暑假预习：探究小车速度随时间变化规律、用光电门研究匀变速运动专项训练-2026年初升高暑假物理（人教版）

**基本信息** 聚焦匀变速直线运动实验双方法，通过打点计时器与光电门两种技术路径，系统训练实验操作、数据处理及误差分析能力，培养科学探究与科学思维素养。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |探究小车速度随时间变化规律|3例+3变式|实验步骤排序、瞬时速度计算、加速度测定（逐差法）|从打点计时器原理出发，构建"纸带分析→速度计算→加速度求解"的完整逻辑链，强化运动观念| |用光电门研究匀变速运动|3例+3变式|遮光条速度计算、加速度公式推导、误差来源分析|基于平均速度近似瞬时速度思想，拓展匀变速直线运动规律在数字化实验中的应用，深化科学推理|

暑假预习：探究小车速度随时间变化规律、用光电门研究匀变速运动专项训练 暑假预习：探究小车速度随时间变化规律、用光电门研究匀变速运动专项训练 考点目录 探究小车速度随时间变化规律 用光电门研究匀变速运动 考点一 探究小车速度随时间变化规律 例1．（25-26高一上·云南普洱·阶段检测）研究小车匀变速直线运动的实验装置如图（a）。打点计时器的工作频率为50Hz。纸带上计数点的间距分别为、、、、、，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。 (1)部分实验步骤如下：实验步骤正确的操作顺序是：________（用字母填写）。 A．测量完毕，关闭电源，取出纸带 B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车 C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连 D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔 (2)图（b）中标出的相邻两计数点的时间间隔________s。 (3)已知，，则计数点5对应的瞬时速度大小为________m/s。（结果保留2位有效数字） (4)充分利用记录数据，尽可能的减小误差，小车加速度大小的计算表达式________。（用题目中所给的已知字母表示） 【答案】(1)DCBA (2)0.1 (3)0.64 (4) 【详解】（1）在实验过程中应先固定打点计时器，再放置小车，然后打开电源，最后释放小车，完毕关闭电源，所以正确的顺序是：DCBA。 （2）打点计时器的工作频率为50Hz，且相邻两点之间还有4个记录点未画出，故相邻两计数点的时间间隔 （3）计数点5对应的瞬时速度大小为 （4）小车加速度大小的计算表达式 例2．（25-26高一上·江苏连云港·期中）在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，实验装置如图1所示。 (1)下列说法正确的是______。 A．实验开始前，小车停在靠近滑轮处 B．细线与长木板平行 C．先释放小车，再接通电源 D．打点结束后，应立即关闭电源 (2)图2是实验中得到的一条纸带，每两个相邻计数点间有4个点图中没有画出，打点计时器频率为50Hz。 ①两个相邻计数点的时间间隔为______s。 ②C点时，小车的速度大小是______m/s（结果保留2位有效数字）。 ③小车的加速度大小是______（结果保留2位有效数字）。 (3)计算出打、、、和各点时小车的瞬时速度，取打点对应的时刻为，作出图像，图线与纵轴交点的物理意义是________________________。 【答案】(1)BD (2) 0.1 0.20 0.20 (3)打计数点O时对应的瞬时速度 【详解】（1）A．为了有效利用纸带，实验开始前，小车应靠近打点计时器，故A错误； B．为了使细线的拉力等于小车所受的合力，细线应与长木板平行，故B正确； C．实验开始时，应先接通电源再释放小车，故C错误； D．打点结束后，应立即关闭电源，故D正确。 故选BD。 （2）[1]每两个相邻计数点间有4个点没有画出，可得相邻两计数点的时间间隔为 [2]C点时，小车的速度大小 [3]小车的加速度大小 （3）由图线的表达式知，图线与纵轴交点为打计数点O时对应的瞬时速度。 例3．（25-26高一上·福建宁德·期中）利用打点计时器探究小车的速度随时间变化的规律。其中交变电流的频率为，如图给出了该次实验中，从点开始每5个点取一个计数点的纸带，其中、、、、、、都为计数点。测得各计数点到点的距离分别为，，，，，。 (1)如果该纸带端与小车相连，则小车的运动方向为_____（选填“”或“”）； (2)在打计数点时，小车运动的瞬时速度为_____，小车的加速度大小为_____；（本小题计算结果数值均保留两位有效数字） (3)如果当时电网中交变电流的频率是，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”），由此造成的误差属于_____误差（选填“系统”或“偶然”）。 【答案】(1) (2) 0.32 0.50 (3) 偏小 系统 【详解】（1）纸带做加速运动，相等时间内运动的位移越来越大，由于纸带的端与小车相连，则小车的运动方向为由B到A。 （2）[1] 每5个点取一个计数点，则两个计数点的时间间隔 小车运动的瞬时速度为 [2] 小车的加速度大小为 （3）[1][2]如果在某次实验中，交流电的频率，那么实际打点周期变小，两点间的实际时间间隔变小，所以时间间隔的测量值大于实际值，故加速度的测量值小于实际值，该误差属于系统误差。 变式1．（25-26高一上·广东揭阳·期中）用如图甲所示的实验装置“测量小车做直线运动的瞬时速度”，完成下列相关内容： (1)下列实验要求或操作，正确的有_____（填正确答案标号）。 A．必须使用交流电源 B．钩码质量必须远小于小车质量 C．必须倾斜长木板以平衡小车所受到的阻力 D．小车应靠近打点计时器释放 E．先接通电源，再释放小车 (2)图乙是某次实验中一条纸带上截取的一段，在连续打出的点上依次标记、、、四个计数点（相邻计数点间还有四个点未画出），则点的读数为_____cm。已知打点计时器每隔打一个点，则在打下点时，小车的瞬时速度为_____（计算结果保留3位有效数字）。 【答案】(1)ADE (2) 7.40 0.610 【详解】（1）A．依据打点计时器工作原理可知打点计时器需要使用交流电源，故A正确； BC．在“测量小车做直线运动的瞬时速度”的实验中，不需要平衡摩擦力，也不需要考虑绳上拉力是否近似等于重力，因此不需要满足钩码质量必须远小于小车质量这个条件，故BC错误； D．为了能多打出一些点便于数据处理，提高纸带的利用率，小车应靠近打点计时器释放，故D正确； E．为了提高纸带的利用率，实验时应先接通电源，再释放小车，故E正确。 故选ADE。 （2）[1] 刻度尺的最小分度值为1mm，根据刻度尺的读数规则，应估读到最小分度值的下一位，所以c点的读数为7.40cm； [2] 近似取相邻两计数点的平均速度代替该点的瞬时速度，即在打下c点时，小车的瞬时速度为 变式2．（25-26高一上·福建漳州·期中）某小组利用如图甲所示的装置探究小车速度随时间变化的规律，请回答以下问题： (1)除了图甲中已有的器材外，要完成实验还需要的器材有______； A．220V交流电源 B．6V交流电源 C．毫米刻度尺 D．天平 (2)处理数据时，选出一条如图乙所示的纸带，纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离，相邻两计数点间还有4个点没有画出，打点计时器的电源频率为50Hz。根据纸带上的数据，计算打下A、B、C、D、E点的瞬时速度并填在表中，C点的瞬时速度为______m/s； (3)在答题纸的坐标纸中描出C点的位置并画出小车的图像，根据图像求得小车的加速度为______；（保留三位有效数字） 【答案】(1)BD (2) (3)图像见解析，（1.97、1.99均可） 【详解】（1）AB．图甲中的打点计时器是电磁打点计时器，需要连接6V交流电源，不需要220V交流电源，故A错误，B正确； C．需要用刻度尺测量纸带上计数点间的距离，故C正确； D．本实验不需要用天平测质量，故D错误。 故选BD。 （2）交变电源的频率为，可知打点周期为，每相邻两个计数点间还有4个点，可知相邻计数点的时间间隔为 打点计时器在打C点时小车的速度 （3）在坐标纸中描出C点的位置并画出图像如图所示 图像斜率表示加速度，根据图像可得小车的加速度 变式3．（25-26高一上·北京石景山·期中）用如图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律，获得一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点，然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点（相邻两个计数点之间还有四个点未画出），如图2所示。 通过测量，测得，，，，，。计算可以得到在打在B、C、D、E、F点时小车的速度，分别记作、、、、。 以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图3所示。 结合上述实验步骤，请你完成下列任务： (1)除了图1中的器材，实验中还需要使用的有______（填选项前的字母） A．电压合适的50Hz交流电源 B．电压可调的直流电源 C．刻度尺 D．秒表 (2)根据纸带上的数据，计算小车运动到C点的速度，填入表中 位置编号 A B C D E F G 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 瞬时速度 0.25 __ 0.65 0.85 1.05 (3)将上表格中C点的速度标注在坐标图中，并描绘出小车的图像； (4)观察图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是______。其中图像斜率的物理意义是______。 (5)描绘图像前，还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对的要求是______（选填“越小越好”或“与大小无关”）；从实验的角度看，选取的大小与速度测量的误差______（选填“有关”或“无关”）。 【答案】(1)AC (2) (3) (4) 见解析 表示小车运动的加速度 (5) 越小越好 有关 【详解】（1）AB．打点计时器需要电压合适的50Hz交流电源，故A正确，B错误； CD．测量纸带上计数点之间距离需要用到刻度尺，打点计时器可以测量时间，故不需要秒表。故C正确，D错误。 故选AC。 （2）由于纸带相邻两个计数点之间还有四个点未画出，则相邻两个计数点之间时间间隔为 利用纸带上的数据，根据匀变速直线运动中，某段时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度，可得打C点时小车的速度为 （3）根据表中的数据，描点连线，使直线经过尽可能多的点，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，如图所示 （4）[1]观察v-t图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是图像为一条倾斜向上的直线，说明小车的速度随时间均匀增大。 [2]v-t图像斜率的物理意义是表示小车运动的加速度。 （5）[1]用平均速度表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，时间越小，平均速度越趋近于瞬时速度，故越小越好。 [2]从实验角度看，选取得越小，测量的相对误差就越大，故选取的大小与速度测量的误差有关。 考点二 用光电门研究匀变速运动 例1．（25-26高一上·黑龙江绥化·阶段检测）小明为了测定气垫导轨上滑块的加速度，在滑块上安装了宽度为d的遮光板，如图所示，滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为，通过第二个光电门的时间为，遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为t，则： (1)滑块通过光电门1时的速度_________，滑块通过光电门2时的速度=___________。滑块的加速度a =___________（所有结果均用题中符号表示） (2)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时的___________，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将遮光片的___________减小一些。 【答案】(1) (2) 平均速度 宽度 【详解】（1）[1]在极短的时间内的平均速度可近似地认为等于瞬时速度，可得滑块通过光电门1时的速度为 [2]滑块通过光电门2时的速度为 [3]滑块的加速度为 （2）[1][2]由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时的平均速度；要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将遮光片的宽度减小一些。 例2．（2026·海南·模拟预测）研究物体匀变速直线运动的实验装置如图1所示。光电门（连接光电计时器）固定在斜面O点，P为长方形物体。实验步骤如下： a．调节斜面倾角，使P能沿斜面加速下滑后，将斜面固定； b．将P截断成a、b、c、d、e和f六段，每段长分别为、…，如图2所示； c．分别将a、b…f六段的前端从同一位置M由静止释放，经过光电门时，光电计时器测得光线被各段遮住的时间分别为、…； d．计算出对应的，作出图像如图3所示。 回答下列问题： (1)由图3可求得，a段物体长________cm（结果保留3位有效数字）； (2)由图3可求得，各段物体的前端从M运动到O的平均速度大小________cm/s，加速度大小________cm/s²。（结果均保留3位有效数字） 【答案】(1)（均可） (2) （均可） （均可） 【详解】（1）由题图3知，段物体通过光电门的平均速度大小为，，则 （2）[1]由图3知，各段物体前端运动到的瞬时速度为，平均速度大小为 [2]各段物体通过光电门，由运动学得 得 图像的斜率 得 例3．（25-26高一上·广东湛江·阶段检测）某同学采用了如图所示的实验装置来完成“研究匀变速直线运动的规律”实验。 (1)放置在气垫导轨上的滑块上装有宽度d=3.0mm的遮光条，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器图中未画出记录了遮光条通过光电门1的时间Δt1=0.02s，通过光电门2的时间Δt2=0.01s，用刻度尺测出两个光电门之间的距离x=22.5cm，则遮光条经过光电门1时的速度大小v1=_______m/s，滑块的加速度大小a=_______m/s2。计算结果均保留两位有效数字 (2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（每两相邻计数点间还有4个点没有画出来）。已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为a=_________m/s2。（结果保留3位有效数字） 【答案】(1) 0.15 0.15 (2)2.07 【详解】（1）[1]根据极短时间的平均速度等于瞬时速度，遮光条经过光电门1时的速度大小为 [2]遮光条经过光电门2时的速度大小为 根据速度位移关系可得，加速度大小为 （2）由题知，打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，每两相邻计数点间还有4个点没有画出来，则相邻两计数点间的时间间隔为 由逐差法可得 变式1．（25-26高一上·云南玉溪·期中）某同学利用气垫导轨测定滑块的加速度，滑块上安装了宽度为的遮光条，如图所示，滑块在牵引力作用下做匀加速直线运动先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过光电门1、2的时间分别为、，遮光条从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间为。可知：（计算结果保留2位有效数字） (1)遮光条通过光电门1时的速度大小，通过光电门2时的速度大小________m/s。 (2)滑块的加速度大小________。 【答案】(1)1.0 (2)0.50 【详解】（1）通过光电门2时的速度 （2）滑块的加速度大小为 变式2．（25-26高一上·贵州贵阳·期末）某学习小组利用如图所示的实验装置测量当地重力加速度的大小。该小组将一直径为的小铁球从光电门正上方的某一高度静止释放，小铁球依次通过光电门1、2，测出其通过光电门时的挡光时间分别为、和从光电门1运动到光电门2的时间为。 (1)小铁球通过光电门1、2时的速度大小分别为______，______。（选用“”“”和“”表示） (2)根据以上实验数据，可得出当地的重力加速度大小______（用“”“”“”和“”表示）。 (3)在该学习小组的实验操作没有错误的情况下，实验测得的重力加速度总是略小于当地实际的重力加速度，可能的原因是______（写出一条即可）。 【答案】(1) (2) (3)小铁球在下落过程中受到空气阻力 【详解】（1）[1][2]小铁球通过光电门1、2时的速度大小分别为，。 （2）根据以上实验数据，可得出当地的重力加速度大小 （3）实验测得的重力加速度总是略小于当地实际的重力加速度，可能的原因是小铁球在下落过程中受到空气阻力。 变式3．（25-26高一上·江西·阶段检测）物理兴趣小组的同学利用气垫导轨和光电门传感器测量滑块的加速度大小，实验装置如图所示，气垫导轨上安装有光电门1和光电门2。 (1)实验时用刻度尺测量遮光条的宽度，示数如图所示，则遮光条的宽度d＝________mm。 (2)用细线一端连接滑块，另一端跨过定滑轮挂上槽码，启动气源，让气垫导轨正常工作。将滑块从气垫导轨上光电门1的右侧某一位置由静止释放，滑块向左做加速运动。与光电门相连的数字计时器记录了遮光条通过光电门1所用的时间为0.020s，通过光电门2所用的时间为0.005s，遮光条从光电门1到光电门2所用的时间为0.75s。则滑块的加速度大小a＝________。（结果保留两位有效数字） (3)下列方法可以减小实验误差的是 。 A．增加槽码数量，使滑块更快地运动 B．减小两光电门的间距 C．换用宽度适当小一些的遮光条 【答案】(1)10.0 (2)2.0 (3)C 【详解】（1）刻度尺的分度值为1mm，根据题图乙可知，遮光条的宽度d＝20.0mm－10.0mm＝10.0mm。 （2）遮光条通过光电门1时的速度大小 遮光条通过光电门2时的速度大小 则滑块的加速度大小，代入数值解得。 （3）A．增加槽码数量，滑块运动得更快，则滑块从光电门1到光电门2所用的时间更短，更难以测量，会使得测量误差增大，A错误； B．减小两光电门的间距，滑块从光电门1到光电门2所用的时间更短，更难以测量，会使得测量误差增大，B错误； C．换用宽度适当小一些的遮光条，则遮光条通过光电门的平均速度更接近于滑块经过光电门时的速度，可以减小误差，C正确。 故选C。 2 学科网（北京）股份有限公司 $暑假预习：探究小车速度随时间变化规律、用光电门研究匀变速运动专项训练 暑假预习：探究小车速度随时间变化规律、用光电门研究匀变速运动专项训练 考点目录 探究小车速度随时间变化规律 用光电门研究匀变速运动 考点一 探究小车速度随时间变化规律 例1．（25-26高一上·云南普洱·阶段检测）研究小车匀变速直线运动的实验装置如图（a）。打点计时器的工作频率为50Hz。纸带上计数点的间距分别为、、、、、，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。 (1)部分实验步骤如下：实验步骤正确的操作顺序是：________（用字母填写）。 A．测量完毕，关闭电源，取出纸带 B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车 C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连 D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔 (2)图（b）中标出的相邻两计数点的时间间隔________s。 (3)已知，，则计数点5对应的瞬时速度大小为________m/s。（结果保留2位有效数字） (4)充分利用记录数据，尽可能的减小误差，小车加速度大小的计算表达式________。（用题目中所给的已知字母表示） 例2．（25-26高一上·江苏连云港·期中）在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，实验装置如图1所示。 (1)下列说法正确的是______。 A．实验开始前，小车停在靠近滑轮处 B．细线与长木板平行 C．先释放小车，再接通电源 D．打点结束后，应立即关闭电源 (2)图2是实验中得到的一条纸带，每两个相邻计数点间有4个点图中没有画出，打点计时器频率为50Hz。 ①两个相邻计数点的时间间隔为______s。 ②C点时，小车的速度大小是______m/s（结果保留2位有效数字）。 ③小车的加速度大小是______（结果保留2位有效数字）。 (3)计算出打、、、和各点时小车的瞬时速度，取打点对应的时刻为，作出图像，图线与纵轴交点的物理意义是________________________。 例3．（25-26高一上·福建宁德·期中）利用打点计时器探究小车的速度随时间变化的规律。其中交变电流的频率为，如图给出了该次实验中，从点开始每5个点取一个计数点的纸带，其中、、、、、、都为计数点。测得各计数点到点的距离分别为，，，，，。 (1)如果该纸带端与小车相连，则小车的运动方向为_____（选填“”或“”）； (2)在打计数点时，小车运动的瞬时速度为_____，小车的加速度大小为_____；（本小题计算结果数值均保留两位有效数字） (3)如果当时电网中交变电流的频率是，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”），由此造成的误差属于_____误差（选填“系统”或“偶然”）。 变式1．（25-26高一上·广东揭阳·期中）用如图甲所示的实验装置“测量小车做直线运动的瞬时速度”，完成下列相关内容： (1)下列实验要求或操作，正确的有_____（填正确答案标号）。 A．必须使用交流电源 B．钩码质量必须远小于小车质量 C．必须倾斜长木板以平衡小车所受到的阻力 D．小车应靠近打点计时器释放 E．先接通电源，再释放小车 (2)图乙是某次实验中一条纸带上截取的一段，在连续打出的点上依次标记、、、四个计数点（相邻计数点间还有四个点未画出），则点的读数为_____cm。已知打点计时器每隔打一个点，则在打下点时，小车的瞬时速度为_____（计算结果保留3位有效数字）。 变式2．（25-26高一上·福建漳州·期中）某小组利用如图甲所示的装置探究小车速度随时间变化的规律，请回答以下问题： (1)除了图甲中已有的器材外，要完成实验还需要的器材有______； A．220V交流电源 B．6V交流电源 C．毫米刻度尺 D．天平 (2)处理数据时，选出一条如图乙所示的纸带，纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离，相邻两计数点间还有4个点没有画出，打点计时器的电源频率为50Hz。根据纸带上的数据，计算打下A、B、C、D、E点的瞬时速度并填在表中，C点的瞬时速度为______m/s； (3)在答题纸的坐标纸中描出C点的位置并画出小车的图像，根据图像求得小车的加速度为______；（保留三位有效数字） 变式3．（25-26高一上·北京石景山·期中）用如图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律，获得一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点，然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点（相邻两个计数点之间还有四个点未画出），如图2所示。 通过测量，测得，，，，，。计算可以得到在打在B、C、D、E、F点时小车的速度，分别记作、、、、。 以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图3所示。 结合上述实验步骤，请你完成下列任务： (1)除了图1中的器材，实验中还需要使用的有______（填选项前的字母） A．电压合适的50Hz交流电源 B．电压可调的直流电源 C．刻度尺 D．秒表 (2)根据纸带上的数据，计算小车运动到C点的速度，填入表中 位置编号 A B C D E F G 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 瞬时速度 0.25 __ 0.65 0.85 1.05 (3)将上表格中C点的速度标注在坐标图中，并描绘出小车的图像； (4)观察图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是______。其中图像斜率的物理意义是______。 (5)描绘图像前，还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对的要求是______（选填“越小越好”或“与大小无关”）；从实验的角度看，选取的大小与速度测量的误差______（选填“有关”或“无关”）。 考点二 用光电门研究匀变速运动 例1．（25-26高一上·黑龙江绥化·阶段检测）小明为了测定气垫导轨上滑块的加速度，在滑块上安装了宽度为d的遮光板，如图所示，滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为，通过第二个光电门的时间为，遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为t，则： (1)滑块通过光电门1时的速度_________，滑块通过光电门2时的速度=___________。滑块的加速度a =___________（所有结果均用题中符号表示） (2)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时的___________，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将遮光片的___________减小一些。 例2．（2026·海南·模拟预测）研究物体匀变速直线运动的实验装置如图1所示。光电门（连接光电计时器）固定在斜面O点，P为长方形物体。实验步骤如下： a．调节斜面倾角，使P能沿斜面加速下滑后，将斜面固定； b．将P截断成a、b、c、d、e和f六段，每段长分别为、…，如图2所示； c．分别将a、b…f六段的前端从同一位置M由静止释放，经过光电门时，光电计时器测得光线被各段遮住的时间分别为、…； d．计算出对应的，作出图像如图3所示。 回答下列问题： (1)由图3可求得，a段物体长________cm（结果保留3位有效数字）； (2)由图3可求得，各段物体的前端从M运动到O的平均速度大小________cm/s，加速度大小________cm/s²。（结果均保留3位有效数字） 例3．（25-26高一上·广东湛江·阶段检测）某同学采用了如图所示的实验装置来完成“研究匀变速直线运动的规律”实验。 (1)放置在气垫导轨上的滑块上装有宽度d=3.0mm的遮光条，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器图中未画出记录了遮光条通过光电门1的时间Δt1=0.02s，通过光电门2的时间Δt2=0.01s，用刻度尺测出两个光电门之间的距离x=22.5cm，则遮光条经过光电门1时的速度大小v1=_______m/s，滑块的加速度大小a=_______m/s2。计算结果均保留两位有效数字 (2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（每两相邻计数点间还有4个点没有画出来）。已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为a=_________m/s2。（结果保留3位有效数字） 变式1．（25-26高一上·云南玉溪·期中）某同学利用气垫导轨测定滑块的加速度，滑块上安装了宽度为的遮光条，如图所示，滑块在牵引力作用下做匀加速直线运动先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过光电门1、2的时间分别为、，遮光条从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间为。可知：（计算结果保留2位有效数字） (1)遮光条通过光电门1时的速度大小，通过光电门2时的速度大小________m/s。 (2)滑块的加速度大小________。 变式2．（25-26高一上·贵州贵阳·期末）某学习小组利用如图所示的实验装置测量当地重力加速度的大小。该小组将一直径为的小铁球从光电门正上方的某一高度静止释放，小铁球依次通过光电门1、2，测出其通过光电门时的挡光时间分别为、和从光电门1运动到光电门2的时间为。 (1)小铁球通过光电门1、2时的速度大小分别为______，______。（选用“”“”和“”表示） (2)根据以上实验数据，可得出当地的重力加速度大小______（用“”“”“”和“”表示）。 (3)在该学习小组的实验操作没有错误的情况下，实验测得的重力加速度总是略小于当地实际的重力加速度，可能的原因是______（写出一条即可）。 变式3．（25-26高一上·江西·阶段检测）物理兴趣小组的同学利用气垫导轨和光电门传感器测量滑块的加速度大小，实验装置如图所示，气垫导轨上安装有光电门1和光电门2。 (1)实验时用刻度尺测量遮光条的宽度，示数如图所示，则遮光条的宽度d＝________mm。 (2)用细线一端连接滑块，另一端跨过定滑轮挂上槽码，启动气源，让气垫导轨正常工作。将滑块从气垫导轨上光电门1的右侧某一位置由静止释放，滑块向左做加速运动。与光电门相连的数字计时器记录了遮光条通过光电门1所用的时间为0.020s，通过光电门2所用的时间为0.005s，遮光条从光电门1到光电门2所用的时间为0.75s。则滑块的加速度大小a＝________。（结果保留两位有效数字） (3)下列方法可以减小实验误差的是 。 A．增加槽码数量，使滑块更快地运动 B．减小两光电门的间距 C．换用宽度适当小一些的遮光条 2 学科网（北京）股份有限公司 $