练案7 第2章 1.实验：探究小车速度随时间变化的规律-【成才之路•练案】2025-2026学年高中物理必修第一册同步新课程学习指导(人教版)

练案[7] 第二章1.实验：探究小车速度随时间变化的规律 1.关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实 (1)实验室提供如图2甲、乙两种打点计时器， 验操作，下列说法错误的是 某实验小组决定使用电火花计时器，则应 A.实验前应使拉小车的细线与长木板的板面 选用图中的 (填“甲”或“乙”)计 平行 时器。 (2)另一实验小组使用的是电磁打点计时器， B.在释放小车前，小车应停在靠近打点计时 图3中，接线正确的是 (填“甲” 器的地方 或“乙”)。 C.应先释放小车，再接通打点计时器的电源 D.要在小车到达定滑轮前使小车停止运动 2.某同学用电磁打点计时器做“探究小车速度随 时间变化的规律”的实验。他安装好实验器材 图3 (示意图如图所示)，接好线后，准备打开电源 (3)如图4所示为一条记录小车运动情况的纸 开关进行实验。在他所组装的器材中，有三处 带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点(A 错误，请你指出并改正： 点为第一个点)，相邻计数点间的时间间 隔T=0.1s,由此计算各点的瞬时速度。 电压选择 学生电源 则vp=3.90m/s,vc= m/s,UB 10 1.38m/s,在如图5所示坐标系中画出小 开关 车的v-t图线，并根据图线求出小车的加 交流 直流电压 速度a= 。 将图线延长与纵轴相 00 导线 电磁打点计时器 交，交点纵坐标的物理意义为： 小军纸带 单位：cm D E 27.60 60.30 -105.60 (1) 图4 (2) 训(m.s- (3) 3.同学们利用如图1所示装置做“探究小车速度 随时间变化的规律”实验。请你完成下列有关 问题： 纸带打点计时器 图5 4.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实 验中： (1)关于电磁打点计时器和电火花计时器，下 图1 列说法正确的是 墨粉纸盘 A.电磁打点计时器用的是直流电源，而电 火花计时器用的是交流电源 永久磁铁 B.它们每隔0.02s打一个点 纸带 乙 C.它们的工作电压均为220V的交流 图2 电源 —187 D.使用它们计时时，必须先放开小车拖动 B.根据实验数据画出v-t图像，量取其倾 纸带，再立即接通电源 角0，由公式a=tan0求出加速度 (2)如图甲所示是电火花计时器的示意图，其 C.根据实验数据画出v-t图像，由图像上 工作时的基本步骤如下： 相距较远的两点所对应的速度、时间， 负脉冲输出插座（黑色） 正脉冲输出插座 用公式a弃出加速度 红色) 压纸条 D.根据实验数据画出v-t图像，由图像上 脉冲输出 任意两点所对应的速度、时间，用公式 @开关 纸盘轴 弹性卡 a A”算出加速度 △t 墨粉纸盘 S咖加咖今 何归 5.做“探究小车速度随时间变化的规律”的 电源插头 实验。 甲 (1)用一条纸带穿过计时 A.当小车即将滑过长木板时，及时关闭电 器，该同学发现有图甲 火花计时器 中的两种穿法，感到有 B.接通开关，听到放电声，放开小车拖动 点犹豫。你认为 纸带运动 (选填“A”或“B”) C.将电火花计时器插头插入相应的电源 的穿法效果更好。 插座 (2)完成实验后，小明用刻度尺测量纸带上各 D.将纸带从墨粉纸盘下面穿过打点计 点间的距离时如图乙所示，B点的读数是 cm,已知打点计时器每0.02s打 时器 一个点，则B点对应的速度= 上述步骤正确的顺序是 。(按顺 m/s(v结果保留3位有效数字)。 序填写步骤编号)》 (3)打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着 0 cm 3 穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图 乙 乙所示。若工作电源的频率为50Hz,纸带 (3)某实验小组中的四位同学利用同一条纸 上打点如图丙所示，则打点计时器打A点 带的数据作v-t图像，分别作出了如下图 时小车的速度v4= m/s. 所示的四幅v-t图像，其中最规范的是 打点计时器 *(m…s) 4(ms) 9 0.50 0.40 0.30 出 ● B 单位：cm 0.202 0.20胖 0.2 0.4 02 0.60.81.0 1.2 1.4 1.6 丙 4m·8) ms） 0.50 0.35 (4)在计算出小车经过各计数点的瞬时速度 0.4 3 后，为了计算加速度，最合理的方法是 A.根据任意两计数点的速度用公式a= )2 0.2 0.2 0.4 是算出加速度 188加速度大小a,名=2mg=21a1,D项正确。 (3)小车不应放在靠近滑轮处，应放在靠近电磁打点计时器处 解析：电磁打点计时器使用的是交流电源，工作电压约为8V。 7AC质点A的加速度大小为a==2=0 同时为了使纸带充分利用，应该使小车靠近电磁打点计时器， △t-4 m/s2=0.5m/s2, 而不是靠近滑轮。 选项A正确；t=1s前后质点B的v方向均为负方向，故t= 3.(1)乙(2)乙(3)2.64见解析12.6m/s2打A点时 1s时，质点B的运动方向没有改变，选项B错误；t=2s时，质 小车的速度 点B的速度方向改变但图像斜率没变，故加速度方向不变，选 解析：(1)电火花计时器利用电火花和墨粉打点，题图2中乙 项C正确：第2s内，质点B的速度方向为负，加速度方向为 是电火花计时器，甲是电磁打点计时器。 正，选项D错误。 (2)电磁打点计时器是使用交流电源的计时仪器，所以接线正 8.BC以沿斜面向上为正方向，若2s时物体的速度仍沿斜面 确的是题图3中的乙。 向上，则有a==3-5 4t= 2 m/s2=-1m/s2,即加速度大小为 (3)打C点时小车的瞬时速度等于BD段的平均速度，打C点 1m/s2,方向与正方向相反沿斜面向下，A项错误，B项正确； 时小车的瞬时速度6=(60.30-750)×102 m/s 0.2 以沿斜面向上为正方向，若2s时物体的速度沿斜面向下，则 2.64m/s。作出小车的v-t图像如图所示。由图线斜率可求 有a=Ag=一3)5m/公=-4m/s,负号说明物体的加速度 Γ△t-2 得水车的加速度a==390-).38m/s2=12.6m/6,将图 △t0.2 方向沿斜面向下，C项正确，D项错误。 线延长与纵轴相交，交点纵坐标的物理意义是打A点时小车 9.D汽车先做匀减速运动，然后做匀速运动，最后做匀加速运 的速度。 动：图像A反映物体先负向匀速后静止，再正向匀速，选项A 错误；图像B反映物体先正向匀速后静止，再正向匀速，选项 4(m.s-) B错误；图像C反映物体先正向加速，后匀速，再正向加速，选 项C错误：图像D反映物体先减速后匀速，再加速，符合题意， 则选项D正确。 10.Dv-t图像只能表示做直线运动的物体的速度与时间的关 系，不能表示做曲线运动的物体的速度与时间的关系，A错 0 0.10.20.3/s 误；由题图可知，2.5~4s内，物体的速度反向增大，B错误；4.(1)B(2)CDBA(3)0.55(4)C v-t图像中图线的斜率表示加速度，由题图可知，0~4s内加 解析：(1)电火花计时器是使用220V交流电源的计时仪器， 速度方向没有发生变化，一直为负方向，C错误；0~4s内物 电磁打点计时器的工作电压为交流8V,当电源的频率为 体速度的变化量△m=-3m/s-5m/s=-8m/s,其大小为 50z时，它每隔0.02s打一个点，故A、C错误，B正确；使用 8m/s,D正确。 它们时必须先接通电源，再放开小车拖动纸带，故D错误。 11.AD由图可知0~2s内甲图质点做匀速直线运动，乙图质 (2)实验步骤要遵循先安装器材后进行实验的原则进行。先 点做加速直线运动，A正确；2~3s内甲图质点静止不动，乙 将电火花计时器插头插入相应的电源插座，再将纸带从墨粉 图质点做匀速直线运动，B错误；3~5s内甲图质点反向做 纸盘下面穿过打点计时器，然后接通开关，听到放电声，放开 匀速直线运动，乙图质点做减速运动，加速度为α=： 小车拖动纸带运动，小车即将通过长木板时，及时关闭电火花 3-3m/令=-15m/g,C错误；由图可知，0~5s内甲图质 0-30 计时器，即正确步骤的顺序是CDBA。 (3)小车做加速直线运动，A点的瞬时速度可用A点前后两计 点的位移为-10m,乙图质点的速度变化量为△v=0- 10m/s=-10m/s,D正确。 数点间的平均速度表示，故4=1.0+山，2)×102m 2×0.02s 2.ABD根据a=岩可得△=a4,而0-18,1-2s内加速度 =0.55m/so (4)在处理实验数据时，如果只使用其中两个数据，可能会造 已知，故可知0~1s、1~2s内速度的变化量，故A正确； 成较大误差；也可以根据实验数据画出v-t图像，由图像上相 0~1s物体从静止开始做加速运动，速度增加，故B正确；物 体运动的加速度方向变化，加速度改变，故C错误；1~2s内 距较远的任意两点所对应的速度及时间，用公式a=兰算出 速度方向与加速度方向相反，物体速度减小，故D正确。 加速度，误差较小，故A、D错误，C正确；同一运动中，若图像 练案[7] 纵坐标和横坐标的单位长度不同，图像与横轴的夹角不同，所 以不能用a=tan0求加速度，故B错误。 1.C实验前应使拉小车的细线与长木板的板面平行，故A说5.(1)B(2)3.001.35(3)A 法正确：在释放小车前，小车应靠近打点计时器，故B说法正 解析：(1)纸带应穿过打点计时器的限位孔，压在复写纸下面， 确；实验时应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放小 B穿法正确。 车，故C说法错误：要在小车到达定滑轮前使小车停止运动， (2)由题图乙可知，B点的读数为：3.00cm,A、C之间的距离 故D说法正确。 为：x4c=5.90cm-0.50cm=5.40cm,根据速度均匀变化的 2.(1)电压不应选2V,应选8V 直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以 (2)导线不应接直流输出，应接交流输出 —287 求出8名驿时浅度的大小为w一导一0 m/s 相同，可得时间为t1= =1.35m/s。 2一0_山，若此时滑块返回后速度与 (3)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，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 初速度方向相反，可得时间为2= -(-）39，故选B, g 直线的两侧，故A正确，B、C、D错误。 练案[8] 10.B由，=o+a知，飞行汽车在跑道上运动的时间专=4 a 1D匀变速直线运动的加速度是不变的，即任意时刻速度的变 )s=20s。起飞后达到最大速度需要，=5-”-20-0。 40 5 化率相同，在任意相等时间内，速度的变化量相等且不为零， =32s,故t=t1+t2=52s。 故A、C错误，D正确：做匀变速直线运动的物体，它的加速度 1.C 方向和速度方向之间没有必然联系，可能相同也可能相反，故 B错误。 选项 分析 正误 2.CD前2s内质点的速度一直为4m/s,所以质点做匀速直线 第3s初的速度即第2s末的速度，2 运动，故A错误；2~6s内质点的速度均匀增大，所以质点做 A =o+at=(5+2×2)m/s=9m/s。 匀加速直线运动，加速度为a=是-8号mg=1m。,放B 第5s初与第4s末是同一时刻，则第 B 错误；6~8s内质点的速度均匀减小，所以质点做匀减速直线 5s初的速度与第4s末的速度相等 运动.加速度为a-8-8mg=-4m/,放C正确：08 由△u=at得第2s内速度变化量△u C =2×1m/s=2m/s。 内质点的速度始终为正值，说明质点一直沿正方向运动，8s 末速度减为零，质点达到距离出发点最远处，故D正确。 前2s内速度增加量△w'=at'=2× 0 3.BC由v-t图像知，甲以2/s的速度做匀速直线运动，乙在 2 m/s =4 m/so 0~2s内做匀加速直线运动，加速度az=2m/s2,2~6s内做 12.(1)1m/g2 2m/s2(2)28m/s 匀减速直线运动，加速度az'=-1m/s2,A错误，C正确；t= 1s和t=4s时二者速度相同，B正确：0~6s内甲、乙的速度 解折：0)根据公式a品可得a一品w?-1,可得 方向都沿正方向，D错误。 40s后到达B点时的速度大小为g=40×1m/s=40m/s, 4.B根据速度时间关系可得v=at=1.6×2.25m/s= 所以有4，=0-40。 3.6m/s,故选B。 20 m/s2=-2m/s2,即加速度a2的大小为 5.BC根据v=o+at可知，初速度是4m/s,加速度是 2m/s2。 -2m/s2。 (2)根据匀变速运动公式可得橡皮艇到达B点后再过6s的 速度大小为v="g+at=(40-2×6)m/s=28m/s。 6.B根据匀变速直线运动的速度公式，有v=。+at,所以电动 汽车的加速度a=”,=0,18m/s2=-6ms,则加速度大 练案[9] t 3 :1.C根据v-t图像与横轴围成的面积表示位移，设2s末小滑 小为6m/s2,选项B正确。 块的速度大小为“，可知小滑块加速阶段的位移大小为x1= 7.DA、B错：由图像可得，物体的初速度为o=2m/s,加速度 为a=出-6心号mg。C错：因为：-t图像是 2,小滑块减速阶段的位移大小为。=气2，可得小滑块加 速阶段的位移与减速阶段的位移大小之比x1:x2=1:2= 一条不过原点的倾斜直线，则物体的速度与时间成一次函数 2:4=1:2。故选C。 为线性关系，并不是成正比关系。D对：由图像得第3s时速2.BC质点在3~4s内，速度为正，则质点沿正方向运动，A项 度为6m/s。 8.(1)25m/s(2)0 错误；质点在4~5：内的加速度大小a=- 解析：(1)设舰载机减速到零的时间为。，则 =1m/s2,B项正确；质点在4s末离出发点最远，其距离x= 6名 =3s,t=2s<t0 2十4×2m=6m,C项正确：质点在0~8s内的位移x'=24 2 2 所以滑行2s末的速度为 ×2m-2十4×1m=3m,D项错误。 2 2=o-at2=75m/s-25m/s2×2s=25m/sa (2)t=4s>to,故4s末速度为零。 3.C将公式x=4:+2(m)和位移公式x=+号d进行类 9.B当滑块速度大小减小为？时，若此时速度与初速度方向 比，可知物体的初速度o=4m/s,加速度为4m/s2,故A、B、D 错误，C正确。 —288