第1章 实验一 探究小车速度随时间变化的规律（教师用书word）-【金版新学案】2026年高考物理高三总复习大一轮复习讲义（新高考）

该高中物理高考复习教案聚焦匀变速直线运动实验探究核心考点，涵盖速度计算、加速度测量（逐差法、图像法）、实验操作规范及误差分析，按原理-操作-数据处理-真题应用逻辑架构知识体系。通过考点梳理明确实验关键（如“先通电后放车”）、方法指导提炼数据处理技巧（v-t图像斜率求加速度）、真题训练（2023浙江卷、全国甲卷）巩固应用，助力学生系统突破实验难点。 资料特色在于原型实验与拓展创新结合，以科学思维（模型建构、数据处理）和科学探究（实验设计、误差分析）为核心，如拓展创新实验中“手机测重力加速度”引导学生设计方案、分析误差，培养探究能力。设置基础原型题（纸带数据处理）与创新应用题（跨情境实验设计）分层练习，配合即时方法总结，确保短时间内提升学生实验应考能力，为教师精准把控复习节奏提供清晰路径。

实验一　探究小车速度随时间变化的规律 原理 操作要求 数据处理 1.不需要平衡摩擦力。 2.悬挂的槽码质量不需要远小于小车质量。 3.由纸带求速度，vn＝。 4.由纸带求加速度 (1)逐差法：(6段位移) a＝。 (2)图像法：作出v ­t图像，根据图像的斜率求小车的加速度 1.按原理图安装好实验装置，打点计时器固定在长木板无滑轮的一端。 2.细绳一端拴在小车上，另一端跨过滑轮挂上槽码，纸带穿过打点计时器固定在小车的后面。 3.把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车。 4.增减槽码的质量，按以上步骤再做两次实验 1.选纸带，标出各计数点，测量有关距离。 2.利用公式vn＝计算各个计数点对应的速度大小并记录。 3.在直角坐标系中作出v ­t图像。小车运动的v ­t图像是一条倾斜的直线，可以得出结论：小车的速度随时间均匀变化 注意事项 1.平行：细绳、纸带与长木板平行。 2.靠近：小车从靠近打点计时器的位置释放。 3.先后：先接通电源后释放小车，先关闭电源后取下纸带。 4.防撞：在到达长木板末端前让小车停止运动，防止槽码落地及小车与滑轮相撞。 5.适当：悬挂的槽码要适当，避免纸带上打出的点太少或过于密集 误差分析 1.使用刻度尺测计数点的距离时有误差。 2.作v ­t图像时出现作图误差。 3.电源频率不稳定，造成打点的时间间隔不完全相同。 4.长木板表面粗糙程度不同，小车运动时加速度有变化造成误差 类型一　教材原型实验 (2023·浙江1月·T16)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，实验装置如图1所示。 (1)需要的实验操作有________。 A．调节滑轮使细线与轨道平行 B．倾斜轨道以补偿阻力 C．小车靠近打点计时器静止释放 D．先接通电源再释放小车 (2)经正确操作后打出一条纸带，截取其中一段如图2所示。选取连续打出的点0、1、2、3、4为计数点，则计数点1的读数为________cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz，则打计数点2时小车的速度大小为________m/s(结果保留3位有效数字)。 学生用书第20页 答案：(1)ACD　(2)2.75　1.47 解析：(1)实验需要调节滑轮使细线与轨道平行，选项A正确；该实验只要使小车加速运动即可，不需要倾斜轨道补偿阻力，选项B错误；为了充分利用纸带，小车应靠近打点计时器静止释放，选项C正确；先接通电源再释放小车，选项D正确。 (2)根据刻度尺读数规则，计数点1的读数为2.75 cm，计数点3的读数为8.62 cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz，则打点周期T＝0.02 s，则打计数点2时小车的速度大小为v2＝＝ m/s≈1.47 m/s。 (2025·河北廊坊高三质检)在用打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，如图甲所示的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，而相邻计数点间还有4个点未画出。打点计时器所接电源频率为50 Hz。 (1)根据运动学有关公式可求得vB＝________m/s，vC＝________m/s，vD＝________m/s。 (2)利用求得的数值在图乙坐标系中作出小车的v -t图线(以打A点时开始计时)，并根据图线求出小车运动的加速度a＝________m/s2。 (3)描绘v -t图像前，还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对Δt的要求是____________(选填“越小越好”“越大越好”或“与大小无关”)；从实验的角度看，选取的Δx大小与速度测量的误差________(选填“有关”或“无关”)。 答案：(1)1.38　2.64　3.90　(2)见解析图　12.6　(3)越小越好　有关 解析：(1)由于相邻计数点间还有四个点未画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T＝0.1 s，根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，得vB＝ m/s＝1.38 m/s，vC＝ m/s＝2.64 m/s，vD＝ m/s＝3.90 m/s。 (2)作图时应注意尽量使描绘的点落在直线上，若不能落在直线上，尽量让其均匀分布在直线两侧。 利用求得的数值作出小车的v -t图线(以打A点时开始计时)如图所示，并根据图线斜率求出小车运动的加速度a＝＝12.6 m/s2。 (3)表示的是Δt内的平均速度，只有当Δt趋近于零时，才表示瞬时速度。因此若用表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对Δt的要求是越小越好；从实验的角度看，选取的Δx越小，用计算得到的平均速度越接近计数点的瞬时速度，但Δx过小，测量误差增大，因此从实验的角度看，选取的Δx大小与速度测量的误差有关。 类型二　拓展创新实验 (2023·全国甲卷·T23)某同学利用如图(a)所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连，右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连，钩码下落，带动小车运动，打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图(b)所示。 (1)已知打出图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1 s。以打出A点时小车位置为初始位置，将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移Δx填到表中，小车发生对应位移所用时间和平均速度分别为Δt和，表中ΔxAD＝________cm，AD＝________cm/s。 位移区间 AB AC AD AE AF Δx(cm) 6.60 14.60 ΔxAD 34.90 47.30 (cm/s) 66.0 73.0 AD 87.3 94.6 (2)根据表中数据得到小车平均速度随时间Δt的变化关系，如图(c)所示。在图(c)中补全实验点。 (3)从实验结果可知，小车运动的 ­Δt图线可视为一条直线，此直线用方程＝kΔt＋b表示，其中k＝________cm/s2，b＝________cm/s。(结果均保留3位有效数字) (4)根据(3)中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出A点时小车速度大小vA＝________，小车的加速度大小a＝________。(结果用字母k、b表示) 学生用书第21页 [破题“三步曲”] 答案：(1) 24.00　80.0　(2)见解析图　(3) 70.0　59.0　(4)b　 2k 解析：(1)由题图(b)中纸带的相关数据可知ΔxAD＝6.60 cm＋8.00 cm＋9.40 cm＝24.00 cm，由平均速度的定义可知＝80.0 cm/s。 (2)在题图(c)中描点，如图所示。 (3)将题图(c)中的实验点用直线拟合，如图所示，可知斜率k＝＝70.0 cm/s2，截距b＝59.0 cm/s。 (4)小车做匀变速直线运动，有Δx＝，变形可得aΔt，故小车在Δt＝0时，即打出A点时小车的速度大小vA＝b，小车的加速度大小满足a＝k，即a＝2k。 (2022·江苏卷·T11)小明利用手机测量当地的重力加速度，实验场景如图1所示，他将一根木条平放在楼梯台阶边缘，小球放置在木条上，打开手机的“声学秒表”软件，用钢尺水平击打木条使其转开后，小球下落撞击地面，手机接收到钢尺的击打声开始计时，接收到小球落地的撞击声停止计时，记录下击打声与撞击声的时间间隔t，多次测量不同台阶距离地面的高度h及对应的时间间隔t。 (1)现有以下材质的小球，实验中应当选用________。 A．钢球　　　B．乒乓球　　　C．橡胶球 (2)用分度值为1 mm的刻度尺测量某级台阶高度h的示数如图2所示，则h＝________ cm。 (3)作出2h -t2图线，如图3所示，则可得到重力加速度g＝________m/s2。(结果保留3位有效数字) (4)在图1中，将手机放在木条与地面间的中点附近进行测量，若将手机放在地面A点，设声速为v，考虑击打声的传播时间，则小球下落时间可表示为t′＝________(用h、t和v表示)。 (5)有同学认为，小明在实验中未考虑木条厚度，用图像法计算的重力加速度g必然有偏差。请判断该观点是否正确，简要说明理由_______________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________。 [破题“三步曲”] 答案： (1)A　(2)61.20　(3)9.66　(4)t＋ (5)不正确，理由见解析 解析：(1)为了减小空气阻力等误差影响，应该选用密度较大的钢球，故选A。 (2)刻度尺的分度值为1 mm，估读到分度值的下一位，由题图2可知h＝61.20 cm。 (3)根据h＝gt2可知2h＝gt2，故在2h ­t2图像中斜率表示重力加速度，则根据题图3有g＝ m/s2≈9.66 m/s2。 (4)击打声传播的时间为t1＝，则小球下落的时间为t′＝t＋t1＝t＋。 (5)设木条厚度为H，台阶距离地面的高度h1时对应的时间为t1，高度h2时对应的时间为t2，则根据前面的分析有g＝，可知g与H无关。 学科网（北京）股份有限公司 $