第1章 实验一 探究小车速度随时间变化的规律(教师用书Word)-【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讲义围绕“探究小车速度随时间变化的规律”实验核心考点，整合打点计时器使用、瞬时速度计算、加速度求解（逐差法、v-t图像）等内容，按实验原理、操作规范、数据处理、误差分析的逻辑层次构建知识体系。通过考点梳理、方法指导（如平均速度求瞬时速度）、真题训练（北京卷等典型题），帮助学生系统突破实验难点。 资料以科学探究和科学思维为导向，设计教材原型与拓展创新实验（如遥控汽车闪光计时、滴墨水容器替代打点计时器），培养学生实验设计与数据处理能力。结合误差分析指导（如Δx选取对速度测量的影响）和分层真题演练，确保高效掌握实验考点，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

实验一　探究小车速度随时间变化的规律 实验原理 操作要求 数据处理 1.两种打点计时器 (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。 2.探究小车速度随时间变化的规律 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 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 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 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。 图1 图2 (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________(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＝________。 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) 　(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。 甲 (1)根据运动学有关公式可求得vB＝________m/s，vC＝________m/s，vD＝________m/s。 (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。 乙 (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”)。 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。 (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。 (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 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： 甲 乙 (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 (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。 (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 (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。 　(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) 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”)。 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 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。 学科网（北京）股份有限公司 $