第6天 测量平均速度和瞬时速度-【重难点手册·预备新高一】2026-2027学年初升高物理衔接

第 6 天 测量平均速度和瞬时速度 任务一 探学新知 知识点 利用打点计时器测量速度 3.速度的计算 小车纸带接电源打点计时器 (1)平均速度 ①测量原理：根据v= △x ,只要测出位移 △t 水平放置的木板 和对应的时间，就可以得到一段时间内的平均 速度 1.实验步骤 ②测量方法：如图所示为电磁打点计时器 (1)固定打点计时器，连接电源 打出的一条纸带，测出计时点A、E间的距离 (2)纸带一端连接小车，另一端穿过限位 △x及所用时间△t,由v= △x 孔，从复写纸下方穿过 △t 可得A、E两点 (3)启动电源，打点稳定后释放小车，纸带 间的平均速度， 上打出一行小点 △x (4)断开电源，取下纸带 〉。。。 A B C D (5)重复实验，挑出合适的纸带，处理数据. -△t=0.08s- 2.数据的测量 (2)瞬时速度 计数点T。=0.02s ①测量原理：在前面分析的纸带中，用A、 T=5T。=0.10s △x E两点间的平均速度可粗略地代表C点的瞬 时速度；如果取时间间隔更短的B、D段分析， X23 计时点 -C24 如图所示，由0=A所得的B、D两点间的平 25 △t 注意区分计时点和计数点： 均速度更接近C点的瞬时速度！ (1)计时点是打点计时器实际打出的点， 一△x→ 相邻两点的时间间隔一般是T。=0.02s.由于 〉。···。。 AB C 计时点较密，不便测量，故可每隔若干个计时 ②极限法：在利用口=A求速度时，如果 点取一个点作为计数点.例如，每隔四个计时 △t 点取一个计数点，则每两个相邻计数点的时间 时间间隔△t的值很小，所得平均速度就认为 间隔T=5To=0.1s. 近似等于某点的瞬时速度，当△t→0时，所得 (2)注意间隔的周期数.从能看得清的某 速度就等于某时刻（或位置）的瞬时速度 个点数起，如果纸带上共有n个点（计时点）， 知识点2 测量速度的创新方法 那么点的间隔数为(n一1)，对应的运动时间 1.利用光电门测速度 t=0.02X(n-1)s. 如图所示，当物体在导轨上运动时，光电 16 第6天测量平均速度和瞬时速度 门利用光敏电阻的特性记录了遮光条通过光 每间隔一定时间曝光一次，从而形成时间间隔 电门的时间，而遮光条的宽度△x已知，并且非 相同的影像的方法.在频闪照相中会用到频闪 常小，由于滑块通过光电门的时间△t非常 灯，它每隔相等时间闪光一次，例如每隔0.1s 短，在这段时间内滑块的运动可以近似看作 闪光一次，即每秒闪光10次.当物体运动时， 匀速直线运动，所以遮光条通过光电门时的 利用频闪灯照明，照相机可以拍摄出该物体每 瞬时速度等于遮光条通过光电门时的平均速 隔相等时间所到达的位置.通过这种方法拍摄 的照片称为频闪照片.根据拍摄的照片，利用 度u= △t 刻度尺测量物体运动的位移△x,再根据相邻 光电门2数字计时器光电门1 时间间隔相同记录运动的时间△t,则物体的速 气垫导轨 滑块 遮光条 度v= △x △t 刻度尺 连气源 钩码 2.利用频闪照相法分析计算物体的速度 020304050607 ● 0 如图，频闪照相法是一种利用照相技术， 任务二 精研典例 题型1 利用打点计时器测速度 (3)打下E点时纸带的速度为 例1在做“练习使用打点计时器”实验时， (填d,d或d 2T 4T 某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，如 图所示，其中A、B、C、D、E、F、G是打点计时 答案 (1)交流(2)A (3)4,d 2T 器依次打出的7个点，相邻两个点之间的时间 题型2 利用其他方法测速度 间隔均为T. 例2（多选）可以用位移传感器测量速度， AB 如图所示，位移传感器工作时由装置C发出短 暂超声波脉冲，脉冲被运动物体反射后又被装 置C接收，通过发射与接收的时间差和超声波 (1)电磁打点计时器是一种使用 的速度可以计算出被测物体运动的平均速度. (填“交流”或“直流”)电源的仪器 若被测物体正远离装置C,已知第一次发射和 接收超声波脉冲的时间间隔为t1,第二次发射 (2)接通打点计时器电源和让纸带开始运 和接收超声波脉冲的时间间隔为t2,两次脉冲 动，这两个操作之间的时间顺序关系是 发出的时间间隔为t3,超声波在空气中的速度 A.先接通电源，后让纸带运动 为，则以下说法正确的是( B.先让纸带运动，再接通电源 A.第一次发射的超声波到达被测物 C.让纸带运动的同时接通电源 D.先让纸带运动或先接通电源都可以 体时，被测物体到装受C的距离为受 重难点手册预备新高一 物理 B.第二次发射的超声波到达被测物体时， 解析超声波在空气中的速度为，因此第一次 被测物体到装置C的距离为2 发射的超声波到达被测物体时，被测物体到装置C的 ut2 距高为1=受，A正确；第二次发射的超声波到达被 C.被测物体的平均速度为 v(t2-t1) t3+t1+t2 测物体时，被测物体到装置C的距离为x2-%,B马 D.被测物体的平均速度为2，t1十t2 v(t2-t1) 确；两次发射超声波到达被测物体的时间间隔为△= 十号，则被测物体的平均速度为。- t3一2 △t Q vt2 vt △ 连接到 2 2 v(t2一t1) ,C错误，D正确」 计算机 超声波 2t3-t1+t2 运动方向 t3 超声波！ D 7777777777707777777777707777777777717777777 答案ABD 任务三 自主测评 A基础练 的是( 0 1.在“用打点计时器测速度”实验中，下列说法 正确的是( . A.电火花打点计时器使用6V以下交流电源 A.两个相邻的计数点之间的时间为0.06s B.电磁打点计时器使用6V以下交流电源 B.A、D两点间的平均速度小于H、K两点 C.纸带上点迹密集的地方表明物体的速度 间的平均速度 较大 C.H点的瞬时速度可以用F、K两点间的 D.纸带上点迹密集的地方表明相邻，点间的 平均速度粗略表示 时间较短 D.G、I两点间的平均速度可能比F、K两点 2.下列选项中是打点计时器打出的四条纸带， 间的平均速度更接近H点的瞬时速度 其中表示物体做匀速直线运动的是( 4.如图所示是利用电火花打点计时器研究匀 A.3· ·。3 变速直线运动的实验中得到的一条纸带，交 流电的频率是50Hz,舍去前面比较密集的 B.· 点，从O点开始将每5个点取作1个计数 C.。。。 点，量得s1=1.60cm,s2=2.80cm,s3= D.. 。。· 4.20cm.那么： 3.(多选)打点计时器打出的一段纸带如图所 单位：cm 示，打点计时器所用电源的频率为50Hz, A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K是纸带上 (1)图中纸带 (填“左”或“右”)端与 打出的一组连续的点，0、1、2、3是每间隔三 小车相连 个点连续标出的4个计数点，下列说法正确 (2)相邻计数点间的时间间隔为 18 第6天测量平均速度和瞬时速度 (3)其中点1的瞬时速度大小等于 ②计算在打下C点时小车的瞬时速度为 m/s(结果保留两位有效数字). Uc= m/s(结果保留三位有效 B能力练 数字) ③如果当时电网中交变电流的频率稍有 5.(1)实验室提供如图甲、乙两种打点计时器， 减小，频率从50Hz变成了40Hz,而做 某实验小组决定使用电火花计时器，则 实验的同学并不知道，仍按照50Hz进 应选用图中的 (填“甲”或“乙”) 行数据处理，那么速度的测量值与实际 计时器 值相比 (填“偏大”、“偏小”或 墨粉纸盘 “不变”). 6.(多选)一段高速公路上限速120km/h,为监 永久磁铁 纸带 控车辆是否超速，设置了一些“电子警察”系 甲 乙 统，其工作原理如图所示.路面下相距L埋 (2)接通打点计时器电源和让纸带开始运 设两个传感器线圈A和B,当有车辆经过线 动，这两个操作之间的时间顺序关系是 圈正上方时，传感器能向数据采集器发出一 个电信号.若有一辆汽车（在本题中可看作 A.先接通电源，后让纸带运动 质点)经过该路段，两传感器先后向数据采 B.先让纸带运动，再接通电源 集器发送信号，时间间隔为△，经微型计算 C.让纸带运动的同时接通电源 机处理后得出该车的速度.若超速，则计算 D.先让纸带运动或先接通电源都可以 机将控制架设在路面上方的照相机C对汽 (3)一小车在重物牵引下拖着穿过打点计时 车拍照，留下违章证据.根据以上信息，下列 器的纸带沿平直轨道加速运动.如图丙 说法正确的是( 是打出的纸带的一段，相邻两个计数点 之间还有4个点未画出.已知打点计时 ]微型计算机 器使用的交流电频率为50Hz. B A 白数据采集器 A B 3.18 单位：cm 6.74 A.计算汽车速度的表达式u= △t 10.69 15.05 B,计算汽车速度的表达式0= 2L 丙 △t ①图丙中标出的相邻两计数点的时间间 C.若L=8m,△t=0.23s,照相机将会拍照 隔T= D.若L=8m,△t=0.26s,照相机将会拍照 19用时间的比值，不是速度的平均值，故A错误；平均速 度的大小不表示平均速率，因为平均速率等于路程与 时间的比值，故B错误；瞬时速率表示某一时刻或某一 位置的速度的大小，故C正确；平均速率只有大小，所 以不是矢量，故D错误。 2.C【解析】题图甲是导航中的信息，“4.5公里”表示路 程，“7分钟”表示时间，故A错误；题图乙是某路段上 的指示牌，牌上的“60”指的是这段距离内的平均速率， 故B错误；题图丙是高速路上的指示牌，牌上的“120” 指的是全路段瞬时速度不能超过的大小，故C正确；题 图丁中的“55km”指的是路程，故D错误 3.C【解析】在400m跑步比赛中冠军运动员用时45.55s, 运动员的路程是400m,位移大小不确定，平均速度不 确定，故A错误：研究体操运动员的动作技巧时，运动 员的肢体形状不可忽略，不可把他看作质点，故B错 误；跳水运动员全红婵从跳台跳下时看到水面在上升是 以自己为参考系，故C正确：链球比赛的成绩是以运动 员抛出的链球所经历的位移大小来计算的，故D错误， 4.B【解析】限速限的是瞬时速度，“80”表示80km/h, 是瞬时速度，“206km”是运动轨迹的长度，表示路程， 故A错误，B正确；“206km”是路程，这段时间小明的平 均速率为0=三=206 2 m/h=103km/h,故C、D错误. t 能力练 5.D【解析】前4km的时间为t=31min40s一6min 40s=25min=1500s,则平均速度大小为0=￥= 4000 1500m/s≈2.67m/s,故选D. 6.BC【解析小球通过的路程s=2m十1.5m=3.5m, 故A错误；小球发生的位移大小x=2m一1.5m= 0.5m,方向竖直向下，故B正确；设竖直向上为正方 向，速度变化量△w=7m/s-(-10m/s)=17m/s,方 向竖直向上，故C正确；小球平均速度的大小=工一 0.3m/s=5 0.5 m/s,方向竖直向下，故D错误 第6天测量平均速度和瞬时速度 基础练 1.B【解析】电火花计时器使用220V的交流电源，电磁 打点计时器使用6V以下的交流电源，故A错误，B正 确；相邻计时点的时间间隔相等，点迹密集的地方，相 邻计时点之间的距离小，所以物体运动的速度比较小， 故C、D错误 2.B【解析】匀速直线运动中，相等时间内所通过的位移 相等.打点计时器打出的点与点之间的时间间隔都相 同，只要点与点之间的距离相等，就可判断物体做匀速 直线运动.故选B. 3.BCD【解析】两个相邻计数点之间的时间间隔为T= 4×0.02s=0.08s,故A错误；由纸带可知A、D两点 间的距离小于H、K两点间的距离，且A、D两点间的 时间间隔等于H、K两点间的时间间隔，则A、D两点 间的平均速度小于H、K两点间的平均速度，故B正 确；根据极短时间内的平均速度等于该时刻的瞬时速 度可知，H点的瞬时速度可以用F、K两点间的平均 速度粗略表示，故C正确；因为当△或△x较小时，求 得的平均速度更接近某点的瞬时速度，所以G、I两点 间的平均速度可能比F、K两点间的平均速度更接近 H点的瞬时速度，故D正确. 4.(1)左(2)0.1(3)0.22 【解析】(1)依据纸带数据可知，图中纸带左端与小车 相连。 (2)计数点间的时间间隔t=0.02s×5=0.1s. (3)在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于 该过程的平均速度，则1点的速度大小为0=1十2= 2t 0.22m/s. 能力练 5.(1)乙(2)A(3)①0.10②0.416③偏大 【解析】(1)题图中甲是电磁打点计时器，乙是电火花计 时器。 (2)接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作 之间的时间顺序是先接通电源，后让纸带运动.故选A (3)①已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,相 邻两计时点间的时间间隔为0.02s,又相邻两个计数 点之间还有4个点未画出，故图中标出的相邻两计数点 的时间间隔T=0.10s②打下C点时小车的瞬时速度 为0=器=45052699×10 m/s=0.416m/s. 2×0.1 ③交变电流的频率为40Hz时，相邻两计数点间的时 间间隔为T'=0.125s,与频率为50Hz相比，相邻两 计数点间的时间间隔较长，故速度的测量值与实际值 3 相比偏大 6.AC【解析】根据题意可知汽车速度的表达式为=左， 故A正确，B错误；若L=8m,M=0.23s,则0=立 8 0.23m/s=34.78m/s,由于120km/h=33.33m/s< 34.78m/s,汽车已超速，照相机将会拍照，故C正确； 若L=8m,△t=0.26s,则有2二=0)6m/s 30.77m/s<33.33m/s,汽车没有超速，照相机不会拍 照，故D错误. 第7天速度一时间图像 基甜练 1.C【解析】题图的纵坐标代表速度，速度均为正值，说 明速度方向不变，物体做方向不变的直线运动，故C正 确，A、B、D错误 2.D【解析】甲在前2s内向负方向做匀减速直线运动， 后2s内向正方向做匀加速直线运动，即4s时间内有 往返运动，它通过的总路程为两个三角形的面积，路程 为s=2X(号×2X3)m=6m,4s内的位移为两个三 角形的面积之差，为0，故A、B错误；x-t图像的斜率表 示速度，可知乙在整个t=4s时间内一直沿正方向运 动，乙在4s时间内从一3m运动到+3m位置，故位 移大小为6m,故C错误，D正确. 3.D【解析】乙物体的速度一直都是正值，说明乙物体一 直沿正方向运动，选项A错误；根据速度一时间图像面 积表示位移可知，t2时刻，甲物体的位移大于乙物体， 乙物体没有追上甲，选项B错误；t2时刻，在甲后面的 乙速度增大到等于甲物体的速度，以后乙物体的速度 将大于甲物体，此时两者相距最远，选项C错误；0一t2 时间内，乙的速度和加速度都是先减小后增大，选项D 正确。 4.D【解析】整个过程中客车的速度变化量比货车大，选 项A错误；因为客车在前，货车在后，且在5s之前，客 车的速度大于货车的速度，在5s之后，客车的速度小 于货车的速度，所以在5s时，两车相距最远，选项B错 误；根据图像可知，客车运动的总位移为x客=2× 1 1 10×20m=100m,15s内货车的位移为x货=2×15× 4 15m=112.5m,则甲、乙相距20m-12.5m=7.5m, 故两车没有发生追尾，此时货车在客车后7.5m处.故 选项C错误，D正确。 能力练 5.CD【解析】根据v-t图像中图线与时间轴所围的面积 表示位移，可知乙在t=10s时启动，此时甲的位移为 x=号×10X10m=50m,即甲车在乙前方50n处， 故A错误；乙车超过甲车后，由于乙的速度大，所以不 可能再相遇，故B错误；由于两车从同一地点沿同一方 向沿直线运动，设甲车启动两车位移相等两车才相 遇，有-20)t-102×20=+,-10×10,解 2 2 得t'=25s,即乙车启动15s后正好追上甲车，故C正 确；当两车的速度相等时相距最远，最大距离为△x= 1 ×(5+15)X10m7×10×5m=75m,故D正 6.AB【解析】前10s内甲车的速度变化量比乙车大，故 A正确；由题图可得第5s末时，两车的速度分别为 0十6 4+6 0甲= 2 m/s=3 m/s,vz.= 2m/s=5m/s,t图 像中图线与t轴所围图形的面积表示物体运动的位 移，所以由x=十”.，可得0一55内两车运动的位 2 移分别为x甲= 2X5 m=7.5 m:x= 结5x5m= 22.5m,所以第5s末两车相距△x=xz一x甲十x0= 40,故B正确；当两车速度相等时，两车相距最远，由 题图可知，第10s末时，两车速度相等，之间的距离最 大，0~10s内两车运动的位移分别为x=0,× 2 10m=30m,x乙= 4牛5×10m=50m,所以第10s末 2 两车相距△x'=x乙一x甲十x0=45m,故C错误；20s 末甲车的位移xm-0+1×20m=120m,乙车的位 2 =48×20m=120m,故此时甲车未追上乙 移为xz=2 车，D错误 第8天加速度 基础练 1.AD【解析】加速度是描述速度变化快慢的物理量，与 速度变化量大小无关，故A正确，B错误；礼花弹运动