2.1 实验探究小车速度随时间变化的规律(Word练习)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理必修第一册（人教版)

**基本信息** 聚焦“探究小车速度随时间变化的规律”实验，以实验操作规范、数据处理方法、多工具测量为核心，构建“仪器原理-操作-数据-规律”的完整逻辑链，强化科学探究与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |实验操作规范|题1、2、5|打点计时器电源选择/纸带穿法/小车释放时机|从仪器使用到操作正误判断，形成规范操作体系| |数据处理方法|题2、3、5、6|中间时刻速度=平均速度/加速度计算（Δx=aT²）|基于纸带/照片数据，建立“测量-计算-规律”推导链条| |多工具测量应用|题3（连拍）、4（光电门）|遮光板宽度法测速度/照片比例换算|拓展打点计时器外的测量工具，深化运动观念|

1.实验：探究小车速度随时间变化的规律 1.（2026·浙江星辰联盟高一期中）用打点计时器、平板、小车等器材做研究匀变速直线运动规律的实验。 （1）穿入打点计时器限位孔的纸带，正确的是　　　　（选填“甲”或“乙”）。 （2）如图丙所示，是学生即将释放小车之前的装置图及操作，以下存在错误的是（　　） A.细线与木板不平行 B.打点计时器接的是直流电源 C.小车释放的位置离计时器较远 D.无论什么计时器，使用时均要先接通电源，后释放小车 2.小明同学按如图甲所示装置做“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，指出该装置中操作错误的是　　　　。 A.电磁打点计时器接在直流电源上了 B.电磁打点计时器所用电源的电压应用220 V 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3位有效数字）。 3.某同学在玩具赛车的赛车场看赛车比赛时，用相机连拍功能对经过的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，排列好的位置关系如图所示。已知该照相机的连拍频率是每秒10片，照片与实物的比例为1∶10。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T＝　　　　s。 （2）图中玩具赛车在从左向右第二个位置的速度v2＝　　　　m/s，赛车在第五个位置的速度v5＝　　　　m/s（结果保留2位有效数值）。 （3）该玩具赛车在连拍时间内的平均加速度a＝　　　　m/s2。 4.（2026·甘肃武威高一月考）光电门是物理实验中用来测量时间的一种常用设备，如图1所示，S是光源，K是光接收器，当有不透明物体通过光电门时，物体会遮住光源，接收器K接收不到光信号，计时器便开始计时，当物体通过后，接收器K重新接收到光信号，计时结束，即可记录物体通过光电门所用的时间。如图2所示，某同学用光电门测量小车沿斜面向下运动的速度，小车上安装有遮光板，A、B是安装在斜面上不同位置的两个光电门。 （1）若小车上的遮光板宽度为d，小车通过光电门时，计时器记录的时间为t，则小车通过光电门的速度v＝　　　　。 （2）若已知遮光板宽度d＝1 cm，让小车从斜面顶端以一定的初速度开始沿斜面向下运动，两光电门计时器记录的时间分别为tA＝0.01 s，tB＝0.004 s，则小车通过A、B两位置的速度分别为vA＝　　m/s，vB＝　　　m/s。（结果均保留2位有效数字） （3）由实验可知，小车沿斜面向下做　　　　　（选填“匀速”“加速”或“减速”）运动。 5.（2026·青海西宁高一月考）某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律，实验装置如图甲所示。 （1）常见的打点计时器有两种：　　　　　　　和　　　　　　　　，它们使用的都是接　　　　（选填“直流”或“交流”）电源，当电源频率为50 Hz时，每隔　　　　s打一个点。 （2）关于本实验，下列说法正确的是　　　　。 A.释放小车的同时，接通电源 B.先接通电源打点，后释放小车运动 C.先释放小车运动，后接通电源打点 D.纸带上的点迹越密集，说明纸带运动的速度越小 （3）要测量小车的速度。除打点计时器（含所用电源、纸带、墨粉纸盘）外还必须使用的测量工具　　　　　　　　　 。 （4）该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示，在纸带上依次选出7个计数点，分别标上O、A、B、C、D、E和F，每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源的频率是50 Hz。 ①每相邻两计数点的时间间隔为　　　　s，如果测得C、D两点间距x4＝2.70 cm，D、E两点间距x5＝2.90 cm，则打D点时小车的速度vD＝　　　　m/s（结果保留3位有效数字）。 ②该同学分别算出其他各点的速度：vA＝0.220 m/s，vB＝0.241 m/s，vC＝0.258 m/s，vE＝0.300 m/s，请在如图丙所示的坐标系中作出小车运动的v-t图像。小车速度变化的规律为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③小车连接在纸带的　　　　（选填“左端”或“右端”）。 6.（2026·重庆渝中区高一期中）某同学用如图甲所示的装置研究小车在不同接触面上的运动情况。该同学将小车以适当的初速度释放后，用打点计时器记录小车的运动情况。通过反复实验得到一系列打上点的纸带，并最终选择了如图乙所示的一条纸带（附有刻度尺）进行测量。（测量和计算结果均保留小数点后2位） （1）如表为A、B、C、…、J各点对应的刻度值，按照正确的读数方法填写E点对应的刻度值（单位：cm）。 A B C D E 13.20 11.38 9.60 7.80 F G H I J 4.40 3.00 1.80 0.80 0.00 （2）已知打点的时间间隔为0.02 s，根据以上数据，在纸带上打C点时小车的速度大小vC＝　　　　m/s。 （3）对纸带E、J两点间小车的运动作出v-t图像，根据图像可知小车的速度变化情况为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，并求出它的加速度大小为　　　　m/s2。 答案 1.实验：探究小车速度随时间变化的规律 1.（1）甲　（2）ABC　 解析：（1）穿入打点计时器限位孔的纸带，对于电火花计时器，应该墨粉纸盘在上，纸带在下，对于电磁打点计时器，应该复写纸在上，纸带在下。故选甲。 （2）为给小车提供一个恒定的拉力，细线应与木板平行，故A错误；打点计时器应使用交流电源，故B错误；小车释放前应靠近打点计时器，故C错误；无论什么计时器，使用时均要先接通电源，后释放小车，故D正确。 2.（1）AC　（2）3.00　1.40 解析：（1）电磁打点计时器应接在约8 V的交流电源上，B选项说法本身错误，不是本题装置的操作错误；小车离打点计时器过远，故选A、C。 （2）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。 3.（1）0.1　（2）2.6　3.2　（3）2 解析：（1）每秒拍10张照片，则拍摄周期T＝ s＝0.1 s。 （2）（3）设题图中从左向右前两段的位移为x1，最后两段的位移为x2，玩具赛车在第二个位置的速度为v2＝＝ m/s＝2.6 m/s，玩具赛车的第五个位置的速度为v5＝＝ m/s＝3.2 m/s，则a＝＝2 m/s2。 4.（1）　（2）1.0　2.5　（3）加速 解析：（1）小车上的遮光板宽度为d，小车通过光电门时，计时器记录的时间为t，则小车通过光电门的速度为v＝。 （2）小车通过A、B两光电门的速度分别为 vA＝＝1.0 m/s vB＝＝2.5 m/s。 （3）因为小车通过B光电门的速度大于通过A光电门的速度，说明小车下滑时速度越来越大，即小车沿斜面向下做加速运动。 5.（1）电磁打点计时器　电火花计时器　交流　0.02　（2）BD （3）刻度尺　（4）① 0.1　0.280　②图见解析　在误差允许的范围内，速度随时间均匀变化（速度与时间成线性关系） ③左端 解析：（1）常见的打点计时器有电磁打点计时器和电火花计时器。 电磁打点计时器和电火花计时器，它们使用的都是交流电源。 当电源频率为50 Hz时，由频率与周期的关系T＝＝ s＝0.02 s，可知每隔0.02 s打一个点。 （2）先接通电源打点，待打点稳定后，再释放小车运动，这样在纸带上可得到更多的数据，A、C错误，B正确；纸带上的点迹越密集，说明纸带运动的速度越小，D正确。 （3）要测量小车的速度，除打点计时器（含所用电源、纸带、墨粉纸盘）外还必须使用的测量工具是刻度尺，用刻度尺测量纸带上点迹间的距离。 （4）①纸带上每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源的频率是50 Hz，可知相邻两计数点间的时间间隔为T'＝5×0.02 s＝0.1 s。 由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，可得打D点时小车的速度vD＝＝×10－2 m/s＝0.280 m/s； ②由打各点的速度：vA＝0.220 m/s，vB＝0.241 m/s， vC＝0.258 m/s，vD＝0.280 m/s，vE＝0.300 m/s，在坐标系中描点作出小车运动的v-t图像，如图所示。 由v-t图像可知，在误差允许的范围内，小车速度随时间均匀变化。 ③由v-t图像可知，小车做加速运动，在相等的时间内运动的位移逐渐增大，由此可知小车连接在纸带的左端。 6.（1）6.00　（2）0.90　（3）图像见解析　小车的速度随时间均匀减小　5.00 解析：（1）根据读数规则，E点的读数为6.00 cm。 （2）vC＝≈0.90 m/s。 （3）分别求出打F、G、H、I点时对应的速度 vF＝＝0.75 m/s， vG＝＝0.65 m/s， vH＝＝0.55 m/s， vI＝＝0.45 m/s， 若F、G、H、I对应时间分别为0.02 s，0.04 s，0.06 s，0.08 s。建立关于v、t的坐标系，将F、G、H、I对应速度与时间在坐标系中描点，并过这些点作v-t图像，如图所示，从而判断小车的速度在均匀减小，由图线的斜率得到加速度的大小为5.00 m/s2。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $