜻蜓的速度变化量分别为 30m/s和6m/s,故猎豹的速度变化较大。 90物理必修第一册人教版 7.“单车骑行”已经成为一种很时尚的健身、减 压运动。如图甲所示为某人沿平直公路骑行 过程中的位移一时间关系图像，求： 400 5t/min 4v/(m·s-) 1 2 3 4 5 t/min 第2课时 实验：测量纸 实验基础·梳理 一、实验目的 通过打点计时器测量小车的速度。 二、实验原理 纸带上某一位置的瞬时速度，可以粗略地 用包含这一位置在内的一小段位移△x内的平 均速度表示，即根据0=兰，当△：或△x较小 时，用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬 时速度。如图所示，E点的瞬时速度可用D、F 两点间的平均速度代表，即e= △t9 一△x+ +△t=0.08s 三、实验器材 小车、附有滑轮的长木板、打点计时器、纸 带、细绳、刻度尺、坐标纸。 四、实验步骤 1.按图1安装实验器材，把打点计时器固 定在长木板没有滑轮的一边，纸带前端固定在 小车后部，然后穿过打点计时器，小车前端的细 绳穿过定滑轮垂下。打点计时器的两个接线柱 接到交流电源上（电源频率为50Hz,电磁打点 计时器接8V低压交流电源，电火花打点计时 …。24 (1)第1.5min时的速度大小； (2)0~3min时间内的平均速度大小； (3)通过计算并在图乙坐标系中画出此人0~ 5min内骑行的速度一时间图像（标出关键 位置的坐标，以初速度方向为正方向)。 带的平均速度和瞬时速度 器接220V交流电源)。 细绳小车纸带、电源插头 附有滑轮的长木板 图1 2.使小车在木板上保持静止，并靠近打点 计时器，开启打点计时器的电源开关。打点计 时器稳定工作后，用手拉动细绳，使小车沿木板 做直线运动。待小车运动约一半距离时，松开 手，使小车依靠惯性继续运动，直到左端。纸带 上会留下一系列点迹，如图2所示。 04B9日日F····2 图2 五、数据处理 1.在纸带上选取一段点迹清晰并且没有重 叠的区间，把第1个点标为O,而后依次标为 A、B、C、D… 2.用刻度尺测量各点的位置（一般使刻度 尺的零刻度线与O点对齐，即O点的位置记为 0),记录在下表中。 计数点序号 B E … 计数点对应 00.020.040.060.080.10 的时刻/s 计数点对应的 位置坐标x/m 3.计算各相邻计时点间的位移xO4、cAB、 xBC、xcD、xDE…并记录在下表中。 4.根据平均速度0=A,计算各段的平均速 △t 度UO4、UAB、乙c、D、DE…并记录在下表中。 相邻计时点间COM ZAB ZBC ZCD DE ZEF, 的位移△x/m 相邻计时点 UOA UAB UBC UCD UDE UEF 间的平均速度 v/(m·s1) 5.绘制vt图像 把相邻计时点间的平均速度当作起始点的 实验探究·提升 要点一实验目的和实验步骤 1.用打点计时器可测纸带运动的时间和位 移。下面是没有按操作顺序写的不完整的实验 步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填 上适当的内容，然后按实际操作的合理顺序，将 各步骤的字母代号按顺序写在空白处。 A.在电磁打点计时器的两接线柱上分别 接上导线，导线的另一端分别接在频率为50Hz 的低压 （选填“交流”或“直流”)电源的 两个接线柱上，则打两点的时间间隔为 S; B.把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸 带穿过限位孔，并压在 下面； C.用刻度尺测量从计时开始点到最后一 个点间的距离△x; D.切断电源，取下纸带，如果共有n个清晰 的点，则这段纸带记录的时间△= 0第一章运动的描述 瞬时速度（例如把o4当作vo),在如图所示的 坐标纸上绘制t图像。 六、注意事项 1.打点前，应使小车停在靠近打点计时器 的位置。 2.打点时，应先开启电源，待打点计时器打 点稳定后，再拉动纸带。 3.打点计时器不能连续工作太长时间，打 点之后应立即关闭电源。 答案见P2891 E.打开电源开关，再用手水平地拉动纸 带，纸带上打下一系列小点； R.利用公式0一名计算纸带运动的平均 速度。 实验步骤的合理顺序是 要点二实验数据处理 2.如图所示是一条打点计时器打出的纸 带，电源频率为50Hz,0、1、2、3、4、5、6是七个 计数点。每相邻两个计数点之间还有四个点未 画出，各计数点到0的距离如图所示。 单位：cm 1.0 3.9 9.0 16.1 22.8 30.1 (1)求出2、4计数点的瞬时速度并填入表 格；（保留2位有效数字） 25· 物理必修第一册人教版 U3 数值/ 0.20 0.61 0.700.70 (m·s1) (2)以计数点0为计时起点，在直角坐标系 中画出运动物体的速度一时间图像； o/m·s） 0.70 0.60 0.50F 0.40 0.30 0.20 0.10F 0123456t×10s) (3)根据图像定性描述物体的运动情况。 要点三创新实验设计 3.实验室的电磁打点计时器器的工作电压 约为 V,当交流电源的频率为50Hz, 每隔 打一次点。打点计时器可以记录 时刻和位置，某同学观察到家里的自来水龙头 随堂演练 ·达标 1.(多选)关于打点计时器的使用下列说法正确 的是( ) A.先接通电源，后释放纸带 B.电火花打点计时器使用的是220V交流 电源 C.使用的电源频率越高，打点的时间间隔就 越长 D.先释放纸带或先接通电源都可以 2.用如图所示的计时装置可以近似测出气垫导 轨上滑块的瞬时速度，已知固定在滑块上的 遮光条的宽度为4.0mm,遮光条经过光电 门的遮光时间为0.040s,则滑块经过光电门 位置时的速度大小为() 。26 调节到足够合适的时候一滴一滴的下落，也可 以起到打点计时器的作用，通过观察发现自来 水从第一滴水落在地面开始计时，到第10滴水 落在地面恰好是9s的时间，通过查找资料又 知道相邻的两滴水落到地上的时间间隔相等。 保持水龙头不动，纸带紧贴地面，减速拖动纸带 得到水滴的落在纸上的痕迹A、B、C、D、E(已 用铅笔加深)如图厅示。纸带上最先留下的痕 迹是 (选填“O点”或“E点”)，纸带运 动AC段的平均速度大小为 m/s,此 平均速度 (选填“大于”或“小于”)C点 的瞬时速度。 A 5.42 单位：cm 11.94 19.54 28.19 答案见P290 A.0.10m/s B.1.00m/s C.4.0m/s D.0.40m/s 3.下列仪器可以直接测量时间的是( 4.(多选)小张用同一个打点计时器在固定频率 下，测量小车拉动纸带甲、乙、丙、丁的运动速 度，每次小车都是自右向左运动，四段纸带的长 度都相同，如图，则下列叙述正确的是() 甲 ● 乙 丙 ●●●】 丁 ●●● A.纸带甲打点均匀，表示小车的运动可能是 匀速的 B.纸带乙显示的平均速度一定大于纸带甲 显示的平均速度 C.纸带丙表示的小车的运动可能是先快 后慢 D.纸带丁表示的小车的运动可能是先慢 后快 5.某同学做“用打点计时器测速度”的实验，利 用打出的一条纸带画出的速度图像如图所 示，则下列说法正确的是( v/m·s) ■■■■■■ 0 tis A.电磁打点计时器使用的是直流电源 B.如果纸带上打出的点迹不均匀，则点迹密 集的地方表示速度较大 C.当电源频率是50Hz时，打点计时器每隔 0.02s打一个点 D.由图像可看出物体做匀速直线运动 6.在“用打点计时器测速度”实验中： (1)下列说法正确的是 A.拖动纸带的同时，闭合电源开关 B.先闭合电源开关，让打点计时器正常工作 时，拖动纸带 C.纸带上的打点密集说明，纸带运动速 度较大 0第一章运动的描述 D.利用打出的纸带可以准确的求出打下某 些点时纸带运动的瞬时速度 (2)某同学拖动纸带运动，打点计时器在纸带 上打出一系列点，处理时每隔1个点取一个 记数点，标上字母A、B、C、D、E、F。(中间的 点未画出) A BCD E F 如图所示，某同学用mm刻度尺进行测量，请 帮忙读出B在刻度尺上的位置，填到下 表中： 计数点 B C D E 位置 2.754.446.228.12 由读出数据可计算出打下AF段纸带时小车 的平均速度为 m/s。(保留三位有 效数字) (3)打点计时器打下C点时小车的速度vc= m/s。(保留三位有效数字) 7.电磁打点计时器是一种计时仪器，它使用交 流电源，工作电压约为8V,当电源的频率是 50Hz时，它每隔0.02s打一个点。在“练习 使用打点计时器”的实验中，某同学选出了一 条清晰的纸带，并按打点的先后顺序取其中 的A、B、C、…七个点进行研究，这七个点 和刻度尺标度的对应如图所示。 48fP..F..F..9 wwwtwww.wwwwjuwjwuwuiyuyujngm 0cm1234567891011 (1)由图可知，纸带做的是 (选填“加 速”“减速”或“匀速”)直线运动，A、B两点的 时间间隔是 S; (2)A、E两点间的平均速度大小为 m/s,F点的瞬时速度大小为 m/s。 (保留两位有效数字) 27。