第1章 实验1 科学测量：做直线运动物体的瞬时速度-【创新教程】2027年高考物理总复习大一轮讲义（鲁科版）

实验一科学测量：做直线运动物( 夯实基础实验 分层梳理要 (1)练习正确使用打点计时器 (2)会利用纸带求匀变速直线运动的瞬 实验 时速度、加速度 目的(3)会利用纸带探究小车速度随时间变 化的规律，并能画出小车运动的v-t 图像，根据图像求加速度 从纸带上确定计数点和两计数点间隔的 实验 时间，量出相邻计数点间的距离，利用平 原理 均速度求出瞬时速度；计算相邻计数点距 离之差，看其是否是一个常数来确定运动 性质 「作用：计时仪器，接频率为50Hz的交变 电流，每隔0.02s打一次点 工作（电磁打点计时器：8V交流电源 条件{电火花计时器：220V交流电源 接电源 纸带 电火花计时器（或电磁打点计时 实验 器)、一端附有滑轮的长木板、小 器材 车、纸带、细绳、槽码、刻度尺、导 线、电源、复写纸片 (1)按照实验装置图，把打点计时器固定 在长木板无滑轮的一端，接好电源 (2)把一细线系在小车上，细线绕过滑 轮，下端挂合适的槽码，纸带穿过打 实验 点计时器，固定在小车后面 -(3)把小车停靠在打点计时器处，先接通 步骤 电源，再放开小车 (4)小车运动一段时间后，断开电源，取 下纸带 (5)换纸带反复做三次，选择一条比较理 想的纸带进行测量分析 13 本的瞬时速度 点落实 数据处理 1.利用逐差法求平均加速度： 37T2,a2-5 37T2,a3= a-十g+a 3 2.利用平均速度求瞬时速度： U= sn十sn+1_dn+1-dm-1 2T 2T 3.利用速度-时间图像求加速 度：作出速度-时间图像，通 过图像的斜率求物体的加 速度 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.长木板粗糙程度不均匀，小 车运动时加速度有变化造成 误差 注意事项 1.平行：纸带、细绳要和长木板 平行 2.靠近：释放小车前，应使小车 停在靠近打点计时器 的位置， 3.一先一后：实验时应先接通 电源，后释放小车；实验后先 断开电源，后取下纸带！ 4.减小误差：小车另一端挂的 槽码个数要适当，避免速度 过大而使纸带上打的点太 少.或者速度太小，使纸带上 打的点过于密集 5.纸带选取：选择一条点迹清 晰的纸带，舍弃点密集部分， 适当选取计数点. 6.准确作图：在坐标纸上，纵、 横轴选取合适的单位，仔细 描点连线，不能连成折线，应 作一条直线，让各点尽量落 到这条直线上，落不到直线 上的点应均匀分布在直线 的两侧 突破实验热点 热点一 教 典题例析 典例1某同学 打点计时器 小车 Loo 利用如图(a) 纸带 木板 钩码 所示的实验装 图(a) 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， ✉6.608.009.40+-10.9012.40 图(b) 单位：cm (1)已知打出图(b)中相邻两个计数点的时 间间隔均为0.1s.以打出A点时小车的位 置为初始位置，将打出B、C、D、E、F各点时 小车的位移△填到表中，小车发生对应位移 所用时间和平均速度分别为△t和.表中 △XAD= cm,UAD cm/s. 位移区间 AB AC AD AE AF △s(cm) 6.60 14.60 △sD 34.90 47.30 o(cm/s》 66.0 73.0 87.3 94.6 (2)根据表中数据，得到小车平均速度随 时间△t的变化关系，如图(c)所示.在图中 补全实验点， ↑(cm·s-) 105T 95 85 75 65 55 00.10.20.30.40.50.6△ts 图(c) 买验热点逐一突破 才原型实验 (3)从实验结果可知，小车运动的-△t图线 可视为一条直线，此直线用方程v=k△t十b表 示，其中k= cm/s2,6= 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点时小车的 速度大小VA= ,小车的加速度大小a (结果用字母k、b表示) 实验攻略 (1)利用。=A计算各段的平均速度； △t (2)在-△t坐标系中描出各点，连接各点为 一直线； vot+ y 1 (3)0= t =v0+2at; (4)利用斜率和截距求v4和a. 跟踪训练 (2025·北京卷，16)利用打点计时器研究匀 变速直线运动的规律，实验装置如图1 所示 打点计时器 纸带 物 图1 图2 (1)按照图1安装好器材，下列实验步骤正 确的操作顺序为 (填各实验步骤前 的字母). A.释放小车 B.接通打点计时器的电源 C.调整滑轮位置，使细线与木板平行 (2)实验中打出的一条纸带如图2所示，A、 B、C为依次选取的三个计数点（相邻计数点间 有4个点未画出)，可以判断纸带的 (填“左端”或“右端”)与小车相连. (3)图2中相邻计数点间的时间间隔为T, 则打B点时小车的速度= (4)某同学用打点计时器来研究圆周运动. 如图3所示，将纸带的一端固定在圆盘边缘 处的M点，另一端穿过打点计时器.实验时 热点二 拓展 核心提炼 创新角度 实验装置图 创新解读 1.滑块在斜面上 靠重力沿斜面方 挡光片 向上的分力与摩 光电门 擦力的合力获得 滑块 加速度 实验原理 (a) 2.挡光片经过光 的创新 -△s 电门的平均速度 运动方向 前端 作为滑块速度 (b) 3.平均速度的大 小与挡光片的长 度有关 15 圆盘从静止开始转动，选取部分纸带如图4 所示.相邻计数点间的时间间隔为0.10s, 圆盘半径R=0.10m.则这部分纸带通过打点 计时器的加速度大小为 m/s;打点计 时器打B点时圆盘上M点的向心加速度大小 为 m/s2.(结果均保留两位有效数字) 纸带 打点计时器 图3 0 3.59 -8.00 单位：cm 1322 -19.24 图4 创新实验 续表 创新角度 实验装置图 创新解读 1.物块在斜面上 靠重力沿斜面方 向上的分力与摩 打点计 擦力的合力获得 实验目的 纸带 时器物块 加速度 的创新 斜面 2.由纸带确定物 块的加速度. 3.结合牛顿第二 定律求动摩擦 因数 1.用滴水针头替 代打点计时器打 实验器材 纸带 滴水针头 的创新 2.小车在水平桌 左 衣 面上因摩擦做匀 减速运动 续表 创新角度 实验装置图 创新解读 1.铁球靠重力产 生加速度 2.铁球由A到B m 实验过程 的时间可由数字 B方 的创新 毫秒表读出. 3.铁球的加速度 由兰-4图线分 析得出 典题例析 典例2用雷达探测一高速飞行器的位置.从 某时刻(t=0)开始的一段时间内，该飞行器 可视为沿直线运动，每隔1s测量一次其位 置，坐标为x,结果如下表所示： t/s 0 1 3 5 s/m050710941759250533294233 回答下列问题： (1)根据表中数据可判断该飞行器在这段时 间内近似做匀加速运动，判断的理由是： (2)当s=507m时，该飞行器速度的大小v m/s; (3)这段时间内该飞行器加速度的大小a m/s2(保留2位有效数字). 实验攻略本题对情境进行了创新，将原本的 打点计时器纸带模型变为雷达测飞行器位置， 考查学生的知识迁移能力和计算能力. 跟踪训练 利用图甲所示的装置 遮光片 滑块 光电门甲 可测量滑块在斜面上 光电门乙 运动的加速度.一斜 甲 面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定 16 在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移 动.当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下 时，与两个光电门都相连的计时器可以显示 出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t.改 变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使 滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测 量甲、乙之间的距离s,记下相应的t值；所 得数据如表所示. s/m 0.5000.6000.7000.8000.9000.950 t/ms 292.9371.5452.3552.8673.8776.4 /m·s1 1.711.62 1.55 1.45 1.341.22 t 完成下列填空和作图： (1)若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速 度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速 度，、测量值x和t四个物理量之间所满足 的关系式是 (2)根据表中给出的数据，在图乙给出的坐 标纸上画出工-t图线。 /m8 2.0 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1曲 1o 00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0t/s (3)由所画出的三-t图线，得出滑块加速度 的大小为a m/s2(保留2位有效 数字). 学习至此，请完成配套训练课时冲关6实验一科学测量：做直线运动物体的瞬时速度 热点一典题例析 [典例1][解析](1)根据纸带的数据可得△sD=s十 sx十sD=6.60cm十8.00cm十9.40cm=24.00cm,平 均速度为0=器=80.0cm/s (2)根据第(1)小题结果补充表格和补全实验点图像（图 见答案) (3)从实验结果可知，小车运动的)-15 △t图线可视为一条直线，图像为 95 此直线用方程U=k△t十b表示，由图 85 7 像可知其中=101.，0-59.0cm/s= 0.6 55 70.0cm/s2,b=59.0cm/s, (4)小球微匀变速直线运动，由位移公式s=十2at, 、1 整理得氵=十之at, t 即u=wa十之at, 故根据图像斜率和截距可得va=b,a=2k. L答案](1)24.0080.0 95 (2)85 (3)70.059.0 75引 651 5507304030 (4)b2k 跟踪训练 解析：(1)实验步骤中，首先调整滑轮位置使细线与木板 平行，确保力的方向正确；接着接通打点计时器电源，让 计时器先工作：最后释放小车，故顺序为CBA: (2)小车做匀加速直线运动时，速度越来越大，纸带上点 间距逐渐增大.图2中纸带左端间距小，右端间距大，说 明纸带左端与小车相连； (3)根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于 该段时间内的平均速度.B点为A、C的中间时刻，A、C 间位移为时间间隔为2T,则0=异： (4)根据逐差法可知a=E二5 42 =0.1924-0.0800-0.0800m/s=0.81m/s, 4×0.19 B点是AC的中间时刻点，则有u=2行 x4c0.0800 20.1 m/s =0.4m/s, =0.42 此时向心加速度a.一=m/s=1.6m/s. 答案：(1)CBA(2)左端(3)异 (4)0.811.6 热点二典题例析 [典例2][解析](1)第1s内的位移507m,第2s内的 位移587m,第3s内的位移665m,第4s内的位移746m, 第5s内的位移824m,第6s内的位移904m,则相邻 1s内的位移之差接近△s=80m,可知判断飞行器在这 段时间内做匀加速运动； (2)当s=507m时飞行器的速度等于0~2s内的平均 速度，则=1094m/s=547m/5 2 （3a=T=4233-2X1759m/s≈79m/s. 9T 9×12 [答案](1)相邻1s内的位移之差接近△s=80m(2) 547(3)79 3 跟踪训练 解析：(1)由运动学公式s=t十2at=(一at)t+2at 气一。at+t,变形为子三一之at十4，从此式可知， t t图线是一条斜率为负值的直线。 (2)根据题目提供的数据描点，然 后用一条直线连接这些，点，所得 1.9 图像如图所示. (3)由图线知斜率绝对值为k= 14 1.71-1.22 m/s2=1.0m/s2,又 1.3 0.78-0.29 1.2 由产=一t十知，斜率的绝 1 对值为2a,故有 a=1.0m/s,即a=2.0m/s. 答案：1)2=-a1十u或s=-分a十ut(2)见解 1 1 析图(3)2.0(1.8~2.2范围内均正确) 第二章相互作用力与平衡 第1讲重力、弹力、摩擦力 课前双基复盘 知识点一 1.地球 2.正比mg弹簧测力计3.竖直向下4.质 量形状5.几何中心悬挂法 知识点二 2.(1)恢复原状(2)形状3.(1)恢复原状(2)接触弹 性形变(3)相反4.(1)弹性形变(2)kx劲度系数 N/m自身性质形变量 知识点三 1.相对静止相对运动粗糙压力相对运动趋势 粗糙压力相对运动(1)0<FFuF、相反 相反相对运动趋势相对运动2.(1)相对运动 (2)粗糙程度 课堂研透考点考点一典题例析 [典例1]D[若小球与小车一起匀速运动，则细绳对小球无 拉力；若小球与小车有向右的加速度a=gtan a,则轻弹簧对 小球无弹力，D正确.] [典例2]C[小车在光滑斜面上自由下滑，不受阻力，则 加速度a=gsin(0为斜面的倾角)，由牛顿第二定律可 知小球所受重力和杆的弹力的合力沿斜面向下，且小球 的加速度等于gsin0,则杆的弹力方向垂直于斜面向上， 杆不会发生弯曲，C正确.] [典例3]B[由题知，取走一个盘子，稳定后余下的正好 升高补平，则说明一个盘子的重力可以使弹簧形变相邻 两盘间距，则有mg=3k△x, 解得k=100N/m,故选B.] 考点二典题例析 [典例4]D[对钢管受力分析，如图所示 LBAKKI1 10 71700877777 G 若钢管受到地面的摩擦力，则钢管水平方向受力不平 衡，钢管不可能处于静止状态，故地面对钢管左端的摩 擦力大小为零.A、B、C错误，D正确.故选D.] [典例5]BD[白纸和镇纸始终处于静止状态，对镇纸 受力分析知，镇纸不受摩擦力，否则水平方向受力不平 衡，镇纸的作用是增大白纸与桌面之间的最大静摩擦 力，故A错误；在书写的过程中毛笔相对纸面向右运动， 8