第1章 6.实验1 测量做直线运动物体的瞬时速度（word练习）-【高考突破新方案】2027年高考物理大一轮复习练案

**基本信息** 聚焦运动学实验专项，以纸带分析、自由落体等典例为载体，系统整合逐差法、图像拟合等核心方法，构建"实验操作-数据处理-规律探究"的完整逻辑链。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |纸带运动分析|2题（北京/全国甲卷）|逐差法求加速度、中间时刻速度公式|匀变速直线运动规律→瞬时速度测量→圆周运动迁移| |落体运动研究|2题（贵州/湖南卷）|h-t²图像拟合、受力平衡分析|自由落体规律→阻力模型建构→科学探究素养培养|

实验1　测量做直线运动物体的瞬时速度 1.(2025北京,16,10分)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。 (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v=　　　　。  (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0.10 s,圆盘半径R=0.10 m,则这部分纸带通过打点计时器的加速度大小为　　　　m/s2;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)  1.答案　(1)CBA　(2)左端　(3)　(4)0.81　1.6 解题导引　将运用逐差法求加速度、利用纸带求瞬时速度融入圆周运动的情境中,增加了对向心加速度知识的考查形式。 解析　(1)实验步骤中,首先调整滑轮位置使细线与木板平行,即确保小车所受拉力的方向与木板平行,接着接通打点计时器电源,让计时器先工作,然后释放小车,故实验操作顺序为CBA。 (2)小车做匀加速直线运动时,速度越来越大,纸带上相邻计数点的间距逐渐增大。题图2中纸带左端相邻计数点的间距较小,说明纸带左端与小车相连。 (3)在匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度。B点对应的时刻为A、C两点间对应时间间隔的中间时刻,AC长度为x2,时间间隔为2T,所以v=。 (4)根据逐差法可知a== m/s2=0.81 m/s2。打B点时纸带的速度vB== m/s=0.4 m/s,此时M点的向心加速度大小为an== m/s2=1.6 m/s2。 2.(2023全国甲,23,10分)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点时小车的位置为初始位置,将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移Δx填到表中,小车发生相应位移所用时间和平均速度分别为Δt和。表中ΔxAD=　　　　cm,=　　　　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 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点时小车的速度大小vA=　　　　,小车的加速度大小a=　　　　。(结果用字母k、b表示)  2.答案　(1)24.00　80.0　 (2)见解析图 (3)71.5(70.0~73.0均得分)　59.0(58.2~59.8均得分)　(4)b　2k 解析　(1)由题图(b)纸带可得ΔxAD=ΔxAB+ΔxBC+ΔxCD=24.00 cm 从A到D的时间为ΔtAD=3ΔT=0.3 s AD段的平均速度为==80.0 cm/s (2)如图所示 (3)由第(2)问图中读取数据求得直线斜率k=71.5 cm/s2 截距b=59.0 cm/s (4)由x=vAt+at2可得==vA+at 结合图线y=kx+b 知vA=b,a=2k 3.(2024贵州,11,5分)智能手机内置很多传感器,磁传感器是其中一种。现用智能手机内的磁传感器结合某应用软件,利用长直木条的自由落体运动测量重力加速度。主要步骤如下: (1)在长直木条内嵌入7片小磁铁,最下端小磁铁与其他小磁铁间的距离如图(a)所示。 (2)开启磁传感器,让木条最下端的小磁铁靠近该磁传感器,然后让木条从静止开始沿竖直方向自由下落。 (3)以木条释放瞬间为计时起点,记录下各小磁铁经过传感器的时刻,数据如表所示: h(m) 0.00 0.05 0.15 0.30 0.50 0.75 1.05 t(s) 0.000 0.101 0.175 0.247 0.319 0.391 0.462 (4)根据表中数据,补全图(b)中的数据点,并用平滑曲线绘制下落高度h随时间t变化的h-t图线。 (5)由绘制的h-t图线可知,下落高度随时间的变化是　　　　(填“线性”或“非线性”)关系。  (6)将表中数据利用计算机拟合出下落高度h与时间的二次方t2的函数关系式为h=4.916t2(SI)。据此函数可得重力加速度大小为　　　　m/s2。(结果保留3位有效数字)  3.答案　(4)见解析　(5)非线性　(6)9.83 解析　(4)由表中数据在图(b)中描点画图,如图所示。 (5)由绘制的h-t图线可知,下落高度随时间的变化是非线性关系。 (6)如果长直木条做自由落体运动,则满足h=gt2,由h=4.916t2(SI)可得g=4.916 m/s2,解得g=9.832 m/s2≈9.83 m/s2。 4.(2025湖南,11,7分)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,D=　　　　mm。  (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0.5 s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cm)。 (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v=　　　　m/s(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f=kDv(k为与液体有关的常量),已知小球密度为ρ,液体密度为ρ0,重力加速度大小为g,则k的表达式为k=　　　　(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”)。  4.答案　(1)2.205(2.204、2.205、2.206均可) (3)1.0×10-2　(4)　(5)减小 解析　(1)螺旋测微器读数时要估读一位,读数为2.0 mm+20.5×0.01 mm=2.205 mm。 (3)小球做匀速运动,根据A、E两点间距离及闪光时间,一共四个时间间隔,共2 s,计算可得v=×10-2 m/s≈1.0×10-2 m/s。 (4)小球近似做匀速运动,根据平衡条件有mg=f+F浮,其中m=ρV=ρ·π,F浮=ρ0gV,联立可得k=。 (5)同种液体k不变,根据k的表达式,可知当ρ、ρ0不变,D减小时,v也减小,故换用直径更小的同种材质小球进行实验,小球匀速运动时的速度将减小【拓展:如果小球换成密度更大的小球,直径不变,则小球匀速运动时的速度变大】。 易错警示　考生在进行受力分析时可能会漏掉浮力,导致结果错误;表示速度时可能会忽略保留2位有效数字的要求。 第 23 页 共 23 页 学科网（北京）股份有限公司 $