2 知识衔接篇 专题2 匀变速直线运动的研究 第1讲 实验：探究小车速度随时间变化的规律-【创新教程】2026年初升高物理衔接教材一本通

衔接教材一本通 物理 专题二 匀变速直线运动的研究 [衔接导引 世界上第一条商业运行的磁悬浮列车—“上海磁浮”，已于2003 年10月1日正式运营.据报道，上海磁浮线路总长33km,一次试车时 全程行驶了约7min30s,其中以430km/h的最高速度行驶约30s. 磁悬浮列车的行驶速度比汽车快得多，是不是它的加速度也会很大？ 学过这一章后请你根据报纸上的数据，再按照实际情况给出一些 简化的假设，自己尝试着估算： 第1讲 实验：探究小车速度随时间变化的规律 初、高知识网照 初中物理 高中物理 异同点 初中物理中是测量物体的平均速度，原理方法就是测出物体在某段时间内通过的 路程和所用的时间，二者求比值，用到的测量仪器主要是刻度尺和停表，数据处理 上主要利用的是列表法求出物体的平均速度，进而判断物体的运动形式.而高中物 理中探究小车速度随时间变化规律的这个实验，从本质上来说，也是测量小车的平 测量平 测量瞬 均速度大小，但是由于用到的计时仪器是打点计时器，打点的时间间隔仅仅是 均速度 时速度 0.02s,时间很短，所以可以把某个时间平均速度当作是某个位置点的瞬时速度， 这是它和初中物理中测物体平均速度这个实验的第一点不同；第二点不同就是测 量时间的仪器不是停表了，而是打点计时器更加精确；第三点不同就是数据的处理 除了利用列表法以外，还采用了图像法，通过描点的方式作出小车的t图像，通 过图像可以更加直观的了解小车的运动形式 5.实验器材：长木板、木块、小车、刻度尺、 初中知识复盘 停表、金属片 实验测量物体运动的平均速度 1.实验目的：用刻度尺和停表测小车的平 均速度. 6.实验步骤： 2.实验原理：U= (1)把小车放在斜面顶端，金属片放在斜面底 3.测量的物理量：路程s和时间t.实验时用刻 端，用刻度尺测出小车将要通过的路程s1, 度尺测出小车通过的路程，用停表测出小车 把s和后面测得的数据填入下表中. 通过这段路程所用的时间，用公式v=s/t (2)用停表测量小车从斜面顶端滑下到撞 计算出小车在这段路程小车的平均速度」 击金属片的时间t1, 4.实验装置图： (3)根据测得的s1t,利用公式u=算出 金 属 小车通过斜面全程的平均速度· 片 (4)将金属片移至斜面的中部，测出小车到 金属片的距离s2 132 《《《《《 知识衔接篇 第二部分 (5)测出小车从斜面顶端滑过斜面上半段 三、实验器材 路程52所用的时间t2,算出小车通过上 打点计时器、学生电源、复写纸、纸带、导 半段路程的平均速度v2. 线、一端带有滑轮的长木板、小车、细绳、 (6)计算出小车在斜面后半段的距离 槽码、刻度尺、坐标纸， 53=1一52，后半段路程53所用时间 四、实验步骤 t3=t一t2,得到小车在斜面后半段路程 1.如图所示，把附有滑轮的长木板放在实 的平均速度℃· 验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时 7.实验数据： 器固定在长木板上没有滑轮的一端，连 路段 路程 运动时间 平均速度 接好电路， 全程 S1 61 V1 电源插头 纸带 上半段 S2 t2 V2 下半段 53 ta V3 8.实验结论： (1)小车沿斜面下滑，运动越来越快，小车 2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑 做变速运动， 轮，下边挂上合适的槽码，放手后，看小 (2)各段路程的平均速度并不相等，上半段 车能否在木板上平稳地加速滑行，然后 的平均速度最小，下半段的平均速度最 把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另 大，全程的平均速度处在两者之间：下 一端固定在小车后面， >v全>v上· 3.把小车停在靠近打点计时器处，先接通电 (3)结果表明：物体做变速运动的平均速度 源，后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点 的大小与路程和时间有关， 计时器就在纸带上打下一系列小点， 高中知识衔痘 4.换上新纸带，重复实验两次 5.增减所挂槽码，按以上步骤再做两次实验. 一、实验目的 五、数据处理 1.巩固打点计时器的使用、纸带数据处理 1.纸带的选取与测量 和测量瞬时速度的方法」 (1)在三条纸带中选择一条点迹最清晰的 2.通过实验探究，体验如何从实验中获取 数据，学会利用图像处理实验数据的科 纸带。 学方法」 (2)为了便于测量，一般舍掉开头一些过于 3.知道小车在重物牵引下运动速度随时间 密集的点迹，找一个适当的点作计时起 变化的规律， 点(0点) 二、实验原理 (3)每5个点（相隔0.1s)取1个计数点进 1.利用纸带计算瞬时速度：以纸带上某点 行测量（如图所示，相邻两点中间还有4 为中间时刻取一小段位移，用这段位移 个点未画出) 的平均速度表示这点的瞬时速度 01234 5 6 2.用v-t图像表示小车的运动情况：以速度 v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标 (4)采集数据的方法：不要直接去测量两个计 系，用描点法画出小车的v-t图像，图线 数点间的距离，而是要量出各个计数点到 的倾斜程度表示加速度的大小，如果v-t 计时零点的距离d、d2、d…然后再算出 图像是一条倾斜的直线，说明小车的速 相邻的两个计数点的距离x1=d;x2=d2 度是均匀变化的， -d1;x3=d3-d2;x4=d4d3… >>>>>>33 衔接教材一本通 物理 2.瞬时速度的计算 [例1](2025·浙江嘉兴期中)用打点计 (1)瞬时速度的求解方法：时间间隔很短 时器、平板、小车等器材做研究匀变速直 时，可用某段时间的平均速度表示这段 线运动的实验， 时间内中间时刻的瞬时速度，即n= 打点计时器 、纸带 小车细线 xn十xn+1,{ 2T 例如，图中计数点4的瞬时速 水平木板 砂桶广 x4十x5 度04= 甲 2T (1)穿入打点计时器限位孔的纸带，正确 (2)设计表格并记录相关数据， 的是 (填“甲”或“乙”) 位置编号 0 1 2 3 4 5 (2)如图是学生即将释放小车之前的装 时间t/s 0 0.10.20.30.40.5 置图及操作，以下存在错误的是 x/m (填序号前字母) (d,-d1)/m A.细线与木板不平行 u/(m·s1) B.打点计时器接的是直流电源 3.画出小车的v-t图像 C.小车释放的位置离计时器较远 (1)定标度：坐标轴的标度选取要合理，应 D.无论什么计时器，使用时均要先接通 使图像大致分布在坐标平面中央 电源，后释放纸带 (2)描点：描点时要用平行于两坐标轴的虚 [例2]图中的甲、乙两种打点计时器是高中 线标明该点的位置坐标.（所描的点一 般用“·”标明) 物理实验中常用的，请回答下面的问题： 限位 (3)连线：用一条平滑的曲线或直线“拟合” 永久磁铁 振针 墨粉纸盘 这些点 线 脉冲开关 仔细观察所描各点的分布情况.用一条 压纸条 直线“拟合”这些点，即让所画的直线连 2② >纸带 限位孔 电源插头 接尽可能多的点，不能连接的点应均匀 乙 分布在直线两侧，舍弃离直线较远 (1)图乙是 (填“电磁”或“电火 的点. 花”)打点计时器，电源采用的是 4.分析实验结果，得出实验结论 (填“交流8V“交流220V”或 如果画出的v-t图像是一条倾斜的直线， “四节干电池”) 说明小车做速度均匀变化的直线运动. (2)某同学在“探究小车速度随时间变化 图像和纵坐标轴的交点表示开始计时时 的规律”的实验中，用打点计时器记录了 小车的速度一初速度。 被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带 六、误差分析 上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数 1.木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀. 2.根据纸带测量的位移有误差，从而计算 点，其相邻点间的距离如图所示，每两个 出的瞬时速度有误差， 相邻的计数点之间还有4个点未画出. 3.作v-t图像时单位选择不合适或人为作 ①根据纸带上各个计数点间的距离，计 图不准确带来误差 算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的 34(《<< 知识衔接篇 第二部分 瞬时速度，请将B、F的速度值填入下表 2.(多选)(2025·江苏南京学业考试)在实 (结果保留3位小数) 验中，我们经常采用图像法分析数据间 B E G 的关系，则下列说法正确的是( 3.62cm4.38cm5.20cm 5.99cm 6.80cm 7.62cm A.连线时应让所有的点都落在线上 速度 09 Vc UD UE UF B.离线太远的点可以舍去 数值(m/s) 0.4790.560 0.640 C.画曲线时尽量使它两侧的点数大致 ②以A点为计时起点，将B、C、D、E、F 相同 各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系 中，并画出小车的瞬时速度随时间变化 D.用平滑的曲线连接点 的关系图线， 3.(2026·辽宁朝阳阶段练习)两实验小组 lm·s 0.8 的同学分别做“探究小车的速度随时间 0.7 变化的规律”的实验， 0.6 砝码 电磁打点计时器 电火花计时器 0.5 单簧科 0.4 0.3 刻度尺 0 0.10.2030.40.50.6 1-」5。T91012D456B20- ③由所画速度一时间图像求出小车加速度 为 m/s2.(结果保留2位小数) (1)甲组同学从实验室已经领取了以下器 (3)根据速度一时间图像判断，在打A计 材：一端装有定滑轮的长木板、小车、纸带、 数点时，小车的速度v4= m/s. 钩码、轻细绳、6V交流电源.为了完成本实 (结果保留2位小数) 验，还须从图中选取部分实验器材，其名称 智能衔痘训练 分别为 1.(2025·江苏徐 (2)乙组同学另外从实验室领取了一套 州期中)小明同 器材他们所选用的计时器为电火花计时 学用图示装置 研究小车速度随时间变化的规律.实验 器，使用电火花计时器时的基本步骤 时小明启动计时器，然后放开小车，让它 如下. 拖着纸带做匀加速直线运动.用计算机 A.当纸带完全通过电火花计时器后，及 软件处理实验数据，绘制出小车的v-t图 时关闭电火花计时器； 像可能是下列图中的 B.将电火花计时器插头插入相应的电源 插座； C.把计时器固定在长木板上，将纸带从 墨粉纸盘下面穿过打点计时器； D.接通开关，听到放电声，立即拖动 纸带 >>>>>>>35 衔接教材一本通 物理 上述步骤正确的顺序是 (按 ↑v/(m·s- 0.8 顺序填写步骤前的字母)， 0 4.(2026·四川内江阶段练习)某同学在 “用打点计时器测速度”的实验中，用打 点计时器记录了被小车拖动的纸带的运 0.3 00.10.20.30.40.5 动情况（交流电频率是50Hz),在纸带上 (3)根据图像求出小车的加速度a= 确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数 点.其相邻点间的距离如图所示，每两个 5.用电磁打点计时器“研究匀变速直线运 相邻的计数点之间有四个点未画出.（以 动”的实验中，打点计时器的工作频率为 50Hz,如图所示的是一次记录小车运动 下计算结果保留3位有效数字) 情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为 相邻的计数点，相邻计数点间还有四个 62cm4.38em 5.20cm 5.99cm 6.80cm 7.62cm 点未画出， (1)电磁打点计时器是一种使用交流电 B 源的计时仪器，根据打点计时器打出的 m1pm-23823a 纸带，下列选项中： 单位：cm v/(cm/s) A.时间间隔 B.位移 40 C.平均速度 D.瞬时速度 35 我们可以从纸带上直接得到的物理量是 30 ,测量得到的物理量是 25 通过计算能得到的物理量是 20 (填选项前的字母)， 15 (2)根据纸带上各个计数点间的距离，计 10出出 出i-tls 0 0.10.20.30.40.50.6 算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的 (1)根据运动学有关公式可求得vB= 16.50cm/s,vc= cm/s,Up= 瞬时速度，各个速度值如表.计算出B点 26.30cm/s; 速度的大小 (2)利用求得的数值在如图所示的坐标 VB 系中作出小车的v-t图线（以打A点时 Vc UD e Vp 数值/ 开始计时)，并根据图线求出小车运动的 0.4790.560 0.640 0.721 加速度a= m/s2;(结果保留2 (m·s1) 位有效数字) 将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标 (3)将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐 在直角坐标系中，并画出小车的瞬时速 标是 cm/s,此速度的物理意义是 度随时间变化的关系图线， 36(((<4.C[以竖直向上为正方向，则篮球与地面碰撞过程中 的平均加速度大小为a=”0=5-（8》m/s t 0.2 =65m/s2.] 5.A[根据定义式，加速度为a=4。_36一0 △t0.84m/s2= 37m/s2.] 6.B[以水平向右为正方肉，剥。=一，”-名g t =-50m/s2,即加速度大小为50m/s2,方向水平 向左.] 7.BC[加速度是矢量，正、负表示方向，绝对值表示大 小，可知，甲的加速度大小等于乙的加速度，故A错 误；题中仅仅给出加速度的方向，速度方向未知，可 知，甲、乙两物体的运动方向可能相同，也可能相反， 故B正确；加速度是失量，正、负表示方向，可知，甲、 乙两物体的加速度方向一定相反，故C正确；由于甲、 乙速度方向未知，即速度方向与加速度方向可能相 同，也可能相反，则不能够判断甲、乙速度是增大，还 是减小，故D错误.] 8B[加速度方向与速度方向同向，故速度增大，当加 速度不变时，速度均匀增加；当加速度逐渐减小时，速 度仍增大，但增加得越来越慢；当加速度减小到零时， 速度达到最大值，保持不变.门 9.C[根据vt图像可知，质点在0~2s一直向正方向 运动，所以在1s时速度方向没有改变，故A错误；根 据v-t图像可知，在2~3s内质点的速度越来越大， 故B错误；根据-t图像的斜率表示加速度，可知在2 ~3s内加速度与1~2s内的加速度相同，故C正确； 根据v-t图像的斜率表示加速度，可知在0~1s内的 加速度方向与1~3s内的加速度方向相反，故D 错误.] 10.D[v-t图像的纵坐标一直为正，所以小车一直向正 方向运动，故A、C错误；AB段小车的速度一直保持 不变为0.04m/s,做匀速直线运动，故B错误；根据v 1图像的斜率表示加选度，可得CD段a@m=会恕 -0.08m/s3,0A段a=8是=0.04m/g3,故D 正确.] 11.B[物体加速或减速取决于加速度方向与速度方向 是否一致.0>0，a<0,|a|减小，加速度方向与速度 方向相反，物体做减速运动，故A错误；0>0，a<0, |a|增大，加速度方向与速度方向相反，物体做减速 运动，故B正确；vo<0,a<0,a增大，加速度方向 与速度方向相同，物体做加速运动，故C错误；0< 0,a<0,|a减小，加速度方向与速度方向相同，物体 做加速运动，故D错误.] 12.D[以竖直向上为正方向，则有0=一8m/s,01=6 ms,极据加速度定义有a=”,共中△=1s,解 得a=14m/s2,正值表示方向竖直向上.] 13.A[根据加速度定义可知该过程白鹳的平均加速度 为a=A”=0.] △tt 参考答案 14,解析：(1)设水平向右为正方向，则41=一四 9m/s-12m/s=-30m/s2,方向水平向左. 0.1s (2)设水平向右为正方向，则42=2- t -6m/s-12m/s=-180m/s2,方向水平向左. 0.1s 答案：(1)30m/s2,方向水平向左(2)180m/s2,方 向水平向左 专题二匀变速直线运动的研究 第1讲实验：探究小车速度随时间变化的规律 高中知识衔接 [例1][解析](1)穿入打点计时器限位孔的纸带，对 于电火花计时器，应该墨粉纸盘在上，纸带在下，对于 电磁打点计时器，应该复写纸在上，纸带在下， (2)为给小车提供一个恒定的拉力，细线应与木板平 行，故A错误；打点计时器应使用交流电源，故B错 误；小车释放前应靠近打点计时器，故C错误；无论什 么计时器，使用时均要先接通电源，后释放纸带，故D 正确. [答案](1)甲(2)ABC [例2][解析](1)图乙是电火花打点计时器.电源采 用的是交流220V. (2)①在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数 点，每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出，可 知纸带上相邻两个计数，点间的时间间隔是T=0.02 5s=0.1s,点B的瞬时速度等于这段AC时间内的 xAC_3.62+4.38 平均速度，可得B点的速度为0B=2T 2×0.1 ×10-2m/s=0.400m, 可得F点的建底为m-受-602×10-2 =0.721m/s. ②以A点为计时起点，将B、C、D、E、F各个时刻的瞬 时速度标在直角坐标系中，画出小车的瞬时速度随时 间变化的关系图线，如图所示 ↑lm·s1 0. 0.7 0.6 0.5 0.4且 0.3 00.10.20.30.40.50.6/s ③由速度一时间图像求出小车加速度为4= △t 0.721-0.330m/s2=0.78m/s2. 0.5 (3)由速度一时间图像判断，在打A计数点时，小车的 速度vA=0.33m/s. [答案](1)电火花交流220V(2)①0.400 0.721②见解析图③0.78(3)0.33 >>>>>>>>107 衔接教材一本通 智能衔接训练 1.A[小车在细绳的牵引下做匀加速直线运动，速度越 来越大.] 2.BC[根据实验数据描，点作图时，应用平滑的曲线或 直线连接点，连线时不一定让所有的点都落在线上， 画曲线时尽量使它两侧的，点数大致相同，离线太远的 点可以舍去.] 3.解析：(1)电火花计时器使用的是220V的交流电，电 磁打点计时器使用的是约8V的交流电，所以应选择 电磁打点计时器，实验中还需要刻度尺测量计数，点间 的距离； (2)实验时，应先安装装置，然后接通电源，释放纸带， 实验完毕整理器材，所以顺序为CBDA. 答案：(1)电磁打点计时器刻度尺(2)CBDA 4.解析：(1)因为打，点计时器的频率为50Hz,则从纸带 上直接得到的物理量是时间间隔，相邻的点迹（计时 点)之间的时间间隔为0.02s,故选A;可以用刻度尺 测量出小车的位移大小，故选B;平均速度和瞬时速度 的大小可以通过位移大小与对应的时间间隔计算出 来.故选CD. (2)每两个相邻的计数点之间有四个点未画，则相邻 的计数，点之间的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s, 根据速度公式可知，B点的瞬时速度口B=乙，xC 2T =(3.62+4.38)×10-2m=0.400m/s. 2×0.1s 根据计算的B,点速度及表中其他各点的速度在坐标 系中描点连线，如图所示 l(m·s) 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4日 o.3由 00.10.20.30.40.5 t/s (3)选用图像中距离较远的两，点求解加速度误差更 小，根据图像可知小车的加速度 a=Ag=0.721ms0.400m/s=0.803m/s △t 4×0.1s 答案：(1)ABCD(2)0.400见解析图 (3)0.803 5.解析：(1)电磁打点计时器频率是50Hz时，它们每隔 0.02s打一次，点，根据题意可知：每相邻两个计数点 间还有4个点没有画出，因此计数点之间的时间间隔 为T=5×0.02s=0.1s 根据匀变速直线运动中时间中，点的速度等于该过程 中的平均速度，因此有 _xBD_1.90+2.38 UC一tBD 2×0.1 -cm/s=21.40cm/s; (2)描，点作图，用平滑曲线连接，如图所示 108<<(((<(< 物理 /(cm/s) 40 35 30日 25 20F 15 0.20.30.40.50.6 速度一时间图像中斜率即加速度，所以α=k= △t 0.360-0.163m/g2=0.49m/s2, 0.5-0.1 (3)将图线延长与纵轴相交，交，点的纵坐标是11.60cm/s; 此速度的物理意义是：开始计时时小车的速度（即表 示小车在A,点的瞬时速度) 答案：(1)21.40 /(cm/s) 40 (2)25 0.49 15 (3)11.60开始计时时小车的速度（即表示小车在A 点的瞬时速度) 第2讲匀变速直线运动的速度与时间的关亲 高中知识衔接 [例1][解析]匀变速直线运动是加速度保持不变的 直线运动，是速度变化率相同的运动，其a-t图像是一 条平行于t轴的直线，在vt图像中，匀变速直线运动 是一条倾斜的直线 [答案]D [例2][解析]把v=(2t+4)m/s与公式v=o+at 进行对比可知，该质点的初速度为4m/s,加速度为 2m/s2,故A正确，B、D错误；3s末的瞬时速度为v (2×3十4)m/s=10m/s,故C错误， 「答案]A [例3][解析]由题意知t1=1s时有y=6m/s,t2= 2s时有2=8m/s,由2=y1十a(t2一t1)知，物体的 8-6 加速度a=2-m/s2=2m/s2,因为物体做匀加速运 动，所以任何1s内速度的变化量都为△v=a△t= 2X1m/s=2m/s,故C错误，D正确；由o1=vo十at 得，零时刻的速度为o=v1一at=6m/s一2X1m/s= 4m/s,故A、B错误. [答案]D [例4幻[解析]由v-t图像可知，在4~14s内，电动 汽车先做减速运动，再做匀速运动，最后继续做减速 运动，故A错误；根据v-t图像的斜率表示加速度，可 4-6 知在5s末，电动汽车的加速度为a=。m/s2= 一1m/s2,故B正确；由v-t图像可知，在4s末，电动 汽车的运动方向仍为正方向，没有改变方向，故C错