实验1 探究小车速度随时间变化的规律-【优学精研】2027年高考物理一轮总复习教用课件

该高中物理高考复习课件聚焦“探究小车速度随时间变化的规律”实验专题，依据高考评价体系梳理了实验原理、数据处理、误差分析及创新拓展四大考查模块，通过近三年模拟题统计明确纸带速度计算、加速度测定（逐差法）等高频考点占比超60%，构建了从基础操作到创新应用的完整备考体系。 课件亮点在于“原型实验夯实基础+创新情境突破难点”的设计，如结合2025四川成都三模纸带题，详解“Δx=aT²”逐差法和v-t图像斜率求加速度，培养学生科学思维与科学探究素养。特设“易错警示”专栏（如时间间隔误判导致误差），通过真题变式训练让学生熟练得分技巧，教师可据此高效规划复习，助力学生冲刺实验题高分。

实验1　探究小车速度随时间变化的规律 目 录 CONTENTS 实验基础必备 教材原型实验 创新拓展实验 课时跟踪检测 实验基础必备 目 录 装置原理 （1） 平衡摩擦力； （2） 满足悬挂槽码质量远小于小车质量（填“需 要”或“不需要”） 不需要　 不需要　 目 录 高中总复习·物 理 操作要领 （1）平行：细绳、纸带与长木板平行。 （2）靠近：小车释放前，应 打点计时器。 （3）先后：实验时先 ，后 ，实验 后先断开电源，后取下纸带。 （4）防撞：小车到达滑轮前让其停止运动，防止与滑轮相撞 或掉下桌面摔坏。 （5）适当：悬挂槽码要适当，避免纸带打出的点太少或过于 密集 靠近　 接通电源　 释放小车　 目 录 高中总复习·物 理 数据 处理 （1）由纸带判断物体的运动性质 若Δx＝x2－x1＝x3－x2＝…＝C，则物体做 ⁠直线运动。 （2）由纸带求物体的瞬时速度 根据匀变速直线运动的平均速度公式有vn＝ ⁠。 （3）利用纸带求物体的加速度 匀变速　 　 目 录 高中总复习·物 理 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）长木板表面粗糙程度不同，小车运动时加速度有变化造 成误差 目 录 高中总复习·物 理 教材原型实验 目 录 （2026·江西抚州联考）某同学用如图甲所示的装置探究匀变速直线 运动的规律，得到一条纸带如图乙所示，并在其上取了A、B、C、D、E、 F、G共7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点没有画出。 目 录 高中总复习·物 理 （1）实验过程中，下列做法正确的是 。（填正确序号前字母） A. 先释放小车，再接通电源 B. 先接通电源，再释放小车 C. 释放小车前将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D. 释放小车前将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 解析： 先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放小车，这样纸带会 得到充分利用，纸带上会记录更多的数据，计算时会产生较小的误差，故 A错误，B正确；释放小车前将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，纸 带上会记录更多的数据，计算时会产生较小的误差，故C错误，D正确。 BD　 目 录 高中总复习·物 理 （2）经过测量并计算得到打下B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度， 如表所示： 对应点 B C D E F 速度/ （m·s－1） 0.141 0.180 0.218 0.262 0.301 目 录 高中总复习·物 理 （3）根据（2）中得到的数据，以打下A点时对应的时刻为t＝0时刻，在坐标系中作出v-t图像如图丙所示，利用图像求得小车的加速度a＝ ⁠ m/s2。（结果保留2位有效数字） 0.40　 解析：由v-t图像的斜率表示加速度可得，小车的 加速度为a＝＝ m/s2＝0.40 m/s2。 目 录 高中总复习·物 理 （4）若该同学处理数据时每隔3个点取一个计数点，但计算速度时却把相 邻计数点时间间隔用0.1 s代入计算，则因此算出的速度数值与真实的速度 数值相比 （选填“偏大”或“偏小”）。求得的加速度a数值与 真实的加速度数值相比 （选填“偏大”“偏小”或“相等”）。 解析：若该同学处理数据时每隔3个点取一个计数点，可知相邻两计数点 间的时间间隔是0.08 s，但计算速度时却把相邻计数点时间间隔用0.1秒代 入计算，由v＝可知，算出的速度数值与真实的速度数值相比偏小。由a ＝或a＝计算加速度，由于时间变大，则求得的加速度a数值与真实的 加速度数值相比偏小。 偏小　 偏小　 目 录 高中总复习·物 理 （2025·四川成都三模）如图所示，图甲为探究小车匀变速直线运动 规律的装置，图乙是某次实验获取的一段纸带。实验中打点计时器每隔 0.02 s打一个点，A、B、C、D、E、F、G是纸带上的计数点，相邻两个计 数点之间还有四个点未画出，请回答以下问题： 目 录 高中总复习·物 理 （1）除了图甲中标出的器材外，还需要 。（请填选项前的字母 序号） A. 天平 B. 刻度尺 C. 秒表 D. 弹簧测力计 解析： 实验目的是探究小车的匀变速直线运动规律，不需要用天平测量 重物、小车的质量，故A错误；实验中需要利用刻度尺测量纸带点迹之间 的间距，故B正确；打点计时器是一种计时仪器，不需要用秒表测量时 间，故C错误；不需要用弹簧测力计测量重物的重力，故D错误。 B　 目 录 高中总复习·物 理 （2）打C点时小车的速度大小为 m/s，小车的加速度大小 为 m/s2。（计算结果均保留2位有效数字） 解析： 相邻两个计数点之间还有四个点未画出，可知两个计数点间的时 间间隔t＝5×0.02 s＝0.1 s，则C点速度大小vC＝＝×10－2 m/s≈0.48 m/s，根据逐差法可知小车的加速度大小a＝＝ ×10－2 m/s2≈0.80 m/s2。 0.48　 0.80　 目 录 高中总复习·物 理 创新拓展实验 目 录 创新角度 创新示例 创新分析 计时方法 的创新 见[课时跟踪检测T5] 频闪照相机和 滴水的针头与 打点计时器的 作用是相同 的，时间间隔 都是一个定值 见[典例4] 目 录 高中总复习·物 理 |创新角度 创新示例 创新分析 测量 原理 的创 新 见[典例3] （1）物体沿斜面做匀变速直线运动。 （2）位移传感器能得到x-t图像，即可利用图像 分析物体的运动。 （3）光电门可以测量遮光片的平均速度，作为滑块的瞬时速度，速度 的大小与遮光片的宽度有关 见[课时跟踪检测T2] 目 录 高中总复习·物 理 为了测量木块的加速度，某实验小组使用位移传感器设计了如图甲 所示的实验装置，让木块从倾斜木板上的A点由静止释放，位移传感器可 以测出木块到传感器的距离。位移传感器连接计算机，描绘出木块与传感 器的距离x随时间t的变化规律，如图乙所示。 目 录 高中总复习·物 理 （1）根据上述图线，计算可得木块在0.4 s时的速度大小为v＝ ⁠ m/s。 解析： 根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于这段时间内中间 时刻的瞬时速度，可得木块在0.4 s时的速度大小为v＝ m/s ＝0.4 m/s。 （2）根据上述图线，计算可得木块的加速度大小a＝ m/s2。 解析：在0.2～0.4 s和0.4～0.6 s这两段时间内，根据Δx＝aT2 可得木块的加速度大小为a＝×10－2 m/s2＝1 m/s2。 0.4　 1　 目 录 高中总复习·物 理 某实验小组利用矿泉水瓶自制了滴水计时器，然后利用水写布（滴 水后可在一定时间内保留水的痕迹）研究物体运动的规律。他将滴水器固 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，然后把与水写布连接的电动小 车放置在水平桌面上，不计水写布的厚度。 目 录 高中总复习·物 理 （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 ⁠ （选填“加速”或“减速”）运动； 解析： 沿运动方向看，相等时间内位移逐渐减小，故小车做减速运动。 减 速　 目 录 高中总复习·物 理 （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v＝ 　　，小车运动的加速度大小a＝ 　　。 解析：水滴下落过程有h＝gt2，根据v＝ 可得v＝，根据Δx＝at2 可得a＝。 　 　 目 录 高中总复习·物 理 课时跟踪检测 目 录 1. 物理小组的同学利用如图甲所示的装置“研究匀变速直线运动”。 1 2 3 4 5 6 目 录 高中总复习·物 理 （1）下列操作必须的是 （填正确选项前字母）。 A. 把木板右端适当垫高，以平衡摩擦 B. 调节滑轮的高度，使细线与木板平行 C. 小车的质量要远大于重物的质量 D. 实验时要先接通电源再释放小车 解析： 在“研究匀变速直线运动”的实验中，只要保证小车做匀变速直 线运动即可，不需要平衡摩擦力和保证小车的质量远大于重物的质量，但 要保证细线与木板平行，否则小车就不做匀变速直线运动；实验开始时， 小车要靠近打点计时器，先接通电源再释放小车。故选B、D。 BD　 1 2 3 4 5 6 目 录 高中总复习·物 理 （2）打点计时器接通频率为50 Hz的交流电，规范操作实验得到如图乙所 示的一条纸带，小组的同学在纸带上每5个点选取1个计数点，依次标记为 A、B、C、D、E。测量时发现B点已经模糊不清，于是他们测得AC长为 14.56 cm、CD长为11.15 cm、DE长为13.73 cm，则小车运动的加速度大 小为 m/s2，A、B间的距离应为 cm（均保留3位有效数 字）。 2.58　 5.99　 解析： 根据逐差法可得小车的加速度a＝＝ ×10－2 m/s2＝2.58 m/s2 由匀变速直线运动的规律可得xBC－xAB＝xDE－xCD＝13.73 cm－11.15 cm＝ 2.58 cm，又xBC＋xAB＝14.56 cm，联立解得xAB＝5.99 cm。 1 2 3 4 5 6 目 录 高中总复习·物 理 （3）如果当时电网中交变电流的电压变成210 V，而做实验的同学并不知 道，那么加速度的测量值与实际值相比 （选填“偏大”“偏小” 或“不变”）。 解析： 电压的大小影响点迹的清晰程度，但不影响打点的频率，即不影 响实验结果。 不变　 1 2 3 4 5 6 目 录 高中总复习·物 理 2. （2026·河北唐山市一模）某同学用如图甲所示的实验装置研究滑块在 气垫导轨上运动的加速度大小。将气垫导轨的一端垫高，光电门安装在气 垫导轨较低的一端。将带有两个遮光片的滑块在气垫导轨较高的一端释 放，测量出两个遮光片先后通过光电门的时间t1和t2。 （1）滑块上两个遮光片的宽度均为d，用游标卡尺测量其宽度d的结果如 图乙所示，则d＝ cm。 0.510　　 1 2 3 4 5 6 目 录 高中总复习·物 理 解析： 游标卡尺的读数d＝5 mm＋2×0.05 mm＝5.10 mm＝0.510 cm。 1 2 3 4 5 6 目 录 高中总复习·物 理 （2）若实验测得两遮光片之间的距离L远远大于遮光片的宽度d，则滑块 沿气垫导轨滑动的加速度大小a＝ （用题目中的物理量符 号表示）。 解析：滑块经过两个光电门时的速度分别为v2＝，v1＝，滑块沿气垫导 轨做匀加速直线运动，可知－＝2aL，所以滑块的加速度大小a＝ 。 　 1 2 3 4 5 6 目 录 高中总复习·物 理 3. （2026·河南漯河期末）某同学用图1所示的实验装置研究小车沿斜面向 下运动的规律。安装好器材后，接通电源，释放小车，打出一条纸带。舍 去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每隔四个点取一个计数点，如 图2中0、1、2……7点所示。 1 2 3 4 5 6 目 录 高中总复习·物 理 （1）实验中，除打点计时器、小车、长木板、铁架台、导线及开关外， 在下面的器材中，还必须使用的有 （填正确选项前字母）。 A. 电压合适的50 Hz交流电源 B. 电压可调的直流电源 C. 天平 D. 秒表 E. 刻度尺 解析： 必须使用电压合适的50 Hz交流电源给打点计时器供电，还需要用 刻度尺测量计数点之间的距离，而不需要秒表和天平。故选A、E。 AE　 1 2 3 4 5 6 目 录 高中总复习·物 理 （2）打下计数点6时小车的速度v＝ m/s。 解析：因电源频率为50 Hz，每隔四个点取一个计数点，故相邻两计数点之 间的时间间隔为T＝0.1 s，则打下计数点6时小车的速度为v＝＝ m/s＝0.57 m/s。 0.57　 1 2 3 4 5 6 目 录 高中总复习·物 理 （3）某同学把这条纸带每隔T＝0.1 s剪断，得到若 干短纸条，测得长度依次为L1、L2……L7（单位：m） 。再把这些纸条并排贴在一张纸上。如图3所示，使 这些纸条的下端对齐，作为时间轴，并以纸带的宽 度代表时间间隔T。这些短纸条上端的中心点近似在 一条直线上，该同学把它们连接起来作出图线①。 若将图线①转化为小车的v-t图像，则图中“（　　）”位置，标出的速度值为 。（用题中的字母表示）。 　 1 2 3 4 5 6 目 录 高中总复习·物 理 该同学发现每段短纸条上的第3个点，也近似在同一条直线上，如图线② 所示。若测得图线②的斜率为k，则小车加速度a与斜率k的关系式 ⁠ ⁠。 a＝ k　 解析：因为剪断的纸带的时间间隔都是0.1 s，即时间相等，所以纸带的长 度之比等于此段纸带的平均速度之比，而此段纸带的平均速度等于这段纸 带中间时刻的瞬时速度，即纸带的高度之比等于中间时刻瞬时速度之比， 则图中“（　　）”纵坐标标出的速度值为v7＝。由图线②的斜率为k， 结合题意可得图线①的斜率为k，图线的斜率表示加速度，可知小车加速 度a与斜率k的关系式为a＝k。 1 2 3 4 5 6 目 录 高中总复习·物 理 4. “筋膜枪”是利用内部电机带动“枪头”高频冲击肌肉，缓解肌肉酸痛 的设备。某同学为了测量“枪头”的冲击频率，将带限位孔的塑料底板固 定在墙面上，下端带重锤的纸带穿过限位孔并竖直拉直，“枪头”放在限 位孔上方，靠近并正对纸带，如图甲所示。启动筋膜枪，松开纸带，让纸 带在重锤带动下运动，“枪头”在纸带上打下系列点迹。更换纸带，重复 操作。 1 2 3 4 5 6 目 录 高中总复习·物 理 （1）如图乙所示，实验时打出一条清晰的纸带，截取其中一段，测得相 邻点迹间的距离依次为x1、x2、x3、x4，则图示纸带的 （选填“左” 或“右”）端连接重锤；若重力加速度为g，则“枪头”的冲击频率f ＝ ⁠。 左　 2　 1 2 3 4 5 6 目 录 高中总复习·物 理 解析： 根据题意可知，松开纸带，纸带在重锤作用下做加速运动， 则纸带上相邻两点间的距离逐渐增大，由图乙可知，纸带左端与重锤相 连。由逐差法有－＝g，又有f＝，联立解得f＝ 2。 1 2 3 4 5 6 目 录 高中总复习·物 理 （2）该实验产生误差的主要原因是“枪头”在打点瞬间阻碍纸带的运 动，这样会导致冲击频率的测量值 （选填“大于”“小于”或 “等于”）实际值。 解析： “枪头”打点瞬间阻碍纸带的运动，使得重物下落的加速度 小于自由落体加速度，故计算周期时，加速度值偏大，导致周期测量结果 偏小，则测量的频率偏大，故频率测量值大于实际值。 大于　 1 2 3 4 5 6 目 录 高中总复习·物 理 5. （2026·广东清远期末）某校物理兴趣小组采用摄像技术记录空心塑料 小球的下落情况，然后在视频中每隔0.02秒截出一张照片，如图所示。 （1）读出小球上边缘在刻度尺上的位置d1＝1.20 cm，d2＝3.20 cm，d3＝ 5.70 cm，d4＝8.50 cm，d5＝11.70 cm，将小球在开始下落后的相等时间 间隔内下落的高度分别记为h1、h2、h3和h4，其中h3＝ cm； 解析： 根据题意h3＝d4－d3＝2.80 cm。 2.80　 1 2 3 4 5 6 目 录 高中总复习·物 理 （2）小球下落的加速度a＝ m/s2（计算结果保留3位有效数字）； 解析： 根据逐差法可得a＝ ＝≈9.38 m/s2。 9.38　 1 2 3 4 5 6 目 录 高中总复习·物 理 （3）计算得到的小球下落的加速度 （选填“大于”“小于”或 “等于”）当地的重力加速度，你觉得可能的原因是 ⁠ （写出一个原因即可）。 解析： 计算得到的小球下落的加速度小于当地的重力加速度；可能存在空气阻力，导致测量加速度偏小。 小于　 存在空气阻力 1 2 3 4 5 6 目 录 高中总复习·物 理 6. （2025·江西九江二模）一辆小车上装有 一个滴墨水的容器，每分钟滴出120滴墨水。 重物通过滑轮用细绳牵引小车向右做匀加速 直线运动，结果在水平桌面上留下一串墨滴， 如图所示，测出ab＝0.11 m，bc＝0.15 m，cd＝0.19 m，不计空气阻力。（计算结果均保留2位小数） 请回答下列问题： （1）b、c墨滴刚滴下时小车的速度分别是 m/s、 m/s； 0.26　 0.34　 1 2 3 4 5 6 目 录 高中总复习·物 理 解析： 容器每分钟滴出120滴墨水，则滴水的时间间隔为t＝＝0.5 s，小车在b点的瞬时速度为vb＝＝ m/s＝0.26 m/s，小车在 c点的瞬时速度为vc＝＝ m/s＝0.34 m/s。 1 2 3 4 5 6 目 录 高中总复习·物 理 （2）小车运动的加速度为 m/s2； 解析： 加速度为a＝＝＝0.16 m/s2。 0.16　 1 2 3 4 5 6 目 录 高中总复习·物 理 （3）墨水刚离开容器的位置距离桌面有一定的高度，这一因素会导致加 速度的测量值 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 解析： 考虑墨滴在空中做平抛运动，相邻两段位移之差不变，所以加速度的测量值不变。 不变　 1 2 3 4 5 6 目 录 高中总复习·物 理 $