第10天 实验：探究小车速度随时间变化的规律-【重难点手册·预备新高一】2026-2027学年初升高物理衔接

第 10 天 实验：探究小车速度随时间变化的规律 衔接对照 初中知识解读 Vs 高中知识解读 测量平均速度：小车从斜面上下滑， 定性判断变速 探究小车速度随时间变化的规律：小 用刻度尺测量小车运动的路程，用秒表 到定量研究匀 车在槽码的牵引下运动，利用打点计时器 测量小车通过这段路程所用的时间，依 变速 测量小车在不同时刻的瞬时速度，通过研 据公式=就可以算出小车在这段时 究纸带上的信息，就可以知道小车运动的 速度是怎样随时间变化的 间内的平均速度 任务一 探学新知 (2)把一条细线拴在小车上，使细线跨过 知识点 探究小车速度随时间变化的 规律 定滑轮，并在下面挂上合适的钩码，接通电源， 1,实验原理 待打点计时器打点稳定后再放开小车，让小车 (1)利用打点计时器打出的纸带上记录的 拉着纸带运动，打完一条纸带后立即关闭电源. 信息，通过公式可计算出各时刻的瞬时速度. (3)换上新纸带重复操作两次」 (2)利用描点法作出小车的v-t图像，根据 (4)在三条纸带中选择一条点迹最清晰 图像判断小车的运动性质 的，舍掉开头一些过于密集的点，找一个适当 2.实验器材 的点作为计时起点。 注意区分计数点和计时点 小车、细线、钩码、一端附有定滑轮的长木 (⑤)选择相隔0.1s的若干计数点进行测 板、电磁打点计时器、低压交流电源、导线两 量，把数据填入表格中. 根、纸带、刻度尺 (6)计算出各计数点的瞬时速度，填入表 3.实验步骤 格中. (1)把一端附有定滑轮的长木板放在桌面 (7)增减所挂钩码数，再做两次实验。 上，并使定滑轮伸出桌面，把打点计时器固定 4.数据处理 在长木板上远离定滑轮的一端，连接好电路， (1)纸带的选取 如图所示 打点 从三条纸带中选取一条比较理想的纸带， 计时器 小车 舍掉开头一些过于密集的点，在后面便于测量 纸带 的地方找一个起始点来确定计数点. 长木板 钩码 (2)采集数据 测量各个计数点到计时起点的距离x1、 33 重难点手册预备新高一 物理 x2、x3、·,如图所示，然后计算出相邻两个计 数点间的距离△x1=x1、△x2=x2一x1、△x3= x3一x2、…,这样可以减小相对误差」 Ax计△x-△x3一—△x—△x 0… ③观察所得到的图像，分析小车的速度随 时间变化的规律.根据所画t图像求出小车 运动的加速度a= △0 (3)数据记录 △t 计数点序号 1 3 6 5.实验结论 计数点对应时刻t/s0.10.20.30.40.50.6… 小车运动的-t图像是一条倾斜的直线， 各计数点到计时起 说明小车做速度均匀增加的变速直线运动， 点的距离x/m 通过计数点时的速 名师点拨 度v/(m·s1) 实验及数据处理中的注意事项 1.实验时先接通电源再释放小车. (4)数据处理 2.选纸带时舍去开始比较密集的，点」 用一段时间内的平均速度表示这段时间 3.采集数据时，用刻度尺一次量出各计数，点到 内中间时刻的瞬时速度.则上图中1、2、3、4、… 起始点的距离，再算出相邻两计数点间的距离，以 各点的瞬时速度分别为一异(T为相邻两 减小读数误差， 计数点的时间间隔)、02=， 2T 、03 初高衔接 初升高衔接路径—从定性到定量 x4一x2 x5一x3 2T 、4= 2T 、…计算各点的速度并填 1.概念过渡：初中物理中是粗测平均速度，高 入表中 中物理中用极短时间的平均速度≈瞬时速度，自然 (5)作w-t图像 过渡。 ①建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴 2.器材升级：初中物理实验测量时间使用停 表，高中物理利用打点计时器，强调时间精度与连 表示瞬时速度，根据表格中的数据在坐标系中 续性是数据质变的关键。 描出各点 3.图像教学：初中物理只比较数据大小，高中 ②描出的点大体在一条直线上，让这条直 物理重点看描点、拟合、斜率的物理意义， 线经过尽可能多的点，不在直线上的点均匀分 4.思维进阶：初中物理“速度变大”→高中物理 布在直线的两侧，偏差比较大的点忽略不计， “速度如何变（均匀变）”→“变多快（加速度）”. 如图所示 34 第10天实验：探究小车速度随时间变化的规律 任务二 精研典例 题型1 实验操作 (3)计算加速度为a= m/s2(结 例]在“探究小车速度随时间变化的规 果保留两位有效数字). 解析（1)相邻计数点间有4个点未画出，打点 律”实验中，下列实验操作错误的是( ). 周期为0.02s,则相邻计数，点间的时间间隔T=5× A.打点计时器应使用交流电源 0.02s=0.1s. B.将打点计时器固定在长木板无滑轮的 (2)根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于全 一端，并接好电源 C.实验开始时，先释放小车，再接通打点 程的平均速度，则C点时的瞬时速度为c=职 2T 计时器电源 5.38-1.30×102m/s=0.20m/s. 2×0.1 D.打点结束后，先断开电源，再取下纸带 (3)根据匀变速直线运动中相邻的相等时间间隔 解析打点计时器应使用交流电源，A正确；将 打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，并接好电 位移差△x=aT2计算加速度，则a=工二工加 (3T)2 源，B正确；实验开始时，先接通打点计时器电源，再释 (15.26-5.38)-5.38 0.09 ×102m/s2=0.50m/s2. 放小车，C错误；打点结束后，先断开电源，再取下纸 带，D正确。 答案(1)0.1 (2)0.20(3)0.50 答案C 归纳总结！业 题型2对打点纸带的处理与应用 打点纸带问题的分析要点 例2某同学用打点计时器研究匀变速运 1.打点纸带记录了物体在相等时间T内的位 动，获得如图纸带，相邻计数点间有4个点未 移c 画出.已知打点周期为0.02s. 2.用打点纸带某小段时间内的平均速度代替 中间时刻的瞬时速度 B D G .30 3.通过作出-t图像，即可获得物体运动速度 ←3.10→ 单位：cm 6.3 随时间变化的规律。 8.16 11.45 4.作图时先判断图线的大体走势，然后将各，点 -15.26 (1)相邻计数点间的时间间隔为 连接起来，使尽量多的，点落在直线（或平滑曲线） (2)打C点时的瞬时速度vc= 上，其余，点尽可能均匀地分布在直线（或曲线）两 m/s 侧.利用图像法处理数据有利于减小偶然误差 (结果保留两位有效数字). 任务三 自主测评 A基础练 动.用计算机软件处理实验数据，绘制出小 车的vt图像可能是下列图中的( 1.小明同学用图示装置研究小车速度随时间 变化的规律.实验时小明启动计时器，然后 放开小车，让它拖着纸带做匀加速直线运 35 重难点手册预备新高一 物理 A.滑块通过A的速度为0.5cm/s B.滑块通过B的速度为1cm/s C.滑块在A、B间运动的平均速度大小为 0.75cm/s D.滑块在A、B间运动的加速度为1.25× 2.如图所示，利用光电门测滑块速度，对其测 10-2m/s2 速原理v=中的d、△理解正确的是 △t ®能力练 5.图中甲、乙两种打点计时器是高中物理实验 光电门 遮光条 中常用的，请回答下面的问题： 限位孔 滑块 永久磁铁 振针 线圈 A.d为滑块的宽度 B.d为光电门的宽度 复写纸 C.△t为遮光条的挡光时间 限位孔 振片 D.△t为滑块经过光电门的时间 甲 墨粉纸 3.图示为某次实验中用打点计时器打出的 条纸带，已知纸带做的是匀变速直线运动， 脉冲开关 其中A、B、C为相邻的三个计数点，相邻计 压纸条 ©一 纸带 数点间还有四个点（图中未画出）.A、B、C 电源插头 三点与O点的距离如图所示，则打B点时纸 乙 带的速度vB m/s,纸带运动的加 (1)乙是 (填“电磁”或“电火花”)打 速度a 点计时器，电源采用的是 (填“交 m/s2. 流8V”、“交流220V”或“四节干电池”). 单位：cm A B C (2)某同学在“探究小车速度随时间变化的 10.00 28.15 54.38 规律”的实验中，用打点计时器记录了被 4.如图所示，在气垫导轨上安装有两个光电计 小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上 时装置A、B,A、B间距离为L=30cm,为 确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数 了测量滑块的加速度，在滑块上安装了一个 点，其相邻点间的距离如图所示，每两个 宽度为d=0.5cm的遮光条，现让滑块加速 相邻的计数点之间还有4个点未画出， 通过计时装置A、B,记录遮光条通过A、B的 ①根据纸带上各个计数点间的距离，计 时间分别为0.10s、0.05s,滑块从A到B所 算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的 用时间为4.00s.下列说法正确的是(). 瞬时速度，请将B、F的速度值填入下表 36 第10天实验：探究小车速度随时间变化的规律 (结果保留三位小数) 器，B向做匀速直线运动的小车发出短暂的 A B C D 超声波脉冲，脉冲被小车反射后又被B接收， 362cm4.38cm5.20cm5.99cm 6.80cm 7.62cm 从B发射第一列超声波开始计时，到B接 速度 UB Uc Up VE 收到第二列超声波的过程中，计算机描绘出 数值/ 0.4790.560 0.640 超声波运动的x-t图像如图乙所示.已知超 (m·s1) 声波在空气中的传播速度v=340m/s,求： ②以A点为计时起点，将B、C、D、E、F C 各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系 连接到 计算机 运动方向 中，并画出小车的瞬时速度随时间变化 BE 超声波 99 99 的关系图线， 甲 /(m·s) Ax/m 器 0.8∯ 0.7 0.6 5.0 5.2 t/s 0.5 乙 0.4 (1)图乙中t1和x2: 0.3出 0.1 0.20.30.40.50.6t7s (2)被测小车的车速（结果保留两位有效 ③由所画速度一时间图像求出小车的加 数字). 速度为 m/s2(结果保留两位 小数). (3)根据速度一时间图像判断，在打A计数 点时，小车的速度vA= m/s(结 果保留两位小数) 6.某物理兴趣小组到户外进行超声测速模拟 实验，实验装置如图甲所示，B为超声波发射 370.02s=0.26s,则纸带的平均速度为 0=x=11.00X102 m/s≈0.42m/s. 0.26 13.(1)飞机经过左边挡光片的速度为 =4=0.006 61.5X10m/s=40m/s, 飞机经过右边挡光片的速度为 2=4-0.006 g1.0x104m/s=60m/s, 最右侧是飞机起飞前的瞬间，则飞机起飞的瞬时速度 为60m/s. (2)飞机经过两挡光片所用时间为 △t=30s-20s=10s, 由加速度公式可得 a-8--2m/g. △ 14.(1)根据题图中的几何关系可知，秋千从A点运动到 B点的路程大小为s=0×2πL=2xm 位移大小为x=L=6m. (2)根据平均速度的定义有0=工=2m/s. (3)秋千从A点运动到C点的轨迹为圆弧，因此路程 为部x2L=3xm 根据几何关系可知为等腰直角三角形，因此秋千从A 点运动到C点的位移大小为x'=L cos 455=6/2 m. (4)根据平均速率的计算公式有 64+t2=2xm/s 15.(1)设自动扶梯长为L,阶级数为n,扶梯的速度为v, 则甲在扶梯上的时间一1.5m/s十元 甲相对扶梯运动的距离为s=(1.5m/s)t, 则有比例关系式品上， 联立以上三式解得名=上5 1.5m/s 同莲，对之测有希-洁。 联立解得v=1m/s,n=70. (2)平均每级阶梯上都有一名顾客，则站在此扶梯上 的顾客为70人. 第10天实验：探究小车速度随时间 变化的规律 基甜练 1.A【解析】小车在细绳的牵引下做匀加速直线运动，速 度越来越大.故选A 2.C【解析】利用光电门测滑块速度，其原理是用小车通 过光电门时的平均速度来代替瞬时速度，其计算公式 口一式中d为遮光条的宽度，△心为遮光条的挡光时 d 间.故选C 3.2.219;8.08【解析】A、B、C为相邻的三个计数点，相 邻计数点间还有四个点未画出，因此相邻两个计数点 的打点周期为T=0.02×5s=0.1s,根据匀变速直线 运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速 度，可得打B点时纸带的速度为 x4c_(54.38-10.00)×10-2 UB一2T m/s=2.219m/s. 2×0.1 根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出 加速度的大小，则纸带运动的加速度为a=c一x心= [(54.38-28.15)-(28.15-10.00)]×102 m/s2= 0.12 8.08m/s2. 40【解折】滑块通过A的建度队=品-850 5cm/s,故A错误；滑块通过B的速度vB=△B d 0.5cm=10cm/s=0.1m/s,故B错误；A、B间的平 0.05s 均速度=上-30cm=7.5cm/s,故C错误；由于遮 t4.00s 光条通过光电门的时间远小于A到B的总时间，℃A、 ℃B对应的时间间隔近似等于4.00s,换算单位得vA= 0.05m/s,ua=0.1m/s,由加速度定义a=B一A= 0.1-005m/g=1.25×102m/s,故D正确. 4.00 能力练 5.(1)电火花；交流220V(2)①0.400；0.721②见解 析图③0.78(3)0.33 【解析】(1)题图乙是电火花打点计时器，电源采用的是 220V的交流电源， (2)①在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计 > 数点，每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出，可 知纸带上相邻两个计数点间的时间间隔是T=0.02× 5s=0.1s. 匀变速直线运动在某段时间内中间时刻的瞬时速度等 于这段时间内的平均速度，可得B点的速度为？B= 9=3.62+4.38×102m/s=0.400m/s 2T 2×0.1 可得F点的速度为-器=82 ×102m/s= 2×0.1 0.721m/s. ②以A点为计时起点，将B、C、D、E、F各个时刻的瞬 时速度标在直角坐标系中，画出小车的瞬时速度随时 间变化的关系图线，如图所示 ◆v/(m·sl) 0.8 0.7 0.6 0.5 04 0.3■ 00.10.20.30.40.50.6t/s ③由速度一时间图像求出小车加速度为 △00.721-0.330 a= m/s2=0.78m/s2. △t 0.5 (3)由速度一时间图像判断，在打A计数点时，小车的 速度vA=0.33m/s. 340s=0.05s, 6.(1)由题图可知二1=77 第二列超声波在4=5.2一5.0 =0.1s内的位移为 2 x2=v△=340×0.1m=34m (2)被测小车的车速为0=二=34-17 t2-45.1-0.05m/s≈ 3.4m/s. 第11天匀变速直线运动的图像 基础练 1.C【解析】由题图可知，前2s物体做匀加速直线运动， 不是匀速直线运动，故A错误；根据-t图像与时间轴 围成的面积为位移的大小，则前5s物体的位移为x= 2牛5×6m=21m,5s未物体没有返回出发点，故B,D 2 错误；根据沙t图像的斜率表示加速度，则第5s时物体 8 的加速度为a=0m/g=-6m/,放C正确 2.C【解析】速度一时间图像面积表示位移，可知整个过 程位移为x=(2+)0-4×10)m=90m,故平均速 2 度乙三工-9m/s=7.5m/s,故A错误，速度时间 图像的斜率表示加速度，根据图像可知前4s加速运动， 10 10s到12s减速运动，故a加=4m/s=2.5m/s, -0P/g=-5/,放加速阶段的加速度比 a 减速阶段的加速度要小，故B错误；由以上分析可知， 火灾位置距离消防地面的距离为90m,故C正确；由以 上分析可知，减速阶段，无人机的加速度大小为5m/s2, 故D错 3.A【解析】x-t图像的斜率表示速度，可知0~2s内题 图甲质点做匀速直线运动，t图像的斜率等于加速 度，可知题图乙质点做匀加速直线运动，故A正确；2~ 3$内题图甲质点静止不动，题图乙质点做匀速直线运 动，故B错误；3~5s内题图甲质点反向匀速运动，题 图乙质点做匀破速直线运动，加速度为a=号m心 =-15m/s2,故C错误；0~5s内题图甲质点的位移 为x=0-10m=-10m,题图乙质点的速度变化量为 △o=0-10m/s=-10m/s,故D错误， 4.AC【解析】由题图可知A、B两龙舟在第6s末的速 度均为3m/s,故A正确；B龙舟在0~2s和2~6s的 加速度之比为a·4:-29:名号-4：1，放B错 ·6-2 误；A龙舟在0~6s的位移为x1=2X6×3m○ 1 9m,B龙舟在0~6s的位移为x2=2X2X2m十 1 ×(2+3)×(6-2)m=12m,则A、B两龙舟在0~ 6s的位移之比为x1:x2=3:4,故C正确；根据数学 知识可得，A龙舟在2~-6s的位移为1=号×3十1)× (6-2》m=8m,B龙舟在2~6s的位移为x=号× (2+3)×(6-2)m=10m,则A、B两龙舟在26s 的位移大小相差2m,故D错误.