2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 同步讲义 - 2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

本讲义聚焦“探究小车速度随时间变化的规律”实验，系统梳理打点计时器使用、实验操作流程、纸带数据处理（计数点选取、瞬时速度计算）、v-t图像绘制与运动规律判断等核心内容，搭建匀变速直线运动研究的基础学习支架，衔接后续误差分析与规律应用。 该资料以科学探究为核心，通过标注实验关键操作（如“先通电后释放”）、规范数据处理（中间时刻速度公式）、图像拟合方法培养科学思维，结合典例与即学即练强化物理观念。课中辅助教师实验教学，课后助力学生巩固操作规范与数据处理能力，有效查漏补缺。

人教版必修第一册同步讲义 62个知识点 · 88道经典例题 ·54个经典题型 第二章 匀变速直线运动的研究 §2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 同步讲义 学 习 目 标 树目标 · 抓落实 1. 掌握打点计时器的使用方法、实验器材、实验原理，熟练完成实验操作（重点） 2. 学会处理纸带数据，掌握瞬时速度计算方法、逐点描点作图（重难点） 3. 能根据 图像判断小车运动规律，理解匀变速直线运动图像特征 （高频考点） 4. 掌握实验误差分析、操作注意事项，规范物理实验答题话术 （实验必考） 笃 学 新 知 汲新知 · 赋新能 知识点 1 实验原理与器材 💡 知识梳理 · 本实验利用打点计时器计时，通过纸带上打下的一系列点迹，记录小车在不同时刻的位置，通过计算相邻位移、平均速度，间接求出各时刻瞬时速度，从而探究速度随时间的变化规律。 · 打点计时器工作电源：电磁打点计时器接低压交流 ，电火花计时器接 交流电。 交流电频率 ，打点周期固定 。 知识点 2 实验标准操作流程 💡 知识梳理 1. 将长木板平放在实验桌，一端固定打点计时器，连接交流电源。 2. 将纸带穿过打点计时器限位孔，一端固定在小车尾部。 3. 小车靠近打点计时器，细线跨过滑轮挂钩码，保证细线与木板平行。 4. 先接通电源，待打点稳定后再释放小车（核心操作考点）。 5. 小车落地前断开电源，取下纸带，重复实验 3 次，选取最优纸带。 知识点 3 纸带数据处理 💡 知识梳理 · 选取计数点 为减小误差，通常每隔 5 个点取 1 个计数点，相邻计数点时间间隔： · 瞬时速度求解 匀变速直线运动中，某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度 · 数据处理的规范要求 1. 处理纸带时，一定要分清计时点和计数点，搞清计数点之间的时间间隔T。 2. 明确坐标轴的意义并选取合适标度，既要把数据标注在坐标系中，又要匀称直观，合理分布，大小适中。 3. 如果坐标系中的数据点大致落在一条直线上，作图线时应使尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点应均匀分布在直线两侧;如果图线是曲线，要用平滑的曲线连接各点。 4. 由v-t图像求加速度时，由多组数据描绘出v-t图像，图像的斜率表示物体运动的加速度，但一定要注意斜率不能由k=tan α(α为图线与x轴夹角)求解，一定要运用k=求解。 📝 即学即练 某纸带相邻两段位移 ，，计数点间隔 ，求中间计数点瞬时速度。 【答案】 【详解】 知识点 4 v−t图像绘制与运动规律判断 💡 知识梳理 · 坐标轴：横轴为时间 ，纵轴为速度 ，标注单位、刻度。 · 描点：将计算得到的 坐标逐一描点。 · 拟合：画一条直线，使大部分点落在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，舍弃偏差过大的异常点。 · 实验结论： 拟合后为倾斜直线，说明小车速度随时间均匀变化，小车做匀变速直线运动。 知识点 5 高频注意事项与误差分析 💡 知识梳理 · 坐标轴：横轴为时间 ，纵轴为速度 ，标注单位、刻度。 · 操作易错点 5. 严禁先放小车后通电，会导致纸带前端无点迹、数据缺失。 6. 细线必须与木板平行，保证小车受力恒定，运动均匀。 7. 不要选取点迹重叠、模糊的纸带，数据误差极大。 · 系统误差来源 1. 直线木板、纸带存在摩擦，导致加速度偏小。 2. 刻度尺读数存在估读误差。 3. 作图拟合存在人为偏差。 典 例 探 究 研典例 · 悟方法 【典例1】在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中， (1)下列给出的器材中，A、E、F、H已选出，还需要__________。 A．电磁打点计时器    B．刻度尺 C．低压交变电源    D．低压直流电源 E.细绳和纸带    F.槽码和小车    G.秒表 H.一端有滑轮的长木板    I.天平 (2)某同学按照以下步骤进行操作： A．换上纸带重复做三次，选择一条较为理想的纸带； B．将电磁打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，接上电源： C．把小车停在靠近电磁打点计时器的地方，先放开小车，再启动电磁打点计时器； D．断开电源，取下纸带： E.把一条细绳拴在小车前端，绳跨过滑轮挂上槽码，把纸带固定在小车后端并让纸带穿过电磁打点计时器。 以上步骤有错误的是__________（填步骤前的字母）； (3)错误步骤修改正确后，步骤合理的顺序是__________（填步骤前的字母）。 【答案】(1)BC (2)C (3)BECDA 【详解】（1）在本实验中，不需要测量小车和槽码的质量，因此不需要天平，电磁打点计时器使用的是低压交变电源，因此不需要直流电源，同时电磁打点计时器记录了小车运动时间，因此不需要秒表．测量点迹间的距离需要刻度尺，所以还需要的器材是：BC。 （2）以上步骤有错误的是C，应先启动电磁打点计时器，再放开小车。 （3）根据组装器材、进行实验、数据处理的顺序知，操作步骤顺序为：BECDA。 【跟练1】在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中：    （1）打点计时器是利用_____________（填“直流”或“交流”）电源进行的计时仪器，若电源频率为，则它们每隔_____________秒打一个点，其中电火花打点计时器所用电压为_____________伏； （2）除打点计时器（含纸带，复写纸），小车，一端附有滑轮的长木板，细绳，钩码，导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有_____________；（填选项代号） A．电压合适的交流电源    B．电压可调的直流电源    C．刻度尺    D．秒表    E．天平 （3）实验过程中，下列做法正确的是_____________。 A．先释放小车，再接通电源 B．先接通电源，再释放小车 C．将接好纸带的小车停在靠近长木板滑轮处 D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 【答案】 交流 0.02 220 AC/CA BD/DB 【详解】（1）[1]打点计时器是利用交流电源进行的计时仪器。 [2]若电源频率为，则它们每隔 秒打一个点。 [3]电火花打点计时器所用电压为220伏。 （2）[4] AB．必须使用的有电压合适的交流电源，使打点计时器能正常工作，A正确，B错误； C．纸带上计数点间的距离需要测量，因此必须使用刻度尺，C正确； D．打点计时器记录了时间，因此不需要秒表，D错误； E．钩码和小车都不需要测量质量，因此不需要天平，E错误。 故选AC。 （3）[5] A．先释放小车，再接通电源，这样在纸带上会打出很少的点，纸带的利用率很低，会产生较大的实验误差，A错误； BD．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车，纸带会得到充分的利用，纸带上会得到更多的数据，以减小实验误差，BD正确； C．将接好纸带的小车停在靠近长木板滑轮处，纸带上会打出很少的点，会增大实验误差，C错误。 故选BD。 【典例2】在“研究小车的运动”的实验中，打点计时器使用的交变电源的频率为50 Hz，记录小车运动的一段纸带如图所示，在纸带上选取A、B、C、D、E、F六个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出。 (1)由纸带提供的数据求出打下C、E两点时小车的速度，填入下表_______，_________： 计数点序号 B C D E 计数点对应的时刻t/s 0.1 0.2 0.3 0.4 打下计数点时小车的速度v/（m·s－1） 0.25 0.45 (2)根据上表中的数据，在下图中作出小车运动的v－t图线_____，分析可知小车速度随时间变化的规律为________________________________________。 (3)根据作出的v－t图线可得小车运动的加速度为________m/s2。 【答案】(1) 0.35 0.55 (2) 小车的速度随时间均匀增加 (3)1.0 【详解】（1）[1][2]用一段很短时间内的平均速度可替代这段时间中间时刻的瞬时速度，则 （2）[1]画出的v－t图像应为一条倾斜直线，如图所示 [2]小车运动的图像是一条倾斜向上的直线，说明小车速度随时间均匀增加。 （3）由图像的斜率表示小车的加速度，可求得加速度 【跟练2】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，相邻的计数点之间的时间间隔为T＝0.10s。 (1)根据纸带上的数据，该同学已将1、2、3、5点对应时刻的瞬时速度进行计算并填入表中，请你将4点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 v1 v2 v3 v4 v5 数值/（m·s-1） 0.165 0.214 0.263 ____ 0.363 (2)将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)由图像求出小车的加速度大小为a＝________m/s2（结果保留3位有效数字）。 (4)如果实验时的电压变成210V，而做实验的同学并不知道，则加速度的测量值________（选填“大于”“小于”或“等于”）实际值。 【答案】(1)0.314 (2)见解析 (3)0.500 (4)等于 【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v－t图线。 （3）根据v－t图线的斜率表示加速度，可得小车的加速度大小为 （4）只要交流电的频率不变，则打点周期不变，小车速度的测量值不变，加速度的测量值等于实际值。 【典例3】某探究小组用自制“滴水计时器”研究小车在水平桌面上的直线运动。如图（a）所示，将该计时器固定在小车旁，用手轻推一下小车，在小车运动过程中滴水计时器等间隔时间滴下小水滴。图（b）记录了桌面上连续6个水滴的位置，已知滴水计时器每30s滴下46个小水滴。 (1)由图（b）可知，小车在桌面上的运动方向是___________ （选填“从右向左”或“从左向右”） 。 (2)该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速直线运动。滴水计时器滴下如图（b）中点A处的水滴时，小车的速度大小为___________m/s，小车的加速度大小为___________m/s2.（结果均保留2位有效数字） 【答案】(1)从右向左 (2) 0.19 0.037 【详解】（1）根据题意可知，用手轻推一下小车，小车将做匀减速直线运动，可知相邻水滴间距离越来越小，则小车在桌面上的运动方向是从右向左。 （2）[1]根据题意可知，相邻水滴间的时间间隔为 则滴下如图（b）中点A处的水滴时，小车的速度大小为 [2]由逐差法可得，小车的加速度大小为 【跟练3】某探究小组用自制“滴水计时器”研究小车在水平桌面上的直线运动，如图甲所示，将该计时器固定在小车旁，用手轻推小车，在小车运动过程中，滴水计时器每隔相同时间滴下小水滴。图乙记录了桌面上连续5个水滴的位置。已知滴水计时器从滴下某个小水滴开始计时，此后每经过30s滴下45个小水滴。 (1)由图乙可以判断出小车在桌面上的运动方向是___________（选填“向左”或“向右”）； (2)滴水计时器滴下如图乙中A点水滴时，小车速度大小为__________m/s（结果保留两位小数）； (3)若小车做匀变速直线运动，其加速度大小为_________m/s2（结果保留两位小数）。 【答案】(1)向左 (2)0.09 (3)0.04 【详解】（1）由于用手轻推一下小车，则小车做减速运动，根据桌面上连续5个水滴的位置，可知小车在桌面上的运动方向是向左。 （2）已知滴水计时器每30s内共滴下45个小水滴，那么相邻点迹之间的时间间隔为 根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，打下A点的瞬时速度 （3）根据逐差法，加速度的大小为 学 习 小 结 理脉络 · 通全局 一、小结 1. 实验核心操作：先通电、后释放，小车靠近计时器，细线平行木板。 2. 数据核心公式：中间时刻瞬时速度等于平均速度。 3. 实验结论： 图像为倾斜直线，小车做匀变速直线运动。 4. 实验大题必考：操作顺序、速度计算、图像拟合、误差分析。 二、知识网络 新 学 检 测 学以用 · 知以行 1. （多选）在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法正确的是（　　） A．通过调节，使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上（使细绳和木板平面平行） B．小车应放在靠近打点计时器的一端 C．实验时应先接通电源，待打点稳定后再释放小车，打完点要先断开电源后取纸带 D．钩码的质量越大越好 【答案】ABC 【详解】A．实验中调节定滑轮的高度使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上（使细绳和木板平面平行），才能保证小车速度随时间均匀变化，还可以减小摩擦，故A正确； B．打点计时器与定滑轮间的距离尽可能大，小车尽可能靠近打点计时器，都是为了使小车运动的距离较大，尽可能打出较多的点，故B正确； C．实验时应先接通电源后释放小车，打完点要先断开电源后取纸带，这样可以尽可能打出较多的点且不浪费纸带，并保护打点计时器，故C正确； D．钩码的质量要适中，不要太大也不要太小，太大小车运动的太快收集不到足够得数据点，太小小车运动过慢，打出的点迹之间得间隔过小，不易测量，容易在成测量误差，故D错误。 故选ABC。 2. 某同学按如图所示的装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。 （1）图中仪器A叫作___________打点计时器，使用220 V___________电源（选填“交流”或“直流”），释放小车前，小车应停在___________（选填“靠近”或“远离”）仪器A的位置。 （2）使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中，有以下基本步骤： A．松开纸带让物体带着纸带运动 B．穿好纸带 C．把计时器固定好 D．接通电源 以上步骤的正确顺序是___________。 【答案】 电火花 交流 靠近 CBDA 【详解】（1）[1][2][3]题图中仪器A叫作电火花打点计时器，使用220 V交流电源，实验过程中，放开小车前，小车要靠近打点计时器； （2）[4]使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中，基本步骤为：先把打点计时器固定好，穿好纸带，再接通电源，之后松开纸带让物体带着纸带运动，故正确的顺序是CBDA。 3. 小明同学按如图所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。 （1）释放小车时，实验装置如图甲所示，指出该装置或操作中错误的是___________。 A．电磁打点计时器接在直流电源上了 B．小车质量没有远大于槽码质量 C．小车离打点计时器过远 （2）如图乙为改正装置后打下的一条纸带的中间部分，A、B、C、D为其中连续打出的四个点（已知打点计时器打点时间间隔T=0.02 s）。由于操作不慎，C点模糊了，小明仍用此纸带来研究。从图上可以读得A点在刻度尺上位置的读数为___________ cm，在打下C点时小车的速度最接近于___________ m/s（结果保留三位有效数字）。 【答案】 AC 3.00 1.40 【详解】（1）[1]电磁打点计时器应接在交变电源上；不需小车质量远大于槽码质量；小车离打点计时器过远，故选AC。 （2）[2][3]A点在刻度尺上位置的读数为3.00 cm；打点计时器打点时间间隔T=0.02 s，在打下C点时小车的速度 vC= m/s=1.40 m/s 4. 某同学在玩具赛车场看赛车比赛时，用相机连拍功能对某玩具赛车进行了连拍，然后他把连拍后的照片对应赛道位置排列好，如图所示。已知该相机的连拍频率是每秒10张，照片与实物的比例为。为了判断该赛车的运动情况，该同学对整理好的照片进行了研究。请根据图中数据回答下列问题： (1)该照相机连拍时，其拍摄周期为________s。 (2)图中从左向右玩具赛车在第二个位置的速度________m/s，在第五个位置的速度________m/s。 【答案】(1)0.1 (2) 2.6 3.2 【详解】（1）每秒拍10张照片，则拍摄周期 （2）设题图中前两段的位移为，最后两段的位移为，玩具赛车在第二个位置的速度为 玩具赛车在第五个位置的速度为 5. 某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，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个测量点。与测量点0之间的距离如图所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s，试完成下面问题。 (1)根据纸带上测量点间的距离，某同学已将1、2、3、5点对应时刻的瞬时速度进行计算并填入表中，请你将4点对应的时刻的瞬时速度填入表中。（要求保留3位有效数字） 瞬时速度/ 数值 0.165 0.214 0.263 ______ 0.363 (2)在如图所示的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。______ 【答案】 0.314 【详解】(1)[1]测量点3与测量点5间的平均速度最接近4点对应时刻小车的瞬时速度，故 (2)[2]将表中数据描点连线得到小车的瞬时速度随时间变化的关系图线如图所示： 6. 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，电火花计时器接220V、50Hz交流电源。他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度如下表： 对应点 B C D E F 速度（m/s） 0.141 0.185 0.220 0.254 0.301 (1)设电火花计时器的打点周期为T，计算的公式为____________； (2)根据(1)中得到的数据，以A点对应的时刻为t=0，试在图乙所示坐标系中合理地选择标度，作出v－t图像； ( ) (3)利用该图像求小车的加速度a=__________m/s2。（结果保留2位有效数字） 【答案】 0.40 【详解】(1)[1]若时间较短，平均速度可代替中间时刻的瞬时速度，电火花计时器的打点周期为T，所以从E点到G点时间为10T，有 (2)[2]根据图中数据，利用描点法作出图像如图 (3)[3]图像斜率大小等于加速度大小，故 m/s2=0.40m/s2 7. 如图为某同学利用电火花计时器得到表示小车运动过程的一条纸带，通过数据处理和分析判断小车的运动性质，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的频率f=50 Hz，其中：x1=7.71 cm，x2=8.12 cm，x3=8.53 cm，x4=8.94 cm，x5=9.35 cm，x6=9.76 cm。 (1)电火花计时器所用电源为　　　　。 A．直流220 v B．直流8 v C．交流220 v D．交流8 v (2)通过分析纸带，在表中列出了打点计时器打下B、C、E、F时小车的瞬时速度大小，则打点计时器打下D点时小车的瞬时速度大小为____ m/s(结果保留三位有效数字)。 位置 B C D E F 速度(m·s-1) 0.792 0.833 0.915 0.956 (3)根据表中的实验数据，以A点为计时起点，在图中画出小车的速度—时间图像。 【答案】(1)C (2)0.874 (3)【答题空3-1】见解析图 【详解】（1）电火花计时器所用电源为交流220 v，故选C。 （2）每相邻计数点的时间间隔T=0.02×5 s=0.1 s，打点计时器打下D点时小车的瞬时速度大小为 （3）将各数据点描在v—t图中，观察点的分布趋势应该是一条直线，使尽可能多的点在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，得到小车运动的v－t图像 学 习 反 思 思得失 · 促精进 本节是高中物理第一个力学核心实验，学生普遍记不住 “先通电后放车” 的关键操作，纸带速度公式容易混淆位移区间，作图时容易随手连折线、不会均匀拟合直线。同时对误差来源表述不规范。后续教学需强化实验操作口诀记忆，专项训练纸带计算与作图规范，固定实验答题话术，为后续匀变速计算、逐差法实验打下基础。 第 1 页 共 7 页 学科网（北京）股份有限公司 $人教版必修第一册同步讲义 62个知识点 · 88道经典例题 ·54个经典题型 第二章 匀变速直线运动的研究 §2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 同步讲义 学 习 目 标 树目标 · 抓落实 1. 掌握打点计时器的使用方法、实验器材、实验原理，熟练完成实验操作（重点） 2. 学会处理纸带数据，掌握瞬时速度计算方法、逐点描点作图（重难点） 3. 能根据 图像判断小车运动规律，理解匀变速直线运动图像特征 （高频考点） 4. 掌握实验误差分析、操作注意事项，规范物理实验答题话术 （实验必考） 笃 学 新 知 汲新知 · 赋新能 知识点 1 实验原理与器材 💡 知识梳理 · 本实验利用打点计时器计时，通过纸带上打下的一系列点迹，记录小车在不同时刻的位置，通过计算相邻位移、平均速度，间接求出各时刻瞬时速度，从而探究速度随时间的变化规律。 · 打点计时器工作电源：电磁打点计时器接低压交流 ，电火花计时器接 交流电。 交流电频率 ，打点周期固定 。 知识点 2 实验标准操作流程 💡 知识梳理 1. 将长木板平放在实验桌，一端固定打点计时器，连接交流电源。 2. 将纸带穿过打点计时器限位孔，一端固定在小车尾部。 3. 小车靠近打点计时器，细线跨过滑轮挂钩码，保证细线与木板平行。 4. 先接通电源，待打点稳定后再释放小车（核心操作考点）。 5. 小车落地前断开电源，取下纸带，重复实验 3 次，选取最优纸带。 知识点 3 纸带数据处理 💡 知识梳理 · 选取计数点 为减小误差，通常每隔 5 个点取 1 个计数点，相邻计数点时间间隔： · 瞬时速度求解 匀变速直线运动中，某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度 · 数据处理的规范要求 1. 处理纸带时，一定要分清计时点和计数点，搞清计数点之间的时间间隔T。 2. 明确坐标轴的意义并选取合适标度，既要把数据标注在坐标系中，又要匀称直观，合理分布，大小适中。 3. 如果坐标系中的数据点大致落在一条直线上，作图线时应使尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点应均匀分布在直线两侧;如果图线是曲线，要用平滑的曲线连接各点。 4. 由v-t图像求加速度时，由多组数据描绘出v-t图像，图像的斜率表示物体运动的加速度，但一定要注意斜率不能由k=tan α(α为图线与x轴夹角)求解，一定要运用k=求解。 📝 即学即练 某纸带相邻两段位移 ，，计数点间隔 ，求中间计数点瞬时速度。 知识点 4 v−t图像绘制与运动规律判断 💡 知识梳理 · 坐标轴：横轴为时间 ，纵轴为速度 ，标注单位、刻度。 · 描点：将计算得到的 坐标逐一描点。 · 拟合：画一条直线，使大部分点落在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，舍弃偏差过大的异常点。 · 实验结论： 拟合后为倾斜直线，说明小车速度随时间均匀变化，小车做匀变速直线运动。 知识点 5 高频注意事项与误差分析 💡 知识梳理 · 坐标轴：横轴为时间 ，纵轴为速度 ，标注单位、刻度。 · 操作易错点 5. 严禁先放小车后通电，会导致纸带前端无点迹、数据缺失。 6. 细线必须与木板平行，保证小车受力恒定，运动均匀。 7. 不要选取点迹重叠、模糊的纸带，数据误差极大。 · 系统误差来源 1. 直线木板、纸带存在摩擦，导致加速度偏小。 2. 刻度尺读数存在估读误差。 3. 作图拟合存在人为偏差。 典 例 探 究 研典例 · 悟方法 【典例1】在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中， (1)下列给出的器材中，A、E、F、H已选出，还需要__________。 A．电磁打点计时器    B．刻度尺 C．低压交变电源    D．低压直流电源 E.细绳和纸带    F.槽码和小车    G.秒表 H.一端有滑轮的长木板    I.天平 (2)某同学按照以下步骤进行操作： A．换上纸带重复做三次，选择一条较为理想的纸带； B．将电磁打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，接上电源： C．把小车停在靠近电磁打点计时器的地方，先放开小车，再启动电磁打点计时器； D．断开电源，取下纸带： E.把一条细绳拴在小车前端，绳跨过滑轮挂上槽码，把纸带固定在小车后端并让纸带穿过电磁打点计时器。 以上步骤有错误的是__________（填步骤前的字母）； (3)错误步骤修改正确后，步骤合理的顺序是__________（填步骤前的字母）。 【跟练1】在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中：    （1）打点计时器是利用_____________（填“直流”或“交流”）电源进行的计时仪器，若电源频率为，则它们每隔_____________秒打一个点，其中电火花打点计时器所用电压为_____________伏； （2）除打点计时器（含纸带，复写纸），小车，一端附有滑轮的长木板，细绳，钩码，导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有_____________；（填选项代号） A．电压合适的交流电源    B．电压可调的直流电源    C．刻度尺    D．秒表    E．天平 （3）实验过程中，下列做法正确的是_____________。 A．先释放小车，再接通电源 B．先接通电源，再释放小车 C．将接好纸带的小车停在靠近长木板滑轮处 D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 【典例2】在“研究小车的运动”的实验中，打点计时器使用的交变电源的频率为50 Hz，记录小车运动的一段纸带如图所示，在纸带上选取A、B、C、D、E、F六个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出。 (1)由纸带提供的数据求出打下C、E两点时小车的速度，填入下表_______，_________： 计数点序号 B C D E 计数点对应的时刻t/s 0.1 0.2 0.3 0.4 打下计数点时小车的速度v/（m·s－1） 0.25 0.45 (2)根据上表中的数据，在下图中作出小车运动的v－t图线_____，分析可知小车速度随时间变化的规律为________________________________________。 (3)根据作出的v－t图线可得小车运动的加速度为________m/s2。 【跟练2】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，相邻的计数点之间的时间间隔为T＝0.10s。 (1)根据纸带上的数据，该同学已将1、2、3、5点对应时刻的瞬时速度进行计算并填入表中，请你将4点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 v1 v2 v3 v4 v5 数值/（m·s-1） 0.165 0.214 0.263 ____ 0.363 (2)将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)由图像求出小车的加速度大小为a＝________m/s2（结果保留3位有效数字）。 (4)如果实验时的电压变成210V，而做实验的同学并不知道，则加速度的测量值________（选填“大于”“小于”或“等于”）实际值。 【典例3】某探究小组用自制“滴水计时器”研究小车在水平桌面上的直线运动。如图（a）所示，将该计时器固定在小车旁，用手轻推一下小车，在小车运动过程中滴水计时器等间隔时间滴下小水滴。图（b）记录了桌面上连续6个水滴的位置，已知滴水计时器每30s滴下46个小水滴。 (1)由图（b）可知，小车在桌面上的运动方向是___________ （选填“从右向左”或“从左向右”） 。 (2)该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速直线运动。滴水计时器滴下如图（b）中点A处的水滴时，小车的速度大小为___________m/s，小车的加速度大小为___________m/s2.（结果均保留2位有效数字） 【跟练3】某探究小组用自制“滴水计时器”研究小车在水平桌面上的直线运动，如图甲所示，将该计时器固定在小车旁，用手轻推小车，在小车运动过程中，滴水计时器每隔相同时间滴下小水滴。图乙记录了桌面上连续5个水滴的位置。已知滴水计时器从滴下某个小水滴开始计时，此后每经过30s滴下45个小水滴。 (1)由图乙可以判断出小车在桌面上的运动方向是___________（选填“向左”或“向右”）； (2)滴水计时器滴下如图乙中A点水滴时，小车速度大小为__________m/s（结果保留两位小数）； (3)若小车做匀变速直线运动，其加速度大小为_________m/s2（结果保留两位小数）。 学 习 小 结 理脉络 · 通全局 一、小结 1. 实验核心操作：先通电、后释放，小车靠近计时器，细线平行木板。 2. 数据核心公式：中间时刻瞬时速度等于平均速度。 3. 实验结论： 图像为倾斜直线，小车做匀变速直线运动。 4. 实验大题必考：操作顺序、速度计算、图像拟合、误差分析。 二、知识网络 新 学 检 测 学以用 · 知以行 1. （多选）在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法正确的是（　　） A．通过调节，使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上（使细绳和木板平面平行） B．小车应放在靠近打点计时器的一端 C．实验时应先接通电源，待打点稳定后再释放小车，打完点要先断开电源后取纸带 D．钩码的质量越大越好 2. 某同学按如图所示的装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。 （1）图中仪器A叫作___________打点计时器，使用220 V___________电源（选填“交流”或“直流”），释放小车前，小车应停在___________（选填“靠近”或“远离”）仪器A的位置。 （2）使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中，有以下基本步骤： A．松开纸带让物体带着纸带运动 B．穿好纸带 C．把计时器固定好 D．接通电源 以上步骤的正确顺序是___________。 3. 小明同学按如图所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。 （1）释放小车时，实验装置如图甲所示，指出该装置或操作中错误的是___________。 A．电磁打点计时器接在直流电源上了 B．小车质量没有远大于槽码质量 C．小车离打点计时器过远 （2）如图乙为改正装置后打下的一条纸带的中间部分，A、B、C、D为其中连续打出的四个点（已知打点计时器打点时间间隔T=0.02 s）。由于操作不慎，C点模糊了，小明仍用此纸带来研究。从图上可以读得A点在刻度尺上位置的读数为___________ cm，在打下C点时小车的速度最接近于___________ m/s（结果保留三位有效数字）。 4. 某同学在玩具赛车场看赛车比赛时，用相机连拍功能对某玩具赛车进行了连拍，然后他把连拍后的照片对应赛道位置排列好，如图所示。已知该相机的连拍频率是每秒10张，照片与实物的比例为。为了判断该赛车的运动情况，该同学对整理好的照片进行了研究。请根据图中数据回答下列问题： (1)该照相机连拍时，其拍摄周期为________s。 (2)图中从左向右玩具赛车在第二个位置的速度________m/s，在第五个位置的速度________m/s。 5. 某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，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个测量点。与测量点0之间的距离如图所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s，试完成下面问题。 (1)根据纸带上测量点间的距离，某同学已将1、2、3、5点对应时刻的瞬时速度进行计算并填入表中，请你将4点对应的时刻的瞬时速度填入表中。（要求保留3位有效数字） 瞬时速度/ 数值 0.165 0.214 0.263 ______ 0.363 (2)在如图所示的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。______ 6. 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，电火花计时器接220V、50Hz交流电源。他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度如下表： 对应点 B C D E F 速度（m/s） 0.141 0.185 0.220 0.254 0.301 (1)设电火花计时器的打点周期为T，计算的公式为____________； (2)根据(1)中得到的数据，以A点对应的时刻为t=0，试在图乙所示坐标系中合理地选择标度，作出v－t图像； ( ) (3)利用该图像求小车的加速度a=__________m/s2。（结果保留2位有效数字） 7. 如图为某同学利用电火花计时器得到表示小车运动过程的一条纸带，通过数据处理和分析判断小车的运动性质，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的频率f=50 Hz，其中：x1=7.71 cm，x2=8.12 cm，x3=8.53 cm，x4=8.94 cm，x5=9.35 cm，x6=9.76 cm。 (1)电火花计时器所用电源为　　　　。 A．直流220 v B．直流8 v C．交流220 v D．交流8 v (2)通过分析纸带，在表中列出了打点计时器打下B、C、E、F时小车的瞬时速度大小，则打点计时器打下D点时小车的瞬时速度大小为____ m/s(结果保留三位有效数字)。 位置 B C D E F 速度(m·s-1) 0.792 0.833 0.915 0.956 (3)根据表中的实验数据，以A点为计时起点，在图中画出小车的速度—时间图像。 学 习 反 思 思得失 · 促精进 本节是高中物理第一个力学核心实验，学生普遍记不住 “先通电后放车” 的关键操作，纸带速度公式容易混淆位移区间，作图时容易随手连折线、不会均匀拟合直线。同时对误差来源表述不规范。后续教学需强化实验操作口诀记忆，专项训练纸带计算与作图规范，固定实验答题话术，为后续匀变速计算、逐差法实验打下基础。 第 1 页 共 7 页 学科网（北京）股份有限公司 $