2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 基础填空与分层练习 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 高中物理新授课同步练，以“基础填空-基础训练-能力提升-拓展拔高”四层设计，实现从概念记忆到实验探究的渐进式知识巩固，培养物理观念与科学探究能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础填空|匀变速直线运动定义、数据处理（平均速度、v-t图像、加速度计算）|以概念填空形式夯实物理观念，直接对应核心知识点| |基础训练|打点计时器应用、纸带分析、实验操作规范|通过选择题型强化实验基础技能，如判断纸带运动类型| |能力提升|光电门测速度、遮光板算加速度、实验器材选择与数据处理|结合具体实验情境（如滑块加速度测量），体现科学思维中的模型建构与科学推理| |拓展拔高|纸带创新处理（短纸带拼接）、v-t图像误差分析|通过实验数据处理创新与误差评估，培养科学探究中的质疑创新能力|

2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 基础填空与分层练习 【基础填空】 1．匀变速直线运动 (1)定义：沿着一条直线且________的运动，叫匀变速直线运动。 (2)匀加速直线运动：物体的速度随时间________的变速直线运动。 (3)匀减速直线运动：物体的速度随时间________的变速直线运动。 2．数据分析处理 （1）瞬时速度的计算：各计数点的瞬时速度可用以该点为中间时刻的一段时间内的________来代替：。 （2）根据图像判断运动性质： 用描点法可作出小车的图像，根据图像的形状可判断小车的运动性质。 （3）加速度的计算：利用图像的________求出小车的加速度。 【基础训练】 3．运动物体拉动穿过打点计时器的纸带，纸带上打下一系列小点，打点计时器打下的点直接记录了（　　） A．物体运动的时间 B．物体在不同时刻的速度 C．物体在相邻相同时间内的速度变化 D．物体在不同时间内的位移 4．如图所示，根据打点计时器打出的纸带，表示物体做匀速运动的是（　　） A． B． C． D． 5．物理学中常用如图所示测量装置，这个装置可以直接记录的物理量是（　　） A．平均速度 B．瞬时速度 C．时间 D．加速度 6．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列做法不能减小实验误差的是（   ） A．选取计数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位 B．使小车运动的加速度尽量小些 C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的一部分进行测量、计算 D．选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验 7．在“练习使用打点计时器”的实验中，下列操作正确的是（  ） A．打点前，小车应靠近打点计时器，要先接通电源，待计时器开始打点再释放小车 B．计时器应使用6伏特以下的直流电源 C．打点频率为50Hz，每四个点取一个计数点，则计数点之间的时间间隔为 D．实验中应使小车速度尽量小些 【能力提升】 8．在高中物理实验中，经常利用光电门测量瞬时速度的大小。例如在验证机械能守恒的实验中，将半径为R的小球从一定高度静止释放，小球自由下落（不计空气阻力）通过距离释放位置H处的光电门，光电门记录小球遮住激光光束的时间为△t，那么实验中就将视作小球球心通过激光束时的瞬时速度v。下列说法正确的是（     ） A．就是小球球心位置通过激光束时的瞬时速度v B．可以严格证明，小球球心通过激光束时的瞬时速度v大于 C．为了提高实验的精确度，在不计空气阻力的情况下，应该选用半径更大的小球 D．在不改变任何实验条件的情况下，多次实验测量可以消除系统误差 9．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。 10．在做“研究匀变速直线运动”的实验中： (1)实验室提供了以下器材：打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、槽码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸、弹簧测力计。其中在本实验中不需要的器材是________________。 (2)如图所示，是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的时间间隔，其中、、、、、。 下表列出了打点计时器打下、、时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下、两点时小车的瞬时速度。 位置 速度/ 0.737 0.801 ________ ________ 0.994 (3)以A点为计时起点，在坐标图中画出小车的速度-时间关系图线。 (4)根据你画出的小车的速度-时间关系图线计算出的小车的加速度________。 【拓展拔高】 11．在用打点计时器“研究物体的速度随时间的变化规律”的实验中，某同学将打点计时器打出的若干条纸带，分别以间隔相同点迹的方式依次剪成短纸带，按先后顺序一端对齐粘贴在一起。然后用平滑线段将各段纸带顶端的中点连起来，如图甲、乙、丙所示，则根据纸带的特点即可研究物体的速度随时间的变化规律。以下说法正确的是（　　） A．图甲表示物体处于静止 B．图乙表示物体做匀速直线运动 C．图乙表示物体的速度随时间均匀减少 D．图丙表示物体的速度先随时间均匀增加，后保持不变 12．在实验中，利用纸带上的数据得出各计数点的瞬时速度后，以速度v为纵轴，以时间t为横轴建立直角坐标系。某次实验中某同学描出的点如图所示。在直角坐标系上一共描出了10个点。 下列思考有道理的是（　　） ①这10个点无论如何也不在一条直线上，因此小车运动的v-t图线不可能为一条直线，而应为一条光滑的曲线 ②这10个点中有6个点虽然不在一条直线上，但它们在一条直线附近，只有F和B两点离这条直线太远 ③在8个点当中只有4个点能画在一条直线上（A、D、G、I），有6个点不在该直线上，这条直线肯定不能表示小车运动的规律 ④与直线偏差较小的点（C、E、H、J）可能是实验误差造成的，而与直线偏离较大的点（B、F）则可能是实验中出现错误造成的 A．①③ B．②④ C．①② D．③④ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．(1)加速度不变 (2)均匀增加 (3)均匀减小 2． 平均速度 斜率 3．A 【详解】A．因为打点计时器打点的时间间隔都是0.02 s，所以只要数出纸带上的所打点数，用 t＝0.02 s×（n－1） 可以计算出物体运动时间，故A正确； BC．纸带上点迹对应的速度及相邻相同时间内的速度变化不能直接记录，故BC错误； D．物体在不同时间内的位移，需要用刻度尺测量，故D错误。 故选A。 4．B 【详解】根据匀速直线运动的位移公式x=vt，在相等的时间内物体的位移相等，所以纸带上打出的点的间隔应是均匀的。 故选B。 5．C 【详解】物体下落到光电门处时会被直接记录遮光时间，平均速度，瞬时速度和加速度则是间接计算出来的。 故选C。 6．B 【详解】A．该方法选取计数点可以使用于测量和计算的相邻点间的间隔增大，在用直尺测量这些点间的间隔时，在一次测量绝对误差基本相同的情况下，相对误差较小，A正确，不符合题意； B．在实验中，如果小车运动的加速度过小，打出的点很密，长度测量的相对误差较大，测量准确度会降低，因此小车的加速度略大一些较好，B错误，符合题意； C．为了减小长度测量的相对误差，舍去纸带上过于密集，甚至分辨不清的点是必要的，C正确，不符合题意； D．如果实验中所用长木板各部分的平整程度和光滑程度不同，小车的速度变化会不均匀，从而导致实验误差的增大，因此在实验前对所用长木板进行挑选、检查是必要的，D正确，不符合题意。 故选B。 7．A 【详解】A．打点前，小车应靠近打点计时器，要先接通电源，待计时器开始打点再释放小车，A正确； B．电火花计时器使用220V的交流电源，电磁式打点计时器应使用8伏左右的交流电源，B错误； C．打点频率为50Hz，每四个点取一个计数点，则计数点之间的时间间隔为 C错误； D．实验中应使小车速度适当小些，D错误。 故选A。 8．B 【详解】AB．测量的是小球通过激光束的平均速度，由匀变速直线运动规律可知，也是小球通过激光束过程中间时刻的瞬时速度，而是小球球心通过激光束时的瞬时速度，是中间位置的瞬时速度，显然中间位置的瞬时速度大于中间时刻的瞬时速度，故B正确A错误； C．为了使更接近，应该选取半径更小的小球，故C错误； D．在不改变任何实验条件的情况下，多次实验测量并不会消除系统误差，故D错误。 故选B。 9．(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。 10．(1)弹簧测力计 (2) 0.864 0.928 (3) (4)0.63 【详解】（1）本实验中不需要测量力的大小，因此不需要的器材是弹簧测力计。 （2）[1]根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知 其中 由此得 [2]同理可得 （3）小车的速度－时间关系图线如图所示。 （4）小车的加速度 11．D 【详解】A．短纸带的高度即表示相应时间内物体的位移，因点迹时间间隔相同，故发生各位移的时间间隔相等，而纸带宽度是相同的，正好可以用水平方向的宽度来表示时间，纸带的高度恰可反映小车的速度大小，甲图中表示任意相等时间内发生的位移相等，表示物体做匀速直线运动，故A错误； BC．乙图中表示相等时间内的位移差值相等，且物体的位移逐渐增大，则物体做匀加速直线运动，物体速度随时间均匀增加，故BC错误； D．图丙中开始相等时间内的位移差值相等，且物体的位移逐渐增大，则物体做匀加速直线运动，物体速度随时间均匀增加，后来物体的位移相等，物体做匀速直线运动，因此图丙表示物体的速度先随时间均匀增加，后保持不变，故D正确。 故选D。 12．B 【详解】①②③由于实验存在误差或错误，所以这10个点中有8个点不可能完全在一条直线上，但紧挨在一条直线附近，只有F和B两个点离这条直线远，用倾斜直线进行连接，这条直线通过大部分的点，不在直线上的点两侧分布均匀，此条直线可表示小车运动的规律，①③错误②正确。 ④在直线通过大多数的点，与直线偏差较小的点（C、E、H、J）可能是实验误差造成的，而与直线偏离较大的点（B、F）则可能是实验中出现错误造成的，④正确。 故选B。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $