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）-【正禾一本通】2026年新高考物理高三一轮总复习高效讲义

　实验一　探究小车速度随时间变化的规律

【备考目标】　1.练习正确使用打点计时器，学会利用打上点的纸带研究物体的运动。 2.会利用纸带确定匀变速直线运动的瞬时速度、加速度。 3.会用图像法探究小车速度随时间的变化规律，并能根据图像求出加速度。

实验01步，理清实验过程

　1．打点计时器

(1)作用：计时仪器，当所用交变电源的频率f＝50 Hz时，每隔0.02 s打一次点。

(2)结构

①电磁打点计时器(图甲)；

②电火花计时器(图乙)。

(3)工作条件：

2．实验：探究小车速度随时间变化的规律

(1)实验思路

如图所示，长木板上的小车在槽码的牵引下运动，利用打点计时器记录小车的运动，通过研究纸带上的信息，就可以探究小车运动的速度随时间的变化规律。

(2)实验过程

①按照实验装置，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源；

②把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的槽码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面；

③把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小车；

④小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带；

更换纸带重复实验三次，选择一条比较理想的纸带进行测量、分析。

(3)数据分析

①求瞬时速度

利用平均速度求瞬时速度：=＝。

②求加速度

a．利用逐差法求加速度：

a1＝，a2＝，a3＝，则a＝＝。

b．利用v­t图像法求加速度：作出速度—时间图像，通过图像的斜率求解小车的加速度。

③依据纸带判断小车是否做匀变速直线运动

x1、x2、x3、…、xn是相邻两计数点间的距离；

Δx是两个连续相等的时间内的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2，…。

若Δx等于恒量(aT2)，则说明小车做匀变速直线运动。

(4)误差分析

①偶然误差

②系统误差

[辨析明理]

1．判断下列说法的正误

(1)虽然两种打点计时器使用交流电源的电压不同，但打点的周期是相同的。(√)

(2)本实验需要用刻度尺测量计时点之间的间距，用秒表测量运动时间。(×)

(3)实验时细线、纸带要与长木板平行，以保证小车做匀变速直线运动。(√)

(4)为获取足够的计时点，小车在释放前应置于靠近打点计时器的位置。(√)

(5)实验中应先让小车运动，再接通电源；实验完毕应先断开电源，后取下纸带。(×)

2．某同学用以下方法绘制了小车运动的v ­t图像。先把纸带每隔0.1 s剪断，得到若干短纸条，再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条下端对齐，作为时间坐标轴，标出时间，最后将纸条上端的中心连起来，于是得到v­t图像。这样做有道理吗？说说你的看法。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

提示：剪断的每段纸带对应的运动时间都是t＝0.1 s，且每段纸带都是等宽的，所以可用纸带的宽度代表运动时间；同时，由于每段纸带对应的运动时间相等，所以可用纸带的高度代表纸带的平均速度。对匀变速直线运动来说，每段纸带的平均速度就等于纸带中间时刻的瞬时速度。综上可知，该同学的做法是合理的。

 

 

 

实验02步，透析常见考法

类型(一) 教材原型实验

【例1】  (2024·浙江杭州检测)某班同学利用如图甲所示装置“探究小车速度随时间变

化的规律”，电火花计时器使用的是频率为50 Hz的交流电源。

(1)电火花计时器的工作电压为________V。

(2)下列说法中正确的是________。

A．实验时，先释放纸带，再接通电源

B．实验时，先接通电源，待打点稳定后，再释放纸带

C．实验时，先接通电源或先释放纸带都可以

D．纸带上打点越密集说明纸带运动速度越大

(3)第1个实验小组所得纸带上打出的部分计数点如图乙所示(每相邻两个计数点间还有4个点图中未画出)，x1＝3.59 cm，x2＝4.41 cm，x3＝5.19 cm，x4＝5.97 cm，x5＝6.78 cm，x6＝7.64 cm，则小车的加速度a＝________m/s2(要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打B点时小车的速度vB＝______m/s。(结果均保留两位有效数字)

(4)第2个实验小组计算出所得纸带上各计数点对应的速度后，在坐标系中描出的点如图丙所示，请根据这些点在图丙中作出v­t图像，并根据图像计算出小车运动的加速度a＝______ m/s2。(结果保留三位有效数字)

解析：(1)常用的电火花计时器使用的是220 V的交流电。

(2)开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后释放纸带，让纸带(随物体)开始运动，如果先放开纸带再接通打点计时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差；同时先打点再释放纸带，可以提高纸带利用率，故A、C错误，B正确。因为打点的时间间隔一定，所以纸带上打点越密集说明纸带运动速度越小，故D错误。

(3)相邻两个计数点间的时间间隔为T＝0.1 s，由逐差法得a＝＝0.80 m/s2，打点计时器在打B点时小车的速度为vB＝＝