2026届高考物理核心演示实验三轮通关·百花齐放 百法通关讲义：测量做直线运动物体的瞬时速度 +测定匀变速直线运动的加速度

2026年高考物理核心演示实验三轮通关·百花齐放 百法通关讲义1 三轮实验逐锋芒，一花独放难成芳；唯有百花齐竞艳，方能落笔皆成章！以“一枝独秀不是春，百花齐放春满园”为初心，打破实验桎梏，海纳百川，覆盖核心演示实验所有考法，助你在高考实验赛道，轻装上阵、决胜锋芒！ 本讲义内容：一.测量做直线运动物体的瞬时速度 二.测定匀变速直线运动的加速度 高考核心原理与通关专练。 一.测量做直线运动物体的瞬时速度 考法1.用打点计时器测物体的速度 核心原理： 利用打点计时器在纸带上等时打点，通过测量相邻点间距，用 计算平均速度，以此近似代表该段的瞬时速度，或匀变速时根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段时间的平均速度求瞬时速度。 通关专练： 1.学校物理兴趣小组用如图甲所示的装置测量小车的平均速度和瞬时速度。 (1)实验中，除打点计时器（含电源、纸带、复写纸）、小车、平板和重物外，在下面的器材中，还须使用的是______。 A．天平 B．刻度尺 C．秒表 (2)下列实验步骤的正确顺序为______（填写字母）。 A．关闭电源，取下纸带 B．接通电源后，放开小车 C．将打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔 D．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连 (3)图乙为实验中得到的一条纸带，从中确定四个计数点，测得，，，每相邻两个计数点间还有四个计时点（图乙中未画出），则从打点计时器打下A点到打下D点，小车运动的平均速度大小______m/s，打点计时器打下C点时小车的速度大小______m/s。（结果均保留两位有效数字） 考法2.DIS测量速度 核心原理： 利用光电门传感器测量遮光片通过的遮光时间Δt，遮光片宽度Δx，由 直接算出平均速度，近似为瞬时速度。 通关专练： 2.如图所示，某同学用（数字化实验系统）和斜面，设计了一个测物体瞬时速度的实验，实验中使用的挡光片形状均为，其凸起端的部分用于挡光。第一次实验时，该同学在小车上固定挡光片时，使挡光片的凸起端对齐车头。依次更换四个挡光片，将小车从斜面轨道上同一位置P由静止释放，获得了4组实验数据如下表所示。第二次实验时，他将挡光片左右倒置，使挡光片的凸起端对齐车尾，仍将小车从斜面轨道上同一位置P由静止释放，再得到4组实验数据（本题未给出）。 不同的挡光片 通过光电门的时间（s） 速度（m/s） A 0.15425 0.520 B 0.11209 0.515 C 0.07255 0.512 D 0.03510 0.506 (1)分析上面表格中的数据，可知：四个挡光片中，最宽的挡光片的宽度_______m（结果保留到小数点后第三位）；表中与小车车头到达光电门时的瞬时速度最接近的是_________m/s。 (2)第二次实验时，他将挡光片左右倒置，使挡光片的凸起端对齐车尾，仍将小车从轨道上同一位置P由静止释放，得到的4组实验数据分别与第一次实验数据比较，每组数据中测量的通过光电门的时间都应该_________（选填“大于”、“小于”或“等于”）第一次实验的数据。 (3)在进行误差分析时，结合上面表格中的数据，该同学想到：第一问第二空的结果应该（选填“大于”、“小于”或“等于”）_________真实值。 考法3.光电门测量速度 核心原理： 遮光条宽度 固定，光电门测出遮光时间 ，用 计算平均速度，近似为物体通过光电门的瞬时速度。 通关专练： 3.研究表明转动的物体也具有动能，称为转动动能，转动动能属于机械能。某同学使用如图所示装置探究“匀质圆盘绕光滑中心轴转动的转动动能与角速度的关系”。匀质圆盘边缘带浅槽，槽内缠有足够长的细线，细线的末端连接装有遮光片的物块，光电门位于遮光片正下方。每次实验，将物块自点静止释放，物块下落带动圆盘转动，细线与圆盘之间不打滑。实验中测出了物块（含遮光片）的质量、圆盘直径（不计细线对圆盘直径的影响）、光电门距点距离，遮光片宽度和遮光片通过光电门的时间。重力加速度为，忽略空气阻力。 (1)用螺旋测微器测出遮光片宽度如图所示，______。 (2)遮光片通过光电门的速度______，此时圆盘的转动动能______、角速度______。（用题干中所给字母表示） (3)调节光电门的位置，多次测量，得到下表数据。 次数 1 2 3 4 5 6 4.0 8.0 11.9 16.0 19.7 24.1 （J） 0.0010 0.0040 0.0089 0.0161 0.0248 0.0359 由此可判断圆盘转动动能与角速度的关系为______。 A． B． C． 考法4.频闪照相测量速度 核心原理： 频闪灯等时间间隔多次曝光拍照，得到物体在相等时间内的位置，测量相邻像间距，已知频闪时间间隔，用 算出平均速度，近似为瞬时速度。 通关专练： 4.某同学通过观察小球在黏性液体中的运动，探究其动力学规律，步骤如下： （1）用螺旋测微器测量小球直径D如图1所示，__________。 （2）在液面处由静止释放小球，同时使用频闪摄影仪记录小球下落过程中不同时刻的位置，频闪仪每隔闪光一次。装置及所拍照片示意图如图2所示（图中的数字是小球到液面的测量距离，单位是）。 （3）根据照片分析，小球在A、E两点间近似做匀速运动，速度大小__________（保留2位有效数字）。 （4）小球在液体中运动时受到液体的黏滞阻力（k为与液体有关的常量），已知小球密度为，液体密度为，重力加速度大小为g，则k的表达式为__________（用题中给出的物理量表示）。 （5）为了进一步探究动力学规律，换成直径更小的同种材质小球，进行上述实验，匀速运动时的速度将__________（填“增大”“减小”或“不变”）。 考法5.雷达测速 核心原理： 普通微波雷达：雷达发射电磁波，遇到运动车辆反射后，接收波的频率会随车速变化。通过检测频率偏移量，直接计算出车辆的瞬时速度。 脉冲/激光雷达：测距离变化，用算速度。 通关专练： 5.测速在生活中很常见，不同的情境中往往采用不同的测速方法。某高速公路自动测速装置如图甲所示，雷达向汽车驶来的方向发射脉冲电磁波，相邻两次发射时间间隔为t。当雷达向汽车发射电磁波时，在显示屏上呈现出一个尖形波；在接收到反射回来的无线电波时，在显示屏上呈现出第二个尖形波。根据两个波在显示屏上的距离，可以计算出汽车至雷达的距离。显示屏如图乙所示（图乙中标的数据、、t为已知量），已知光速为c。则： ①当第一个脉冲电磁波遇到汽车时，汽车距雷达的距离为______。 ②从第一个脉冲遇到汽车的瞬间到第二个脉冲遇到汽车的瞬间，所经历的时间为______。 ③若考虑到，，则可写出汽车的速度为______。 考法6.滴水法测物体的速度 核心原理： 水滴等时下落（时间间隔Δt固定），测量地面上相邻水滴落点间距Δx，用 求出平均速度，近似代表物体的瞬时速度。 通关专练： 6.2024年，5月18日，第十届全国青年科普创新实验暨作品大赛云南赛区复赛在云南省科技馆举行，来自全省16州市的代表队展开激烈角逐，各地州学子以饱满的热情和扎实的科学素养，在各自的命题中展现出卓越的创新能力和实践能力。如图所示，某实验小组利用矿泉水瓶自制了一个简易滴水计时器，利用书法水写布滴水后可在一定时间内保留痕迹的特点来研究物体运动的规律。设计如下： 将简易滴水计时器固定在水平桌面的上方，出水口到桌面的距离为h，每当水滴滴到水写布上时，下一滴水刚好开始下落，如图甲所示，把与水写布连接的实验小车放置在水平桌面上，不计水写布的厚度。回答下列问题： (1)用手拉动小车，水写布上的水滴分布如图乙所示，则小车做_________（填“加速”或“减速”）运动。 (2)开动小车，水写布上的水滴分布如图丙所示。已知水写布上一个格的宽度为L，当地重力加速度为g，则A水滴落到水写布上时小车的速度大小_________（用L、g、h表示）。 (3)若测得水写布上一个格的宽度为L，滴水器出水口到桌面的距离为h，假设昆明的重力加速度为g，则小车运动的加速度大小_________（用含L，h，g的字母表示）。 二.测定匀变速直线运动的加速度 考法1.探究小车速度随时间变化规律 核心原理： 1.用打点计时器（或光电门）在纸带上打出等时间间隔的点，时间间隔 已知。 2.用某段平均速度近似等于中间时刻瞬时速度： 算出各时刻瞬时速度。 3.作出图像，分析速度随时间的变化规律。 通关专练： 1.某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，选出了如图所示的一条纸带（相邻两点间还有4个点没有画出来），纸带上方的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为。 (1)根据纸带上的数据，计算打下点时小车的瞬时速度（保留小数点后两位数字）并填在表中； 位置 0.61 0.81 _____ 1.18 1.39 (2)根据表格中的数据，在下图中绘出小车的图像； (3)根据图像求得小车运动的加速度大小为__________（保留小数点后两位数字）。 考法2.用逐差法计算加速度 核心原理： 把纸带位移分成前半段、后半段，利用匀变速直线运动中连续相等时间间隔 内的位移差恒定： 用逐差法（也叫分段法）可减小误差，充分利用数据。 若为奇数段可采取掐头去尾或者去中间变为偶数段再处理。 通关专练： 2.某小组利用图甲实验装置进行“探究物体加速度与力、质量的关系”的实验，实验中槽码质量为，小车和砝码总质量为。 (1)关于实验操作及注意事项，下列说法正确的是（　　） A．实验前应先挂上槽码且连好纸带，再调节木板倾角以补偿阻力 B．连接槽码和小车的细线应跟木板保持平行 C．实验中，必须满足小车和砝码的质量远小于槽码的质量 (2)某次实验获得的纸带如图乙所示，相邻计数点间均有4个点未画出，打点计时器电源频率为，则小车的加速度大小为_____；（保留2位有效数字） (3)乙同学保持小车和砝码总质量一定，探究加速度与受力的关系，根据实验数据作出图像，如图丙所示。该同学利用最初的几组数据拟合了一条直线OAP。一条与纵轴平行的直线和这两条图线以及横轴的交点分别为、、。若已知，则此时对应的_____。 考法3.描绘实验的v-t图像并求加速度 核心原理： 1.画v‑t图像 算出各计数点瞬时速度 时间为横轴，速度为纵轴建立坐标系。 描点，画一条直线，让点尽量均匀分布在直线两侧。 2.求加速度 在直线上取两个清晰点 、 斜率大小即为加速度。 通关专练： 3.某同学用如图甲所示的装置，测量小车做匀变速直线运动的加速度，释放钩码后小车由静止开始运动，得到一条如图乙所示的纸带，并在纸带上取了、、、、、、共7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个计时点没有画出。已知打点计时器所接交流电的频率为。 (1)实验中，下列措施必要的是______。 A．细线必须与长木板平行 B．先接通电源再释放小车 C．保证小车的质量远大于钩码的质量 D．抬高长木板不带定滑轮的一端，平衡小车与长木板间的摩擦力 (2)打下点时的速度大小为______（用和图乙中所给长度的字母表示）。 (3)若图乙中相邻计数点间的时间间隔记为，计算、、。在坐标纸上，以计算出来的速度为纵坐标、对应时间（、、）为横坐标，描点连线后得到图像为一条倾斜直线，测得斜率为，则小车的加速度大小为______。 考法4.用DIS研究匀变速运动 核心原理： 1.小车经过光电门时，传感器测出遮光时间Δt，结合遮光片宽度，由 算出瞬时速度。 2.改变小车位置多次测量，得到多组速度—时间数据，由计算机自动绘制图像。若图像为倾斜直线，说明小车做匀变速直线运动；图像斜率即为加速度。 通关专练： 4.某实验小组采用位移传感器和电火花打点计时器同时测量物体做匀减速直线运动的加速度，以此比较两种测量方法的差异性。实验步骤如下： （1）如图甲所示连接好实验器材，接通打点计时器电源开始打点，闭合位移传感器开关，释放木块，木块在重物的牵引下开始做匀加速直线运动，重物落地后，木块再匀减速运动一段距离后停在桌面上（尚未到达滑轮处）； （2）从纸带上截取点迹清晰，便于测量的一段，如图乙所示，计算木块做匀减速直线运动的加速度则需选择___________点至___________点段进行测算（填图乙中点的字母），得出木块做匀减速直线运动的加速度大小为 （3）用位移传感器记录木块做匀减速直线运动的位移，其采样周期T=0.05s，数据如下表 5.40cm 4.40 cm 3.40cm 2.42cm 1.48 cm 0.50cm 利用表中数据求得木块的加速度大小为_______（结果保留三位有效数字）； （4）___________（填“打点计时器”或“位移传感器”）能比较准确的测量木块做匀减速直线运动的加速度。 考法5.用光电门研究匀变速运动 核心原理： 1.让小车拖着遮光条做匀变速运动，依次通过两个光电门。 2.光电门测出遮光时间、，由 得到两个瞬时速度。 3.测出两光电门间距，用 求加速度；或测出通过两光电门的时间间隔，用计算。 4.多次测量，验证速度均匀变化，即为匀变速直线运动。 通关专练： 5某同学利用如图所示装置来研究滑块A的加速度，如图甲所示。质量为m1的带遮光条的滑块A放在倾斜的气垫导轨上，由跨过轻质定滑轮的细绳与质量为m2的钩码B相连，间距为L的光电门1和2固定在气垫导轨上。气垫导轨与水平面的夹角可调，遮光条的宽度为d，当地的重力加速度为g。 (1)螺旋测微器测得遮光条的宽度如图乙所示，则宽度d=________mm； (2)调整长木板与水平面的夹角，给B一个竖直向下的初速度，使得滑块A通过两个光电门的时间相等：然后将钩码C挂到钩码B上，由静止释放，测出滑块依次经过光电门1、2的时间分别为t1、t2，则滑块通过光电门1的速度大小为________（用题中所给的物理量符号表示），滑块A的加速度大小为________（用题中所给的物理量符号表示） 考法6.用频闪相机研究匀变速运动 核心原理： 1.频闪相机每隔固定时间 拍摄一次，得到物体在相等时间间隔内的位置。 2.测量相邻像的位移 ，若位移差 恒定，说明是匀变速直线运动。 3.用某段平均速度代替中间时刻瞬时速度： 4.作出图像，图像斜率即为加速度；也可用逐差法直接求加速度。 通关专练： 6.利用相机的连拍功能，结合拍摄过程的曝光时间，也可以获得运动残影来研究物体的运动。现定义：“曝光时间”为每次快门开启、相机进行拍摄的时间；“曝光间隔时间”为相邻两次快门执行“开启操作”的时间间隔，示意图如图所示。 某同学使一个小球从某砖墙前自由落下的同时开始连拍，得到如图所示的照片（图中1、2、3……是由于小球的运动而在照片上留下的模糊径迹）。测得每块砖的平均厚度为，以此推算每个径迹的实际长度。 (1)他为了验证小球下落过程是否可视为自由落体运动，他重新将曝光时间调节为，曝光间隔时间设定为，测量两条相邻的径迹长度为和，设重力加速度为，若满足条件：___________，说明小球下落可视为自由落体运动。 (2)通过验证，小球下落可视为自由落体运动，取。该同学通过照片，推算出第9条径迹的长度为，从下落点到第9条径迹上端共有16层砖的厚度，则相机最初连拍过程，单次曝光时间为_________s；他推算出第3条径迹的长度为，则曝光间隔时间为________s（均保留1位有效数字）。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026年高考物理核心演示实验三轮通关·百花齐放 百法通关讲义1 三轮实验逐锋芒，一花独放难成芳；唯有百花齐竞艳，方能落笔皆成章！以“一枝独秀不是春，百花齐放春满园”为初心，打破实验桎梏，海纳百川，覆盖核心演示实验所有考法，助你在高考实验赛道，轻装上阵、决胜锋芒！ 本讲义内容：一.测量做直线运动物体的瞬时速度 二.测定匀变速直线运动的加速度 高考核心原理与通关专练。 一.测量做直线运动物体的瞬时速度 考法1.用打点计时器测物体的速度 核心原理： 利用打点计时器在纸带上等时打点，通过测量相邻点间距，用 计算平均速度，以此近似代表该段的瞬时速度，或匀变速时根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段时间的平均速度求瞬时速度。 通关专练： 1.学校物理兴趣小组用如图甲所示的装置测量小车的平均速度和瞬时速度。 (1)实验中，除打点计时器（含电源、纸带、复写纸）、小车、平板和重物外，在下面的器材中，还须使用的是______。 A．天平 B．刻度尺 C．秒表 (2)下列实验步骤的正确顺序为______（填写字母）。 A．关闭电源，取下纸带 B．接通电源后，放开小车 C．将打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔 D．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连 (3)图乙为实验中得到的一条纸带，从中确定四个计数点，测得，，，每相邻两个计数点间还有四个计时点（图乙中未画出），则从打点计时器打下A点到打下D点，小车运动的平均速度大小______m/s，打点计时器打下C点时小车的速度大小______m/s。（结果均保留两位有效数字） 【答案】(1)B(2)CDBA(3) 1.0 1.1 【详解】（1）需要使用刻度尺测量纸带上计数点间的距离；本实验不需要用天平测质量；通过打点计时器可以知道时间，所以不需要秒表。 故选B。 （2）实验前先将打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔，再将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连；实验时先接通电源，后放开小车，然后关闭电源，取下纸带。所以实验步骤的正确顺序为CDBA。 （3）[1]每相邻两个计数点间还有四个计时点，可知相邻计数点的时间间隔为 则从打点计时器打下A点到打下D点，小车运动的平均速度大小 [2]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段时间的平均速度，则打点计时器打下C点时小车的速度大小 考法2.DIS测量速度 核心原理： 利用光电门传感器测量遮光片通过的遮光时间Δt，遮光片宽度Δx，由 直接算出平均速度，近似为瞬时速度。 通关专练： 2.如图所示，某同学用（数字化实验系统）和斜面，设计了一个测物体瞬时速度的实验，实验中使用的挡光片形状均为，其凸起端的部分用于挡光。第一次实验时，该同学在小车上固定挡光片时，使挡光片的凸起端对齐车头。依次更换四个挡光片，将小车从斜面轨道上同一位置P由静止释放，获得了4组实验数据如下表所示。第二次实验时，他将挡光片左右倒置，使挡光片的凸起端对齐车尾，仍将小车从斜面轨道上同一位置P由静止释放，再得到4组实验数据（本题未给出）。 不同的挡光片 通过光电门的时间（s） 速度（m/s） A 0.15425 0.520 B 0.11209 0.515 C 0.07255 0.512 D 0.03510 0.506 (1)分析上面表格中的数据，可知：四个挡光片中，最宽的挡光片的宽度_______m（结果保留到小数点后第三位）；表中与小车车头到达光电门时的瞬时速度最接近的是_________m/s。 (2)第二次实验时，他将挡光片左右倒置，使挡光片的凸起端对齐车尾，仍将小车从轨道上同一位置P由静止释放，得到的4组实验数据分别与第一次实验数据比较，每组数据中测量的通过光电门的时间都应该_________（选填“大于”、“小于”或“等于”）第一次实验的数据。 (3)在进行误差分析时，结合上面表格中的数据，该同学想到：第一问第二空的结果应该（选填“大于”、“小于”或“等于”）_________真实值。 【答案】(1) 0.080 0.506(2)小于(3)大于 【详解】（1）[1]根据 可知各挡光片的宽度为，，， 则最宽的挡光片的宽度为0.080m； [2]挡光片的宽度越小，平均速度越接近瞬时速度，故根据[1]中的计算，最窄，则与小车车头到达光电门时的瞬时速度最接近的是0.506m/s。 （2）若挡光片倒装，则碰到光电门的位移变长，加速时间变长，则速度变大，通过光电门的时间变短，故每组数据中测量的通过光电门的时间都应该小于第一次实验的数据。 （3）小车的运动为加速运动，第一问第二空的结果等于挡光片通过光电门的平均速度，大于小车车头刚到达光电门时的速度，故第一问第二空的结果应该大于真实值。 考法3.光电门测量速度 核心原理： 遮光条宽度 固定，光电门测出遮光时间 ，用 计算平均速度，近似为物体通过光电门的瞬时速度。 通关专练： 3.研究表明转动的物体也具有动能，称为转动动能，转动动能属于机械能。某同学使用如图所示装置探究“匀质圆盘绕光滑中心轴转动的转动动能与角速度的关系”。匀质圆盘边缘带浅槽，槽内缠有足够长的细线，细线的末端连接装有遮光片的物块，光电门位于遮光片正下方。每次实验，将物块自点静止释放，物块下落带动圆盘转动，细线与圆盘之间不打滑。实验中测出了物块（含遮光片）的质量、圆盘直径（不计细线对圆盘直径的影响）、光电门距点距离，遮光片宽度和遮光片通过光电门的时间。重力加速度为，忽略空气阻力。 (1)用螺旋测微器测出遮光片宽度如图所示，______。 (2)遮光片通过光电门的速度______，此时圆盘的转动动能______、角速度______。（用题干中所给字母表示） (3)调节光电门的位置，多次测量，得到下表数据。 次数 1 2 3 4 5 6 4.0 8.0 11.9 16.0 19.7 24.1 （J） 0.0010 0.0040 0.0089 0.0161 0.0248 0.0359 由此可判断圆盘转动动能与角速度的关系为______。 A． B． C． 【答案】(1)5.800/5.799/5.801(2) (3)C 【详解】（1） （2）[1]遮光片通过光电门的速度 [2]根据系统机械能守恒圆盘的转动动能 [3]由 （3）分析表格中的数据可得出圆盘转动动能与角速度的关系为 故选C。 考法4.频闪照相测量速度 核心原理： 频闪灯等时间间隔多次曝光拍照，得到物体在相等时间内的位置，测量相邻像间距，已知频闪时间间隔，用 算出平均速度，近似为瞬时速度。 通关专练： 4.某同学通过观察小球在黏性液体中的运动，探究其动力学规律，步骤如下： （1）用螺旋测微器测量小球直径D如图1所示，__________。 （2）在液面处由静止释放小球，同时使用频闪摄影仪记录小球下落过程中不同时刻的位置，频闪仪每隔闪光一次。装置及所拍照片示意图如图2所示（图中的数字是小球到液面的测量距离，单位是）。 （3）根据照片分析，小球在A、E两点间近似做匀速运动，速度大小__________（保留2位有效数字）。 （4）小球在液体中运动时受到液体的黏滞阻力（k为与液体有关的常量），已知小球密度为，液体密度为，重力加速度大小为g，则k的表达式为__________（用题中给出的物理量表示）。 （5）为了进一步探究动力学规律，换成直径更小的同种材质小球，进行上述实验，匀速运动时的速度将__________（填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 2.207/2.206/2.205 减小 【详解】（1）[1]根据图1可知小球直径D=2mm+20.7×0.01mm=2.207mm （2）[2]由图2可知A、E两点间的距离为 时间为 所以速度为 （4）[3]小球匀速运动，根据受力平衡有 求得体积公式为 整理可得 （5）[4]根据（4）可知，所以换成直径更小的同种材质小球，速度将减小。 考法5.雷达测速 核心原理： 普通微波雷达：雷达发射电磁波，遇到运动车辆反射后，接收波的频率会随车速变化。通过检测频率偏移量，直接计算出车辆的瞬时速度。 脉冲/激光雷达：测距离变化，用算速度。 通关专练： 5.测速在生活中很常见，不同的情境中往往采用不同的测速方法。某高速公路自动测速装置如图甲所示，雷达向汽车驶来的方向发射脉冲电磁波，相邻两次发射时间间隔为t。当雷达向汽车发射电磁波时，在显示屏上呈现出一个尖形波；在接收到反射回来的无线电波时，在显示屏上呈现出第二个尖形波。根据两个波在显示屏上的距离，可以计算出汽车至雷达的距离。显示屏如图乙所示（图乙中标的数据、、t为已知量），已知光速为c。则： ①当第一个脉冲电磁波遇到汽车时，汽车距雷达的距离为______。 ②从第一个脉冲遇到汽车的瞬间到第二个脉冲遇到汽车的瞬间，所经历的时间为______。 ③若考虑到，，则可写出汽车的速度为______。 【答案】 【详解】当第一个脉冲电磁波遇到汽车时，汽车距雷达的距离即为脉冲电磁波单向传播距离，则 由题意，从第一个脉冲遇到汽车的瞬间到第二个脉冲遇到汽车的瞬间，所经历的时间为 当第二个脉冲电磁波遇到汽车时，汽车距雷达的距离为 则车速为 考法6.滴水法测物体的速度 核心原理： 水滴等时下落（时间间隔Δt固定），测量地面上相邻水滴落点间距Δx，用 求出平均速度，近似代表物体的瞬时速度。 通关专练： 6.2024年，5月18日，第十届全国青年科普创新实验暨作品大赛云南赛区复赛在云南省科技馆举行，来自全省16州市的代表队展开激烈角逐，各地州学子以饱满的热情和扎实的科学素养，在各自的命题中展现出卓越的创新能力和实践能力。如图所示，某实验小组利用矿泉水瓶自制了一个简易滴水计时器，利用书法水写布滴水后可在一定时间内保留痕迹的特点来研究物体运动的规律。设计如下： 将简易滴水计时器固定在水平桌面的上方，出水口到桌面的距离为h，每当水滴滴到水写布上时，下一滴水刚好开始下落，如图甲所示，把与水写布连接的实验小车放置在水平桌面上，不计水写布的厚度。回答下列问题： (1)用手拉动小车，水写布上的水滴分布如图乙所示，则小车做_________（填“加速”或“减速”）运动。 (2)开动小车，水写布上的水滴分布如图丙所示。已知水写布上一个格的宽度为L，当地重力加速度为g，则A水滴落到水写布上时小车的速度大小_________（用L、g、h表示）。 (3)若测得水写布上一个格的宽度为L，滴水器出水口到桌面的距离为h，假设昆明的重力加速度为g，则小车运动的加速度大小_________（用含L，h，g的字母表示）。 【答案】(1)减速(2)(3) 【详解】（1）沿运动方向看，相等时间内位移逐渐减小，故做减速运动。 （2）水滴下落过程有 解得 则速度 （3）根据匀变速直线运动规律有 联立以上，解得 二.测定匀变速直线运动的加速度 考法1.探究小车速度随时间变化规律 核心原理： 1.用打点计时器（或光电门）在纸带上打出等时间间隔的点，时间间隔 已知。 2.用某段平均速度近似等于中间时刻瞬时速度： 算出各时刻瞬时速度。 3.作出图像，分析速度随时间的变化规律。 通关专练： 1.某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，选出了如图所示的一条纸带（相邻两点间还有4个点没有画出来），纸带上方的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为。 (1)根据纸带上的数据，计算打下点时小车的瞬时速度（保留小数点后两位数字）并填在表中； 位置 0.61 0.81 _____ 1.18 1.39 (2)根据表格中的数据，在下图中绘出小车的图像； (3)根据图像求得小车运动的加速度大小为__________（保留小数点后两位数字）。 【答案】(1)1.00(2)(3)1.88（1.851.95均可） 【详解】（1）打点计时器的电源频率为，每两点间还有4个点没有画出来，因此相邻两个计数点间的时间间隔为 点的瞬时速度等于段的平均速度 （2）如图 （3）由可知图像的斜率表示加速度，取图像上与网格相交的两点计算加速度， 考法2.用逐差法计算加速度 核心原理： 把纸带位移分成前半段、后半段，利用匀变速直线运动中连续相等时间间隔 内的位移差恒定： 用逐差法（也叫分段法）可减小误差，充分利用数据。 若为奇数段可采取掐头去尾或者去中间变为偶数段再处理。 通关专练： 2.某小组利用图甲实验装置进行“探究物体加速度与力、质量的关系”的实验，实验中槽码质量为，小车和砝码总质量为。 (1)关于实验操作及注意事项，下列说法正确的是（　　） A．实验前应先挂上槽码且连好纸带，再调节木板倾角以补偿阻力 B．连接槽码和小车的细线应跟木板保持平行 C．实验中，必须满足小车和砝码的质量远小于槽码的质量 (2)某次实验获得的纸带如图乙所示，相邻计数点间均有4个点未画出，打点计时器电源频率为，则小车的加速度大小为_____；（保留2位有效数字） (3)乙同学保持小车和砝码总质量一定，探究加速度与受力的关系，根据实验数据作出图像，如图丙所示。该同学利用最初的几组数据拟合了一条直线OAP。一条与纵轴平行的直线和这两条图线以及横轴的交点分别为、、。若已知，则此时对应的_____。 【答案】(1)B(2)0.82(3) 【详解】（1）A．补偿阻力时，不能挂钩码（槽码），需要让小车拖动纸带匀速运动来平衡阻力，故A错误； B．连接槽码和小车的细线与木板平行，才能保证拉力恒定沿运动方向，故B正确； C．实验近似认为拉力等于槽码重力，需要满足小车和砝码总质量远大于槽码质量m，故C错误。 故选B。 （2）电源频率，相邻计数点间有4个点未画出，因此相邻计数点时间间隔。 利用逐差法计算加速度 则 （3）实验中把当作小车的拉力，拟合直线满足 实际对整体，由牛顿第二定律 代入 得 整理得实际加速度 由题意 代入得 整理得 考法3.描绘实验的v-t图像并求加速度 核心原理： 1.画v‑t图像 算出各计数点瞬时速度 时间为横轴，速度为纵轴建立坐标系。 描点，画一条直线，让点尽量均匀分布在直线两侧。 2.求加速度 在直线上取两个清晰点 、 斜率大小即为加速度。 通关专练： 3.某同学用如图甲所示的装置，测量小车做匀变速直线运动的加速度，释放钩码后小车由静止开始运动，得到一条如图乙所示的纸带，并在纸带上取了、、、、、、共7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个计时点没有画出。已知打点计时器所接交流电的频率为。 (1)实验中，下列措施必要的是______。 A．细线必须与长木板平行 B．先接通电源再释放小车 C．保证小车的质量远大于钩码的质量 D．抬高长木板不带定滑轮的一端，平衡小车与长木板间的摩擦力 (2)打下点时的速度大小为______（用和图乙中所给长度的字母表示）。 (3)若图乙中相邻计数点间的时间间隔记为，计算、、。在坐标纸上，以计算出来的速度为纵坐标、对应时间（、、）为横坐标，描点连线后得到图像为一条倾斜直线，测得斜率为，则小车的加速度大小为______。 【答案】(1)AB(2)(3) 【详解】（1）AB．为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定，故应使细线与木板保持平行；同时为了充分利用纸带，应先接通电源再释放小车，故AB正确。 CD．本实验中只是测量匀变速直线运动的加速度，不涉及研究力和物体运动的加速度的关系，故不需要让小车的质量远大于钩码的质量，不需要平衡摩擦力，只要能让小车做匀加速运动即可，故CD错误。 故选AB。 （2）每相邻两个计数点间还有4个计时点没有画出，则相邻计数点间的时间间隔 做匀变速运动的物体，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，考虑实验误差，计算打下点时的速度大小，应取纸带上段进行计算，即 （3）因计算得到的、、……分别对应于各个中间时刻的瞬时速度，则得到图像的斜率即为小车加速度的一半，即。 考法4.用DIS研究匀变速运动 核心原理： 1.小车经过光电门时，传感器测出遮光时间Δt，结合遮光片宽度，由 算出瞬时速度。 2.改变小车位置多次测量，得到多组速度—时间数据，由计算机自动绘制图像。若图像为倾斜直线，说明小车做匀变速直线运动；图像斜率即为加速度。 通关专练： 4.某实验小组采用位移传感器和电火花打点计时器同时测量物体做匀减速直线运动的加速度，以此比较两种测量方法的差异性。实验步骤如下： （1）如图甲所示连接好实验器材，接通打点计时器电源开始打点，闭合位移传感器开关，释放木块，木块在重物的牵引下开始做匀加速直线运动，重物落地后，木块再匀减速运动一段距离后停在桌面上（尚未到达滑轮处）； （2）从纸带上截取点迹清晰，便于测量的一段，如图乙所示，计算木块做匀减速直线运动的加速度则需选择___________点至___________点段进行测算（填图乙中点的字母），得出木块做匀减速直线运动的加速度大小为 （3）用位移传感器记录木块做匀减速直线运动的位移，其采样周期T=0.05s，数据如下表 5.40cm 4.40 cm 3.40cm 2.42cm 1.48 cm 0.50cm 利用表中数据求得木块的加速度大小为_______（结果保留三位有效数字）； （4）___________（填“打点计时器”或“位移传感器”）能比较准确的测量木块做匀减速直线运动的加速度。 【答案】 位移传感器 【详解】[1][2]由纸带可知之间的间距比之间的间距小，说明之间开始减速了，但是仍可能存在一小段的匀加速运动，然后再匀减速运动的情况，所以取点可确保木块已做减速运动。 [3]根据逐差公式可得 可得 代入数据解得 可得加速度大小为 [4]木块做减速运动的时候，纸带与打点计时器之间的摩擦力比木块与桌面的摩擦力小，所以用打点计时器测得的加速度比木块的加速度要小一些，相对而言，位移传感器能够比较准确的测得木块做匀减速直线运动的加速度。 考法5.用光电门研究匀变速运动 核心原理： 1.让小车拖着遮光条做匀变速运动，依次通过两个光电门。 2.光电门测出遮光时间、，由 得到两个瞬时速度。 3.测出两光电门间距，用 求加速度；或测出通过两光电门的时间间隔，用计算。 4.多次测量，验证速度均匀变化，即为匀变速直线运动。 通关专练： 5某同学利用如图所示装置来研究滑块A的加速度，如图甲所示。质量为m1的带遮光条的滑块A放在倾斜的气垫导轨上，由跨过轻质定滑轮的细绳与质量为m2的钩码B相连，间距为L的光电门1和2固定在气垫导轨上。气垫导轨与水平面的夹角可调，遮光条的宽度为d，当地的重力加速度为g。 (1)螺旋测微器测得遮光条的宽度如图乙所示，则宽度d=________mm； (2)调整长木板与水平面的夹角，给B一个竖直向下的初速度，使得滑块A通过两个光电门的时间相等：然后将钩码C挂到钩码B上，由静止释放，测出滑块依次经过光电门1、2的时间分别为t1、t2，则滑块通过光电门1的速度大小为________（用题中所给的物理量符号表示），滑块A的加速度大小为________（用题中所给的物理量符号表示） 【答案】(1)6.725/6.724/6.726(2) 【详解】（1）螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，所以遮光条的宽度为 （2）[1]滑块通过光电门1的速度大小为 [2]滑块通过光电门2的速度大小为 所以滑块A的加速度大小为 考法6.用频闪相机研究匀变速运动 核心原理： 1.频闪相机每隔固定时间 拍摄一次，得到物体在相等时间间隔内的位置。 2.测量相邻像的位移 ，若位移差 恒定，说明是匀变速直线运动。 3.用某段平均速度代替中间时刻瞬时速度： 4.作出图像，图像斜率即为加速度；也可用逐差法直接求加速度。 通关专练： 6.利用相机的连拍功能，结合拍摄过程的曝光时间，也可以获得运动残影来研究物体的运动。现定义：“曝光时间”为每次快门开启、相机进行拍摄的时间；“曝光间隔时间”为相邻两次快门执行“开启操作”的时间间隔，示意图如图所示。 某同学使一个小球从某砖墙前自由落下的同时开始连拍，得到如图所示的照片（图中1、2、3……是由于小球的运动而在照片上留下的模糊径迹）。测得每块砖的平均厚度为，以此推算每个径迹的实际长度。 (1)他为了验证小球下落过程是否可视为自由落体运动，他重新将曝光时间调节为，曝光间隔时间设定为，测量两条相邻的径迹长度为和，设重力加速度为，若满足条件：___________，说明小球下落可视为自由落体运动。 (2)通过验证，小球下落可视为自由落体运动，取。该同学通过照片，推算出第9条径迹的长度为，从下落点到第9条径迹上端共有16层砖的厚度，则相机最初连拍过程，单次曝光时间为_________s；他推算出第3条径迹的长度为，则曝光间隔时间为________s（均保留1位有效数字）。 【答案】(1)(2) 0.02 0.05 【详解】（1）设第一个曝光时间T内的初速度为v0；根据运动学公式，第一个曝光时间T内的位移 第二次曝光的初速度v=v0+g×2T=v0+2gT 第二次曝光时间T内的位移 因此x2-x1=2gT2解得重力加速度 （2）[1]第9条经迹的长度为，其对应曝光时间内的自由落体位移；从下落点到第9条径迹上端共有16层砖，每块砖厚，因此上端到下落点的距离 经迹下端到下落点的距离为 根据自由落体的位移公式有 解得上端时间为 由可得下端时间为 则曝光时间为 [2]第3条经迹长度为；设第3条径迹上端到下落点的距离为，则下端距离为；由自由落体公式 因为第9条经迹上端时间，且第3条到第9条之间有6个曝光间隔时间，即 第三条经迹对应位移为 即 由于曝光时间很短，有，可近似认为，且 带入解得联立解得 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $