第1章 实验一 探究小车速度随时间变化的规律(课件PPT)-【高考领航】2027年高考物理大一轮复习学案

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打点计时器使用、瞬时速度计算、加速度测定、误差分析等核心考点，通过真题分析明确“纸带数据处理”占50%、“实验操作规范”占30%的高频考查方向，归纳出实验步骤排序、图像分析等常考题型。 课件亮点在于“原型实验+创新拓展+真题实战”的备考路径，如以2025北京卷真题为例，详解“先通电后释放”操作规范和“中间时刻速度计算”技巧，培养学生科学探究和科学思维素养。通过逐差法、v-t图像斜率法突破加速度计算难点，配套限时训练含6类易错点分析，助力学生掌握得分技巧，教师可据此开展针对性复习，提升备考效率。

实验一 探究小车速度随时间变化的规律 返回 ‹#› 1 实验基础梳理 2 实验技能提升　 3 限时规范训练 栏 目 导 引 返回 ‹#› 实验基础梳理 夯实必备知识 实验原理 1.两种打点计时器 返回 ‹#› 实验原理 (1)电磁打点计时器使用8 V以下低压交流电源，电火花计时器使用220 V 交流电源。(50 Hz　0.02 s) (2)每打两个点的时间间隔为0.02 s，一般每五个点取一个计数点，则时间间隔为Δt＝0.02×5 s＝0.1 s。 返回 ‹#› 实验原理 2.探究小车速度随时间变化的规律 返回 ‹#› 操作要求 1.安装：按照实验装置，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源。 2.连接：把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面。 3.释放：把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小车；小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带。 4.重复：更换纸带重复实验三次，选择一条比较理想的纸带进行测量、分析 返回 ‹#› 数据处理 1.利用平均速度求瞬时速度： vn＝ 2.方法一：逐差法求加速度 a1＝，则a＝＝ 方法二：利用速度—时间图像求加速度 返回 ‹#› 注意事项 1.平行：纸带、细绳要与长木板平行。 2.两先两后：先接通电源，后释放小车；实验完毕先断开电源，后取下纸带。 3.防止碰撞：防止钩码落地及小车与滑轮相撞。 4.减小误差：小车的加速度应适当大些，可减小长度测量的相对误差。 5.小车从靠近打点计时器位置释放 误差分析 1.纸带运动时摩擦力不均匀，打点不稳定引起误差。 2.计数点间距离的测量有偶然误差。 3.作图有误差 返回 ‹#› 考点一　教材原型实验 　 (2025 ·北京卷，14)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。 实验技能提升 巩固关键能力 返回 ‹#› (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 返回 ‹#› (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________(选填“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＝________。 返回 ‹#› 解析：(1)实验步骤中，首先调整滑轮位置使细线与木板平行，确保力的方向正确；接着接通打点计时器电源，让计时器先工作；最后释放小车。故顺序为CBA。 (2)小车做匀加速直线运动时，速度越来越大，纸带上点间距逐渐增大。图2中纸带左端间距小，右端间距大，说明纸带左端与小车相连。 (3)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点为A、C的中间时刻，AC间位移为x2，时间间隔为2T，则v＝。 答案：(1)CBA　(2)左端　(3) 返回 ‹#› (课标变化题：误差分析)(2026·陕西宝鸡期中)在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图甲所示的是一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，而相邻计数点间还有4个点未画出。打点计时器所接电源频率为50 Hz。 (1)根据运动学有关公式可求得vB＝________m/s，vC＝________m/s，vD＝________m/s。 返回 ‹#› (2)利用求得的数值在图乙坐标系中作出小车的v-t图像(以打A点时开始计时)，并根据图像求出小车运动的加速度a＝________ m/s2。 (3)描绘v-t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，从实验的角度看，选取的Δx大小与速度测量的误差________(选填“有关”或“无关”)。 返回 ‹#› 解析：[2025课标新变化：在学业质量水平描述中新增误差分析，学业质量水平1中的表述为“分析实验中存在的误差”，学业质量水平2中的表述为“合理分析实验中存在的误差”，学业质量水平3中的表述为“准确分析实验中存在的误差”](1)由于相邻两计数点间还有四个点未画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T＝0.1 s，根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，得vB＝ m/s＝1.38 m/s，vC＝ m/s＝2.64 m/s，vD＝ m/s＝3.90 m/s。 返回 ‹#› (2)作图时应注意尽量使描绘的点落在直线上，若不能落在直线上，尽量让其均匀分布在直线两侧。利用求得的数值作出小车的v-t图线(以打A点时开始计时)如图所示，并根据图线斜率求出小车运动的加速度a＝＝12.6 m/s2。 返回 ‹#› (3)表示的是Δt时间内的平均速度，只有当Δt趋近于零时，才表示瞬时速度。因此若用表示各计数点的瞬时速度，从实验的角度看，选取的Δx越小，用计算得到的平均速度越接近计数点的瞬时速度，但Δx过小，测量误差增大，因此从实验的角度看，选取的Δx大小与速度测量的误差有关。 答案：(1)1.38　2.64　3.90　 (2)图见解析　12.6　(3)有关 返回 ‹#› 考点二　拓展创新实验 　(2025·湖南雅礼中学模拟)某兴趣小组用皮尺和带闪光的遥控汽车研究其启动的运动规律，如图甲所示。实验步骤如下： 返回 ‹#› (1)已知相邻两次闪光时间间隔相同，从某次闪光开始计时并计数1次，在第50次闪光结束计时，总时间为9.80 s； (2)将皮尺铺在平直的水平路面上，遥控汽车平行放置在皮尺旁，闪光时能照亮皮尺上的刻度。一位同学遥控小车让其从静止开始做直线运动，小车刚启动瞬间恰好发出第一次闪光，另一位同学用手机录像记录下小车运动情况； (3)用手机视频编辑软件查看视频，读出小车每次闪光时后轮的位置坐标，记录在下面表格； 闪光序数 1 2 3 4 5 6 7 小车位置x/m 0.01 0.06 0.17 0.33 0.52 0.70 0.90 小车速度v/(m·s-1) 0 0.40 v3 0.88 0.93 0.95   返回 ‹#› (4)用v＝近似计算小车在不同位置的速度，其中v3＝________(保留2位有效数字)； (5)根据上表中的数据在乙图中描点作出小车的v-t图像，由图像可知小车启动过程加速度________(选填“变大”“变小”或“不变”)。 解析：(4)根据闪光周期可知T＝ s＝0.2 s，可得v3＝ m/s≈0.68 m/s。 返回 ‹#› (5)描点绘图，如图所示，v-t图像的斜率表示加速度大小，故由图像可知小车启动过程加速度变小。 答案：(4)0.68 m/s　(5)图见解析　变小 返回 ‹#› (1)实验目的创新：实验研究遥控汽车启动过程速度随时间的变化规律。 (2)实验器材创新：利用等时闪光灯记录小车运动时间；利用皮尺测量小车不同时刻的位移。 返回 ‹#› (2025·江西重点中学协作体二模)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) 返回 ‹#› 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； (2)小车运动的加速度为________m/s2； (3)墨水刚离开容器的位置距离桌面有一定的高度，这一因素会导致速度的测量值________、加速度的测量值________(均选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 返回 ‹#› 解析：(1)每分钟滴出120滴墨水，则时间间隔为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。 (2)加速度为a＝＝0.16 m/s2。 (3)考虑墨滴在空中做平抛运动，相邻两滴墨水 之间的距离大于车的实际位移，从而会导致速 度的测量值偏大，但相邻两段位移之差不变， 所以加速度的测量值不受上述因素的影响，即 加速度不变。 答案：(1)0.26　0.34　(2)0.16　(3)偏大　不变 返回 ‹#› 实验器材创新：利用滴墨水的容器替代打点计时器作为计时工具。 返回 ‹#› 3 4 5 6 1 2 (建议用时：40分钟　满分：48分) 1．(8分)(2026·河南濮阳一中开学考)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时，要用到电火花计时器，其电源频率为50 Hz。 某同学在实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定了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，每两个相邻计数点之间还有四个点未画出： 限时规范 训练(6) 返回 ‹#› 3 4 5 6 1 2 (1)实验时纸带的_________端与小车相连(选填“左”或“右”)； (2)计算打下E点时小车的瞬时速度为________m/s(计算结果保留2位有效数字)； (3)计算出小车的加速度为__________m/s2(计算结果保留2位有效数字)。 返回 ‹#› 3 4 5 6 1 2 解析：(1)从左到右，点间距逐渐增大，说明物体加速运动，所以实验时纸带的左端与小车相连。 (2)纸带上两相邻计数点之间还有4个点未画出，则两个计数点的时间间隔T＝0.1 s，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，可以求出打下纸带上E点时小车的瞬时速度vE＝ m/s＝0.64 m/s。 (3)根据匀变速直线运动的推论Δx＝aT2，得a＝＝ m/s2＝0.80 m/s2。 答案：(1)左　(2)0.64　(3)0.80 返回 ‹#› 2 1 3 4 5 6 2．(8分)(2026·江苏无锡一中开学考)某实验小组采用如图甲实验装置探究匀变速直线运动并测量出实验小车加速度大小。打点计时器接频率为50 Hz的交流电源。 甲 返回 ‹#› 2 1 3 4 5 6 (1)(多选)在实验操作中，下面做法必要的是________。 A．抬高木板右端，使小车不挂砂桶时能够匀速运动 B．小车释放前靠近打点计时器，要先接通电源，后释放小车 C．调节定滑轮，使定滑轮和小车间的细绳与木板平行，以保证小车运动过程加速度不变 D．在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量 返回 ‹#› 2 1 3 4 5 6 (2)除实验装置中的仪器外，还需要的测量仪器有__________。测量数据经计算在速度—时间图像中描点如图乙所示，请作出v-t图像，求出小车的加速度大小a＝________m/s2(保留2位有效数字)。 返回 ‹#› 2 1 3 4 5 6 解析：(1)此实验中不需要平衡摩擦力，选项A错误；为了充分利用纸带，小车释放前靠近打点计时器，要先接通电源，后释放小车，选项B正确；调节定滑轮，使定滑轮和小车间的细绳与木板平行，以保证小车运动过程加速度不变，选项C正确；在此实验中不需要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，选项D错误；故选BC。 返回 ‹#› 2 1 3 4 5 6 (2)除实验装置中的仪器外，还需要的测量仪器有刻度尺，测量点迹间距离。作图如下连接图像上的各点如图，由图像可知a＝＝0.80 m/s2。 答案：(1)BC　(2)刻度尺　见解析图　0.80 返回 ‹#› 2 3 1 4 5 6 3．(8分)(2025·安徽安庆期中)某同学利用如图甲所示的实验装置探究小车速度随时间变化的规律，已知打点计时器所用电源频率为50 Hz。 返回 ‹#› 2 3 1 4 5 6 (1)某次实验中，该同学获得了一条点迹清晰的纸带。选取其中的一段，每隔四个点取一个计数点，并测得相邻计数点的距离如图乙所示。则F点的瞬时速度vF＝________m/s。(计算结果保留2位有效数字) (2)通过计算各点的瞬时速度，绘制出v-t图像如图丙所示，发现小车速度随时间均匀增大，即小车做匀加速直线运动。我们可以根据图丙计算出加速度a＝________m/s2。(计算结果保留2位有效数字) (3)实验中由于电网波动，导致实际频率低于50 Hz，则加速度的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。 返回 ‹#› 2 3 1 4 5 6 解析：(1)由题知，每隔四个点取一个计数点，则相邻计数点之间的时间间隔为T＝5×0.02 s＝0.1 s，根据匀变速直线运动的规律，可用EG之间的平均速度表示F点的瞬时速度，则有vF＝ m/s＝0.75 m/s。 (2)根据图像取两点(0.14 s，0.24 m/s)(0.56 s，0.84 m/s)，根据v-t图像斜率表示加速度的大小，则有a＝ m/s2＝1.4 m/s2。 (3)由于电源频率降低，相邻计数点间的真实时间间隔T真>0.1 s，则有a真＝＜ m/s2＝1.4 m/s2，故测量值大于真实值。 答案：(1)0.75　(2)1.4(1.3～1.5)　(3)大于 返回 ‹#› 2 3 4 1 5 6 4．(8分)(课标变化题：误差分析)(2026·河南开封模拟)某同学利用图甲所示装置测当地的重力加速度g的大小。请回答下列问题： (1)(多选)下列说法正确的是________。 A．重物选用质量和密度较大的金属锤 B．打点计时器的两个限位孔应保持在竖直方向 C．实验时应先释放重物，再接通打点计时器的电源 D．该实验中需要用秒表测量重物下落的时间 返回 ‹#› 2 3 4 5 6 1 (2)在某次实验中，按正确实验操作，得到一条点迹清晰的纸带，截取部分纸带，测量结果如图乙所示。已知打点计时器所接交流电源的频率是50 Hz，则打下D点时重物的速度大小为__________m/s，当地的重力加速度g的测量值为__________m/s2。(结果均保留3位有效数字) (3)该同学发现，重力加速度g的测量值小于当地资料提供的重力加速度值。产生误差的原因有___________。(写出一个原因) 返回 ‹#› 2 3 4 5 6 1 解析：(1)为了减小测量误差，应尽可能减小空气阻力的影响，重物选用质量和密度较大的金属锤，A正确；为了减小阻力，打点计时器的两个限位孔应保持在竖直方向，B正确；实验时应先接通打点计时器的电源，再释放重物，C错误；该实验中打点计时器可以记录重物下落的时间，不需要用秒表测量，D错误。 (2)CE两点间的平均速度等于中间时刻D点的瞬时速度，且相邻两计数点之间的时间间隔为0.04 s，所以打下D点时重物的速度大小为 m/s≈3.66 m/s，用逐差法a＝即当地的重力加速度测量值g＝ m/s2≈9.64 m/s2。 返回 ‹#› 2 3 4 5 6 1 (3)产生误差的原因有打点计时器对纸带有摩擦力、存在空气阻力等。 答案：(1)AB　(2)3.66　9.64　(3)打点计时器对纸带有摩擦力(或存在空气阻力，合理即可得分) 返回 ‹#› 2 3 4 5 1 6 5．(8分)(2025·山东滨州高三期末)某同学用如图甲所示的装置研究小车做直线运动的规律，实验步骤如下： ①将小车放在长板的P位置，让小车从P位置由静止开始下滑，通过计算机可得到小车与位移传感器间距离随时间变化的x-t图像如图乙，并求出小车的加速度a； ②改变长板的倾角，重复步骤①。 返回 ‹#› 2 3 4 5 1 6 请完成下列问题： (1)本实验________(选填“需要”或“不需要”)平衡小车所受到的摩擦力。 (2)分析图乙中的x、t数据可知，小车在相邻相等时间内的位移差为________cm，可得小车的加速度大小为________m/s2(计算结果保留2位小数)。 返回 ‹#› 2 3 4 5 1 6 解析：(1)本实验研究小车做直线运动的规律，不需要平衡小车所受到的摩擦力。 (2)小车0.1～0.2 s内的位移为Δx1＝46.70 cm－42.80 cm＝3.90 cm 小车0.2～0.3 s内的位移为Δx2＝42.80 cm－36.30 cm＝6.50 cm 小车在相邻相等时间内的位移差为Δx＝Δx2－Δx1＝6.50 cm－3.90 cm＝2.60 cm 根据匀变速直线运动的推论Δx＝aT2，得小车的加速度大小为a＝ m/s2＝2.60 m/s2。 答案：(1)不需要　(2)2.60　2.60 返回 ‹#› 2 3 4 5 6 1 6．(8分)(2026·安徽黄山模拟)某同学利用如图甲所示的装置测量滑块运动的加速度，采用以下步骤完成实验： ①用游标卡尺测量挡光片的宽度d； ②用毫米刻度尺测量挡光片到光电门的距离x； ③由静止释放滑块，记录数字计时器显示的挡光片挡光时间t； 返回 ‹#› 2 3 4 5 6 1 ④多次改变x，测出所对应的挡光时间t； ⑤以为纵坐标，x为横坐标，作-x图像，得出一条过坐标原点的直线如图乙所示，测得其斜率为k； ⑥根据实验数据和图像，计算滑块运动的加速度a。 根据上述的实验步骤，请回答： (1)用游标卡尺测量挡光片宽度时，示数如图丙所示，则挡光片的宽度d＝________mm； 返回 ‹#› 2 3 4 5 6 1 (2)滑块通过光电门时的速度大小v＝________(用实验中所测物理量符号表示)； (3)滑块运动的加速度大小a＝________(用k、d表示)。 解析：(1)挡光片的宽度为d＝3 mm＋4×0.1 mm＝3.4 mm。 (2)由于滑块运动的速度较快，且d较小，所以t也较小，则可近似认为v等于t时间内的平均速度，即v＝。 返回 ‹#› 2 3 4 5 6 1 (3)根据匀变速运动速度与位移关系有v2＝2ax，结合(2)问分析可得x，由题意知k＝，解得a＝kd2。 答案：(1)3.4　(2)　(3) 返回 ‹#› 实验一 探究小车速度随时间变化的规律 点击进入WORD文档 按ESC键退出全屏播放 返回 ‹#› $