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Word
实验1 探究小车速度随时间变化的规律
实验基础必备 
装置原理 |
（1） 不需要 平衡摩擦力； （2） 不需要 满足悬挂槽码质量远小于小车质量（填“需要”或“不需要”） |
|
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 靠近 打点计时器。 （3）先后：实验时先 接通电源 ，后 释放小车 ，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 |
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 匀变速 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 |
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 |
教材原型实验 
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（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。
（1）实验过程中，下列做法正确的是 BD 。（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。
（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 |
（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＝ 0.40 m/s2。（结果保留2位有效数字）
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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。
（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 偏小 （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 偏小 （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。
（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：
（1）除了图甲中标出的器材外，还需要 B 。（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。
（2）打C点时小车的速度大小为 0.48 m/s，小车的加速度大小为 0.80 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。
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