2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律（培优考点练）物理人教版必修第一册

**基本信息** 分层递进设计，覆盖从基础实验操作到高考综合应用，通过题型培优、拓展综合、高考真题及新题追踪，构建“器材使用-数据处理-误差分析”的知识巩固路径，适配新授课分层教学需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |题型培优练|基础实验方法（打点计时器、DIS等单一器材）|含器材选择与数据计算，强化物理观念| |拓展综合练|综合实验应用（多方法结合）|结合误差分析，培养科学探究能力| |高考真题练|高考核心考点（经典题型）|对接高考题型，提升科学思维| |新题追踪练|最新教学情境（模拟题）|融入最新情境，渗透科学态度|

2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 ————————————⏩目录⏪———————————— ✍题型培优练 1 题型01 探究小车速度随时间变化的规律 题型02 用DIS研究匀变速运动 题型03 用光电门研究匀变速运动 题型04 频闪相机研究匀变速运动 ✍拓展综合练 11 ✍高考真题练 14 ✍新题追踪练 18 ✍题型培优练 ✏题型01 探究小车速度随时间变化的规律 1．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________。 【答案】(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 2．（25-26高一上·北京石景山·期中）用如图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律，获得一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点，然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点（相邻两个计数点之间还有四个点未画出），如图2所示。 通过测量，测得，，，，，。计算可以得到在打在B、C、D、E、F点时小车的速度，分别记作、、、、。 以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图3所示。 结合上述实验步骤，请你完成下列任务： (1)除了图1中的器材，实验中还需要使用的有______（填选项前的字母） A．电压合适的50Hz交流电源 B．电压可调的直流电源 C．刻度尺 D．秒表 (2)根据纸带上的数据，计算小车运动到C点的速度，填入表中 位置编号 A B C D E F G 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 瞬时速度 0.25 __ 0.65 0.85 1.05 (3)将上表格中C点的速度标注在坐标图中，并描绘出小车的图像； (4)观察图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是______。其中图像斜率的物理意义是______。 (5)描绘图像前，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，从理论上讲，对的要求是______（选填“越小越好”或“与大小无关”）；从实验的角度看，选取的大小与速度测量的误差______（选填“有关”或“无关”）。 【答案】(1)AC (2) (3) (4) 见解析 表示小车运动的加速度 (5) 越小越好 有关 【详解】（1）AB．打点计时器需要电压合适的50Hz交流电源，故A正确，B错误； CD．测量纸带上计数点之间距离需要用到刻度尺，打点计时器可以测量时间，故不需要秒表。故C正确，D错误。 故选AC。 （2）由于纸带相邻两个计数点之间还有四个点未画出，则相邻两个计数点之间时间间隔为 利用纸带上的数据，根据匀变速直线运动中，某段时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度，可得打C点时小车的速度为 （3）根据表中的数据，描点连线，使直线经过尽可能多的点，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，如图所示 （4）[1]观察v-t图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是图像为一条倾斜向上的直线，说明小车的速度随时间均匀增大。 [2]v-t图像斜率的物理意义是表示小车运动的加速度。 （5）[1]用平均速度表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，时间越小，平均速度越趋近于瞬时速度，故越小越好。 [2]从实验角度看，选取得越小，测量的相对误差就越大，故选取的大小与速度测量的误差有关。 ✏题型02 用DIS研究匀变速运动 3．如图所示是研究小车运动s-t图和v-t图的实验装置. (1)信号发射器和信号接收器组成________传感器.DIS 实验系统除传感器外还需要的主要仪器有________和计算机． (2)测定加速度，通过位移传感器获得小车的运动v-t图像，小车在AB区域内可视为________运动，此区域内小车的加速度 a=________m/s2，位移是________m 【答案】 位移 数据采集器 匀加速直线 1.6m/s2 0.3m 【详解】(1)[1][2]根据实验装置可以知道，信号发射器和信号接收器组成了位移传感器;根据实验原理可以知道,DLS实验还需要数据采集器和处理数据的计算机; (2)[3][4]由图可以知道图象AB部分为倾斜的直线，因此物体在AB部分做匀加速直线运动，图象的斜率的大小等于物体的加速度，因此有： [5]这段区域内的位移为与横轴围成的面积： 4．图（A）是用测定小车刹车时的速度-时间图象的实验装置。 (1)信号发射部分和信号接收部分组成________传感器，应是信号_______部分。 (2)这组传感器所直接测量的物理量是__________。 (3)图（B）是根据实验数据得到的速度图象，根据图象中数据可求出小车加速度的大小为______。 【答案】 运动 发射 位移 1.5 【详解】（1）[1][2]本套系统中，信号接收部分通过接收信号发射部分发出的信号时间间隔来获取物体运动的位移信息，所以信号发射部分和信号接收部分组成位移传感器，A应是信号发射部分。 （2）[3]这组传感器所直接测量的物理量是位移。 （3）[4]v-t图象的斜率绝对值表示加速度的大小，则 5．图(1)是测定小车刹车时加速度的实验装置。 (1)信号发射器和信号接收器组成_________传感器； (2)这组传感器所测量的物理量是________； (3)图(2)是实验测得的图像，根据图像中数据求小车的加速度的大小________米/秒。 【答案】 运动 瞬时速度 1.35 【详解】（1）[1] 根据实验装置可知，信号发射器和信号接收器组成了运动传感器 （2）[2] 根据实验装置可知，信号发射器和信号接收器组成了运动传感器；可以测量不同时刻的瞬时速度； （3）[3] 在v-t图像中，图像的斜率表示加速度的大小，由图可知，图像的斜率为 ✏题型03 用光电门研究匀变速运动 6．（25-26高一上·黑龙江绥化·阶段检测）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。 【答案】(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。 7．（25-26高一上·广东湛江·阶段检测）某同学采用了如图所示的实验装置来完成“研究匀变速直线运动的规律”实验。 (1)放置在气垫导轨上的滑块上装有宽度d=3.0mm的遮光条，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器图中未画出记录了遮光条通过光电门1的时间Δt1=0.02s，通过光电门2的时间Δt2=0.01s，用刻度尺测出两个光电门之间的距离x=22.5cm，则遮光条经过光电门1时的速度大小v1=_______m/s，滑块的加速度大小a=_______m/s2。计算结果均保留两位有效数字 (2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（每两相邻计数点间还有4个点没有画出来）。已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为a=_________m/s2。（结果保留3位有效数字） 【答案】(1) 0.15 0.15 (2)2.07 【详解】（1）[1]根据极短时间的平均速度等于瞬时速度，遮光条经过光电门1时的速度大小为 [2]遮光条经过光电门2时的速度大小为 根据速度位移关系可得，加速度大小为 （2）由题知，打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，每两相邻计数点间还有4个点没有画出来，则相邻两计数点间的时间间隔为 由逐差法可得 8．（23-24高一上·福建福州·期中）某同学用如图所示装置测量做直线运动的滑块的瞬时速度和加速度。 实验器材：气垫导轨、滑块、宽度为的遮光条、光电门（含数字计时器）、刻度尺。 回答下列问题： （1）释放被压缩的弹簧，弹出滑块，数字计时器记录了遮光条通过光电门1、2的时间分别为、，则滑块通过光电门1的速度为________。 （2）从刻度尺上读出光电门1、2间的距离为。 （3）气垫导轨上滑块的加速度________（用含、、、的式子表示）。 【答案】 【详解】（1）[1]由于遮光条的宽度较小，遮光条通过光电门的平均速度近似等于其通过光电门的瞬时速度，所以滑块通过光电门1的速度为 （3）[2]同理，可得滑块通过光电门2的速度为 光电门1、2间的距离为，则有 联立求得滑块的加速度 ✏题型04 频闪相机研究匀变速运动 9．一小球在桌面上从静止开始做加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置编号。如图甲所示，1位置恰为小球刚开始运动的瞬间，作为零时刻。摄影机连续两次曝光的时间间隔均相同。 (1)小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置的速度如表所示，将表中的数据补充完整。 计数点序号 1 2 3 4 5 速度vn/（m·s－1） v1＝0 v2＝0.06 v3＝____ v4＝0.18 v5＝____ (2)在图乙所示的坐标纸上作出小球的速度—时间图像（保留描点痕迹）_________。 (3)由v－t图像可知小车运动的规律：速度随时间____________。 【答案】 0.12 0.24 见解析 均匀增加 【详解】(1)因为x1＋x2＝0.06 m，且 v2＝m/s＝0.06 m/s 所以 T＝0.5 s [1]因为x2＋x3＝0.12 m，则 v3＝m/s＝0.12 m/s [2]因为x4＋x5＝0.24 m，则 v5＝m/s＝0.24 m/s (2)[3]其v－t图像如图所示。 (3)[4]小车运动的v－t图像是一条斜向上的直线，表示小车的速度随时间均匀增加。 ✍拓展综合练 10．（25-26高一上·河北石家庄·阶段检测）光电计时器是一种常用的计时仪器，其结构如图1所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有滑块从a、b间通过时，光电计时器就可以显示出物体的挡光时间。现有某滑块在斜面上滑行，先后通过光电门1和2，计时器显示的挡光时间分别为、，从光电门1到光电门2所经历的总时间为，用刻度尺测量滑块的长度d，示数如图2所示。 (1)滑块通过光电门2的速度大小为____________（用题中字母填空）； (2)滑块的平均加速度大小____________（用题中字母填空）； (3)由此测得的滑块的瞬时速度和只是一个近似值，它们实质上是滑块通过光电门1和2的____________，要使瞬时速度的测量值更接近真实值，可将滑块的宽度____________一些（选填“增大”或“减小”）。 【答案】(1) (2) (3) 平均速度 减小 【详解】（1）[1]滑块通过光电门2时，宽度为的滑块通过光电门所用时间为，该过程的平均速度近似为滑块通过光电门2的瞬时速度，故 （2）[2]由平均加速度定义，滑块从光电门1运动到光电门2的平均加速度大小为 由光电门测速原理可得， 代入得 （3）[3]光电门根据滑块宽度与挡光时间的比值测得的是滑块在挡光过程中的平均速度，因此和实质上是滑块通过光电门1和2过程的平均速度。 [4]滑块宽度越小，挡光时间越短，挡光过程中速度的变化越小，测得的平均速度越接近对应位置的瞬时速度，因此应减小滑块的宽度。 11．（25-26高一上·广东东莞·阶段检测）如图所示，为了测量滑块运动的加速度，在气垫导轨上安装有两个光电门1、2，在滑块上安装了一宽度为d =0.5cm的遮光条。现让滑块在悬挂物的牵引下加速通过光电门1、2。现记录了遮光条通过两光电门1、2的遮光时间分别为5ms、2.5ms，刻度尺上读出光电门1、2间的距离为50.0cm。则滑块经过1的速度为_________m/s，经过2的速度为_________m/s，加速度为_________m/s2。（计算结果均保留两位有效数字） 【答案】 1.0 2.0 3.0 【详解】[1]滑块经过光电门1时的速度大小为 [2]滑块经过光电门2时的速度大小为 [3]根据匀变速直线运动的速度与位移关系 可得加速度大小为 12．（25-26高一上·安徽六安·期中）某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”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，在纸带上确定出0、1、2、3、4、5、6共7个计数点，计数点间的距离如图甲所示，相邻的计数点之间的时间间隔为。      (1)根据纸带上的数据，该同学已将点1、2、3、5对应时刻的瞬时速度进行计算并填入表中，请你将点4对应时刻的瞬时速度填入表中（结果保留3位有效数字）； 瞬时速度 数值/（） 0.165 0.214 0.263 _______ 0.363 (2)将上表求出的各个时刻的瞬时速度标在如图乙坐标系中，并画出小车的速度随时间变化的关系图像； (3)利用纸带数据用逐差法求出小车的加速度大小为________（结果保留3位有效数字）； (4)如果当时电网中交变电流的频率比实验者采用的标称频率（50Hz）略高，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使加速度的测量值与真实值相比_____________（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。 【答案】(1)0.314 (2) (3)0.496 (4)偏小 【详解】（1）4点对应时刻的瞬时速度大小为 （2）根据表格中数据在坐标系中描点，观察发现各点大致在一条直线上，用直线拟合各点，得出图线如答案所示。 （3）相邻的计数点之间的时间间隔为，根据逐差法可得 可得 （4）如果当时电网中交变电流的频率比标称的略高，而做实验的同学并不知道，根据，实验者计算时代入的频率比真实频率偏小，则由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏小。 ✍高考真题练 13．（天津·高考真题）某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动． （1）实验中必要的措施是______． A．细线必须与长木板平行        B．先接通电源再释放小车 C．小车的质量远大于钩码的质量    D．平衡小车与长木板间的摩擦力 （2）他实验时将打点计时器接到频率为50 HZ的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）．s1=3.59 cm，s2=4.41 cm，s3=5.19 cm，s4=5.97 cm，s5=6.78 cm，s6=7.64 cm．则小车的加速度a=______m/s2（要求充分利用测量的数据），打点计时器在打B点时小车的速度vB=______m/s．（结果均保留两位有效数字） 【答案】 （1）AB     （2）0.80 0.40 【详解】①为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定，故应将细线与木板保持水平；同时为了打点稳定，应先开电源再放纸带，故AB正确；本实验中只是研究匀变速直线运动，故不需要让小车的质量远大于钩码的质量；只要能让小车做匀加速运动即可，故C错误；由C的分析可知，只要摩擦力恒定即可，不需要平衡摩擦力，故D错误，故选AB． ②每两个计数点间有四个点没有画出，故两计数点间的时间间隔为； 根据逐差法可知，物体的加速度； B点的速度等于AC段的平均速度，则有：． 【点睛】本题考查匀变速直线运动规律的应用，要注意明确实验原理，知道本实验中只需要研究匀变速直线运动即可，所以不需要平衡摩擦力，也不需要让小车的质量远大于钩码的质量． 14．（北京·高考真题）某同学用如图2所示的实验装置研究小车在斜面上的运动． 实验步骤如下： a．安装好实验器材． b、接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次．选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如图3中0、1、2……6点所示． c、测量1、2、3……6计数点到0计数点的距离，分别记作：s1、s 2、s 3……s 6． d、通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀速直线运动． e、分别计算出s1、s 2、s 3……s 6与对应时间的比值、、、……、． f、以为纵坐标、t为横坐标，标出与对应时间t的坐标点，划出图线． 结合上述实验步骤，请你完成下列任务： ①实验中，除打点及时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在厦门的仪器和器材中，必须使用的有_______和_________．（填选项代号） A、电压合适的50Hz交流电源      B、电压可调的直流电源 C、刻度尺   D、秒表    E、天平    F、重锤 ②将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位置如图4所示，则s2=_______cm，s5=________cm． ③该同学在图5中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标，请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出图线_______________． ④根据图线判断，在打0计数点时，小车的速度v0=_______m/s；它在斜面上运动的加速度a=_______m/s2． 【答案】 A C 2.98(2.97~2.99) 13.20(13.19~13.21) 0.19 4.70 【详解】①[1]打点计时器由交流电工作，则必须使用的电压合适的50Hz交流电源，故选A． [2]纸带处理需要量出位移，需要用到刻度尺，故选C． ②毫米刻度尺的最小刻度为1mm，需估读到1mm的下一位． [3]根据读数规则可读得：s2=2.98cm(2.97~2.99)． [4]根据读数规则可读得：s5=13.20cm(13.19~13.21)． ③[5]描出2、5两个点，用平滑的直线连接各点，如图所示： ④[6]根据图线与纵轴的交点，得出在打0计数点时，小车的速度v0=0.19m/s． [7]由于表示中间时刻速度，所以图线的时间扩大为原来的两倍，根据图线的斜率求出它在斜面上运动的加速度a=4.70m/s2． ✍新题追踪练 15．（25-26高一上·浙江嘉兴·期中）某同学做“探究小车速度随时间变化的规律”实验，有图中甲、乙两种打点计时器。 (1)图乙是_________（选填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”），其电源采用的是_________；（选填“交流”、“交流”、“直流8V”、“直流220V”、“两节干电池”） (2)该同学用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，相邻两点间的距离如图丙所示，每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出。 ①根据纸带上各个计数点间的距离，这位同学已经计算出B、C、D、E四个点小车的瞬时速度，但忘记计算F点的速度，请你帮忙计算，并填入下表中____________；（结果保留三位有效数字） 速度 数值 0.400 0.479 0.560 0.640 ②以打下A点的时刻为计时起点（t=0时刻），将B、C、D、E、F五个点对应的瞬时速度标在图丁所示的直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线__________； ③由图丁的速度—时间图像求得小车的加速度为_____________m/s2。（结果保留两位小数）。 【答案】(1) 电火花计时器 交流220V (2) 0.721 0.75/0.76/0.77/0.78/0.79/0.80/0.81/0.82/0.83/0.84/0.85 【详解】（1）[1][2] 由题图可知，图乙是电火花打点计时器，电源采用的是交流220V。 （2）[1] 每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出，则相邻计数点的时间间隔为，其中打F计数点时，小车的速度为 [2] 根据数据在图像中描出对应点，并作出对应图线如图所示 [3] 根据图线可得小车的加速度为 16．（25-26高一上·辽宁沈阳·期中）某实验小组采用如图甲所示的实验装置测量物体做匀变速直线运动的加速度。已知打点计时器所接交流电源频率为50Hz。 (1)本实验中需要的测量仪器是______。 A．刻度尺 B．秒表 C．弹簧测力计 D．天平 (2)实验中有以下操作，其中正确的是______。 A．将实验用的电火花计时器接在学生电源8V的交流挡上 B．实验开始时，小车应置于靠近定滑轮的一端 C．释放小车的同时，接通打点计时器的电源开始打点 D．跨过滑轮连接小车的细线应与长木板保持平行 (3)在实验中获得的一条纸带上，每5个计时点取一个计数点，测量数据如图乙所示，则打出点C时小车的速度大小为______m/s。小车做匀变速直线运动的加速度为______。（计算结果均保留两位有效数字） 【答案】(1)A (2)D (3) 0.42 0.39 【详解】（1）本实验需要用刻度尺测量纸带上计数点之间的距离；由于打点计时器可以得到计数点之间的时间间隔，所以不需要秒表；也不需要弹簧测力计、天平。故选A。 （2）A．电火花计时器应使用220V的交流电，A错误； B．实验开始时，小车应置于靠近打点计时器的一端，B错误； C．应先选接通电源打点，后释放小车，C错误； D．跨过滑轮连接小车的细线应与长木板保持平行，以保证小车能稳定地在一条线上运动，D正确。 故选D。 （3）[1]相邻计数点间的时间间隔 C点的瞬时速度等于B到D这段时间内的平均速度 [2]加速度的计算用逐差法 代入数据可得 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 ————————————⏩目录⏪———————————— ✍题型培优练 1 题型01 探究小车速度随时间变化的规律 题型02 用DIS研究匀变速运动 题型03 用光电门研究匀变速运动 题型04 频闪相机研究匀变速运动 ✍拓展综合练 11 ✍高考真题练 14 ✍新题追踪练 18 ✍题型培优练 ✏题型01 探究小车速度随时间变化的规律 1．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________。 2．（25-26高一上·北京石景山·期中）用如图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律，获得一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点，然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点（相邻两个计数点之间还有四个点未画出），如图2所示。 通过测量，测得，，，，，。计算可以得到在打在B、C、D、E、F点时小车的速度，分别记作、、、、。 以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图3所示。 结合上述实验步骤，请你完成下列任务： (1)除了图1中的器材，实验中还需要使用的有______（填选项前的字母） A．电压合适的50Hz交流电源 B．电压可调的直流电源 C．刻度尺 D．秒表 (2)根据纸带上的数据，计算小车运动到C点的速度，填入表中 位置编号 A B C D E F G 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 瞬时速度 0.25 __ 0.65 0.85 1.05 (3)将上表格中C点的速度标注在坐标图中，并描绘出小车的图像； (4)观察图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是______。其中图像斜率的物理意义是______。 (5)描绘图像前，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，从理论上讲，对的要求是______（选填“越小越好”或“与大小无关”）；从实验的角度看，选取的大小与速度测量的误差______（选填“有关”或“无关”）。 ✏题型02 用DIS研究匀变速运动 3．如图所示是研究小车运动s-t图和v-t图的实验装置. (1)信号发射器和信号接收器组成________传感器.DIS 实验系统除传感器外还需要的主要仪器有________和计算机． (2)测定加速度，通过位移传感器获得小车的运动v-t图像，小车在AB区域内可视为________运动，此区域内小车的加速度 a=________m/s2，位移是________m 4．图（A）是用测定小车刹车时的速度-时间图象的实验装置。 (1)信号发射部分和信号接收部分组成________传感器，应是信号_______部分。 (2)这组传感器所直接测量的物理量是__________。 (3)图（B）是根据实验数据得到的速度图象，根据图象中数据可求出小车加速度的大小为______。 5．图(1)是测定小车刹车时加速度的实验装置。 (1)信号发射器和信号接收器组成_________传感器； (2)这组传感器所测量的物理量是________； (3)图(2)是实验测得的图像，根据图像中数据求小车的加速度的大小________米/秒。 ✏题型03 用光电门研究匀变速运动 6．（25-26高一上·黑龙江绥化·阶段检测）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。 7．（25-26高一上·广东湛江·阶段检测）某同学采用了如图所示的实验装置来完成“研究匀变速直线运动的规律”实验。 (1)放置在气垫导轨上的滑块上装有宽度d=3.0mm的遮光条，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器图中未画出记录了遮光条通过光电门1的时间Δt1=0.02s，通过光电门2的时间Δt2=0.01s，用刻度尺测出两个光电门之间的距离x=22.5cm，则遮光条经过光电门1时的速度大小v1=_______m/s，滑块的加速度大小a=_______m/s2。计算结果均保留两位有效数字 (2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（每两相邻计数点间还有4个点没有画出来）。已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为a=_________m/s2。（结果保留3位有效数字） 8．（23-24高一上·福建福州·期中）某同学用如图所示装置测量做直线运动的滑块的瞬时速度和加速度。 实验器材：气垫导轨、滑块、宽度为的遮光条、光电门（含数字计时器）、刻度尺。 回答下列问题： （1）释放被压缩的弹簧，弹出滑块，数字计时器记录了遮光条通过光电门1、2的时间分别为、，则滑块通过光电门1的速度为________。 （2）从刻度尺上读出光电门1、2间的距离为。 （3）气垫导轨上滑块的加速度________（用含、、、的式子表示）。 ✏题型04 频闪相机研究匀变速运动 9．一小球在桌面上从静止开始做加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置编号。如图甲所示，1位置恰为小球刚开始运动的瞬间，作为零时刻。摄影机连续两次曝光的时间间隔均相同。 (1)小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置的速度如表所示，将表中的数据补充完整。 计数点序号 1 2 3 4 5 速度vn/（m·s－1） v1＝0 v2＝0.06 v3＝____ v4＝0.18 v5＝____ (2)在图乙所示的坐标纸上作出小球的速度—时间图像（保留描点痕迹）_________。 (3)由v－t图像可知小车运动的规律：速度随时间____________。 ✍拓展综合练 10．（25-26高一上·河北石家庄·阶段检测）光电计时器是一种常用的计时仪器，其结构如图1所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有滑块从a、b间通过时，光电计时器就可以显示出物体的挡光时间。现有某滑块在斜面上滑行，先后通过光电门1和2，计时器显示的挡光时间分别为、，从光电门1到光电门2所经历的总时间为，用刻度尺测量滑块的长度d，示数如图2所示。 (1)滑块通过光电门2的速度大小为____________（用题中字母填空）； (2)滑块的平均加速度大小____________（用题中字母填空）； (3)由此测得的滑块的瞬时速度和只是一个近似值，它们实质上是滑块通过光电门1和2的____________，要使瞬时速度的测量值更接近真实值，可将滑块的宽度____________一些（选填“增大”或“减小”）。 11．（25-26高一上·广东东莞·阶段检测）如图所示，为了测量滑块运动的加速度，在气垫导轨上安装有两个光电门1、2，在滑块上安装了一宽度为d =0.5cm的遮光条。现让滑块在悬挂物的牵引下加速通过光电门1、2。现记录了遮光条通过两光电门1、2的遮光时间分别为5ms、2.5ms，刻度尺上读出光电门1、2间的距离为50.0cm。则滑块经过1的速度为_________m/s，经过2的速度为_________m/s，加速度为_________m/s2。（计算结果均保留两位有效数字） 12．（25-26高一上·安徽六安·期中）某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”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，在纸带上确定出0、1、2、3、4、5、6共7个计数点，计数点间的距离如图甲所示，相邻的计数点之间的时间间隔为。      (1)根据纸带上的数据，该同学已将点1、2、3、5对应时刻的瞬时速度进行计算并填入表中，请你将点4对应时刻的瞬时速度填入表中（结果保留3位有效数字）； 瞬时速度 数值/（） 0.165 0.214 0.263 _______ 0.363 (2)将上表求出的各个时刻的瞬时速度标在如图乙坐标系中，并画出小车的速度随时间变化的关系图像； (3)利用纸带数据用逐差法求出小车的加速度大小为________（结果保留3位有效数字）； (4)如果当时电网中交变电流的频率比实验者采用的标称频率（50Hz）略高，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使加速度的测量值与真实值相比_____________（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。 ✍高考真题练 13．（天津·高考真题）某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动． （1）实验中必要的措施是______． A．细线必须与长木板平行        B．先接通电源再释放小车 C．小车的质量远大于钩码的质量    D．平衡小车与长木板间的摩擦力 （2）他实验时将打点计时器接到频率为50 HZ的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）．s1=3.59 cm，s2=4.41 cm，s3=5.19 cm，s4=5.97 cm，s5=6.78 cm，s6=7.64 cm．则小车的加速度a=______m/s2（要求充分利用测量的数据），打点计时器在打B点时小车的速度vB=______m/s．（结果均保留两位有效数字） 14．（北京·高考真题）某同学用如图2所示的实验装置研究小车在斜面上的运动． 实验步骤如下： a．安装好实验器材． b、接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次．选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如图3中0、1、2……6点所示． c、测量1、2、3……6计数点到0计数点的距离，分别记作：s1、s 2、s 3……s 6． d、通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀速直线运动． e、分别计算出s1、s 2、s 3……s 6与对应时间的比值、、、……、． f、以为纵坐标、t为横坐标，标出与对应时间t的坐标点，划出图线． 结合上述实验步骤，请你完成下列任务： ①实验中，除打点及时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在厦门的仪器和器材中，必须使用的有_______和_________．（填选项代号） A、电压合适的50Hz交流电源      B、电压可调的直流电源 C、刻度尺   D、秒表    E、天平    F、重锤 ②将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位置如图4所示，则s2=_______cm，s5=________cm． ③该同学在图5中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标，请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出图线_______________． ④根据图线判断，在打0计数点时，小车的速度v0=_______m/s；它在斜面上运动的加速度a=_______m/s2． ✍新题追踪练 15．（25-26高一上·浙江嘉兴·期中）某同学做“探究小车速度随时间变化的规律”实验，有图中甲、乙两种打点计时器。 (1)图乙是_________（选填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”），其电源采用的是_________；（选填“交流”、“交流”、“直流8V”、“直流220V”、“两节干电池”） (2)该同学用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，相邻两点间的距离如图丙所示，每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出。 ①根据纸带上各个计数点间的距离，这位同学已经计算出B、C、D、E四个点小车的瞬时速度，但忘记计算F点的速度，请你帮忙计算，并填入下表中____________；（结果保留三位有效数字） 速度 数值 0.400 0.479 0.560 0.640 ②以打下A点的时刻为计时起点（t=0时刻），将B、C、D、E、F五个点对应的瞬时速度标在图丁所示的直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线__________； ③由图丁的速度—时间图像求得小车的加速度为_____________m/s2。（结果保留两位小数）。 16．（25-26高一上·辽宁沈阳·期中）某实验小组采用如图甲所示的实验装置测量物体做匀变速直线运动的加速度。已知打点计时器所接交流电源频率为50Hz。 (1)本实验中需要的测量仪器是______。 A．刻度尺 B．秒表 C．弹簧测力计 D．天平 (2)实验中有以下操作，其中正确的是______。 A．将实验用的电火花计时器接在学生电源8V的交流挡上 B．实验开始时，小车应置于靠近定滑轮的一端 C．释放小车的同时，接通打点计时器的电源开始打点 D．跨过滑轮连接小车的细线应与长木板保持平行 (3)在实验中获得的一条纸带上，每5个计时点取一个计数点，测量数据如图乙所示，则打出点C时小车的速度大小为______m/s。小车做匀变速直线运动的加速度为______。（计算结果均保留两位有效数字） 1 / 1 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