第1章 第6课时 实验一 探究小车速度随时间变化的规律-【状元桥】2027高考物理一轮总复习

物理 所给数据解得=5s. (2)根据题意可知，反应时间为△t=0.5s,汽车减速至0过 程，利用逆向思雏，根据速度公式有心=a(t1一△t),解得初 速度=9m/s,驾驶员反应时间内做匀速直线运动，此过程 的位移=)△t,汽车匀减速直线运动过程的位移x2 (一△)，则AB间距离x旭=a十，解得x旭=24.75m 第6课时实验一探究小车速度随时间变化的规律 关键能力·研讨教材 例1](1)交流220乙(2)BC(3)C(4)左1.5 解析(1)乙图为电火花计时器，所用电压为220V的交流电 压，电火花计时器相较于电磁打，点计时器阻力小，所以优先选 用电火花计时器. (2)打点计时器应安装在长木板没有滑轮的一端，故A错误； 在释放小车前，小车要靠近打点计时器，故B正确；应先接通 电源，待打点稳定后释放小车，故C正确；两相邻测量点间的 时间间隔可根据实际情况选取，故D错误；用沙t图线处理数 据时，误差较大的，点应当舍去.故E错误.故选BC (3)根据逐差公式可得x34一x23=x23一12=012一x01,将12= 44.0mm、xo1=36.0mm代入可得x34=60.0mm.故选C. (4)因为小车速度增大，所以纸带的左端与小车相连.打下C点 时小车的速度大小0=42.00-12.00)×0.01 0.2 m/s=1.5m/s [例2](1)CBA(2)左端(3)异(4)0.811.6 解析(1)实验步骤中，首先调整滑轮位置使细线与木板平行， 确保力的方向正确；接着接通打点计时器电源，让计时器先工 作；最后释放小车.故顺序为CBA (2)小车做匀加速直线运动时，速度越来越大，纸带上点间距 逐渐增大.图2中纸带左端间距小，右端间距大，说明纸带左 端与小车相连」 (3)根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该段时 间内的平均速度.B点为A、C的中间时刻，AC间位移为x2, 时间间隔为2T则=景 (4)根据逐差法可知a=2匹x=0.1924-0.0800×2 478 4×0.12 0.81m/,B点是AC的中间时刻点，则有=器= 2X0.m/s=0.4m/s,此时向心加速度a,=专= 0.0800 R 0.42 0.1m/s2=1.6m/s. 例3(1)B(2)0.40.84 解析(1)本题是测量小车的加速度，不是验证牛顿第二定律， 因此不需要补偿小车所受的阻力，也不需要槽码的质量远小 于小车的质量，故AC错误；要使瞬时速度的测量值更加接近 于真实值，需使遮光条挡光的时间较短，故需要选择较短的遮 光条，故D错误；光电门1和2的距离应适当大些，可以减小 系统误差，故B正确.故选B. ②小车经造光电门1的瞬时造度大小=品-0,4m/s,经 过光电门2的瞬时速度大小=足=1m/s,根据速度位移 △t2 公式a=与近=0.84m/g. 21 [例4幻(1)慢于（2)1.2向右 解析(1)频率高于20000Hz的声波叫超声波，超声波是机械 波，红外线是电磁波，因此超声波脉冲“慢于”红外线脉冲 (2)由速度一时间图像的斜率的大小表示加速度的大小，斜率 的正、负表示加速度的方向，则有a=Ag=02.4m/s t 2.0 一1.2m/s2,可知加速度的大小为1.2m/s2,负号表示加速度 的方向与运动方向相反，小车加速度的方向与运动方向相反， 小车做匀减速运动，可知小车“向右”运动. [例5](1)A(2)61.20(3)9.554)t+五 (5)不正确，理由 D4 见解析解析(1)为了减小空气阻力等误差影响，应该选用 质量大、体积小（材质密度较大）的小钢球，故选A (2)刻度尺的分度值为1mm,估读到分度值的下一位，由图可 知h=61.20cm. 据h=。g可知公=g,故在2h-t图像中斜率表 力如连度，根据图线有g-贸8：号m/g≈9.5m/. (④)下落过程中声音传播的时间为4=名，则小球下落的时 间为t-十4=计名. (5)设木条厚度为H,则台阶距离地面的高度为h1时小球下 落的时间为t,高度为h2时小球下落的时间为t2;则根据前面 的分析有g=2+D二2+D=26。h),可知g与 吃一近 运一行 H无关. 核心素养·拓展教材 [典例](1)0.140.40(2)0.10 票(3)匀变速直线运动中 某段时间的中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度 解析(1)根据匀变速直线运动中某段时间的中间时刻的瞬时 速度等于这段时间内的平均速度，可得打B点时小车的速度 为8=e=%=1.20+1.60)X10号 -m/s=0.14m/s. 2×0.10 由△x=aT可得小车的加速度为a=加= 9T 318+279+238-198-160-120)X102m/g=0.40m/s2. 9×(0.10)2 (2)t轴标出的时间为连续相等的时间间隔，且纸带每隔T 0.10s剪断一段，所以t处应标为0.10s.由平均速度公式可 得=票 第二章 相互作用 第7课时重力弹力摩擦力 必备知识·链接教材 一、1.吸引2.mg3.竖直向下 二、1.(1)弹性形变(3)相反2.(1)形变量 三、1.相对运动相对运动趋势2.(1)粗糙(2)压力(3)相 对运动相对运动趋势3.相对运动相对运动趋势 4.(1)uFN（2)0Fx 5.一定有不一定有 考教衔接 A解析该女士用80N的水平力推不动木箱，则木箱此时受到 的是静摩擦力，所以F:=80N.该女士用100N的力恰好推动木 箱，此时的推力的大小等于最大静摩擦力的大小，所以F2= 1O0N.木箱被推动后受滑动摩擦力，由公式F:=FN来计算大 小.所以F3=uFN=0.45X200N=90N,故选A. 关键能力·研讨教材 [例1们B解析形状规则且质量分布均匀的物体的重心在几何中 心上，故A错误；物体的重心不一定在物体上，也可能在物体 的外部，例如圆环，故B正确；重力的方向是竖直向下，所以在 地球上不同的位置，重力的方向是不同的，故C错误；重心是 重力的等效作用点，并不是只有物体的重心才受到重力的作 用，故D错误.故选B [例2]D解析立起的不倒翁的重心很低，按倒不倒翁，其重心高 度升高，故AB错误；不倒翁所受到的桌面支持力是由于桌面 发生形变产生的，故C错误；不论不倒翁处于何种状态，其所 受重力的方向总是竖直向下，故D正确.故选D. [例3]C解析选项A中小球只受重力和杆的弹力且处于静止 状态，由二力平衡可得小球受到的弹力应竖直向上，故A错 误；选项B中如果左边的绳有拉力，则竖直向上的那根绳就会 发生倾斜，所以左边的绳没有拉力，故B错误；对于球与面接 触的弹力方向，过接触，点垂直于接触面（即在接触，点与球心的 连线上)，即D项中大半圆对小球的支持力F应是沿着过小 球与圆孤接触点的半径，且指向圆心的弹力，故D错误；球与第一章运动的描述匀变速直线运动的研究/ 第6课时 实验一 探究小车速度随时间变化的规律 答案见D4 [目标要求]1.了解物理实验中的误差，学会减小实验误差.2.会正确使用打点计时器，学会利用纸带上的 点迹求物体的速度和加速度.3.掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法. 必备知识 链接教材 一、实验思路与操作 1.认识“两种仪器” 线圈 接电源 纸带接电源打点计时器 思路：小车在槽码的牵引下 振片 运动，通过研究纸带上的信 息，就可以知道小车运动的 振针 槽码 速度随时间变化的情况. 率 永久磁铁 置 纸带 ® 注意： 复写纸 限位孔 1.不需要平衡摩擦力. 思 2.平行：细绳、纸带与长木板平行！ 电磁打点计时器 路 3先后：实验时先接通电源，后释放小车；实验后先断开电源， 后取下纸带。 a墨粉 4,防撞：小车到达滑轮前让其停止运动，防止与滑轮相撞或掉 脉冲输出开关 纸盘？纸盘轴 下桌面摔坏 d 压纸条 入弹性卡 5.不需要满足悬挂槽码质量远小于小车质量. 妒纸带 电源插头 电火花计时器 1.按原理图安装好实验装置，打点计时器固定在长木板无滑轮 (1)作用：计时仪器，接频率为 的一端。 操 50Hz的交变电流，每隔0.02s 2.细绳一端拴在小车上，另一端跨过滑轮挂上槽码，纸带穿过 作 打一次点。 打点计时器固定在小车的后面。 要 电磁打点计时器： 3.把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车. 领 4.断开电源，取下纸带。 工作8V的交流电源 (2) 5.增减槽码的质量，按以上步骤再做两次实验. 条件电火花计时器： 220V的交流电源 二、数据处理方法 2.区分计时点和计数点： 1.由纸带求物体运动速度的方法 计时点是打点计时器打在纸带 匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段 上的实际点，两相邻点间的时 时间的平均速度，即a,=十出 2T 间间隔为0.02s;计数点是人们 2.利用纸带求物体加速度的两种方法 根据需要选择一定数目的点， (1)用逐差法求加速度 两个相邻计数点间的时间间隔 根据x4一x=x5一x2=x6一x3=3aT(T为相邻两计数点 由选择点的规则而定 17 物理 间的时间间隔)求出a1= 3T2 、a2=-2 3T2、a3= 3.误差分析 (1)纸带运动时摩擦力不均匀， 37示，再算出平均值，即a=4十十7看 9T2 打点不稳定引起误差， (2)用图像法求加速度 (2)计数点间距离的测量有偶 先根据，=乙求出所选的各计数点对应的瞬时速度， 然误差 2T (3)作图有误差. 后作出v一t图像，图线的斜率即等于物体运动的加速度. 诊关键能力 研讨教材 考点一 教材原型实验 例1利用如图所示装置在“探究小车速度随时间 60.0mm 68.0mm C D 变化规律”的实验中： (4)小兰同学打出的一条纸带如图所示，A、B、C、 D、E为在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的 时间间隔为0.1s.则实验时纸带的 (选 填“左”或“右”)端是和小车相连的；打点计时器打 甲 (1)乙图的打点计时器工作电压为 下C点时小车的速度大小为 m/s.(结果 (选填 “交流”或“直流”) V.若提供的实验器材 保留小数点后一位) 中同时有甲、乙两图所示的打点计时器，应优先选 B 用 (选填“甲”或“乙”)图. 2.00 单位：cm 26.00 (2)下列操作中正确的有 42.00 60.00 A.打点计时器应安装在长木板的有滑轮一端 [学习笔记] B.在释放小车前，小车要靠近打点计时器 C.应先接通电源，后释放小车 例2(2025北京卷)利用打点计时器研究匀变速直 D.两相邻测量点间的时间间隔必须是0.1s 线运动的规律，实验装置如图1所示. E.用v-t图线处理数据时，必须用平滑的曲线连 接所有的点 滑轮 小车纸带打点计时器 (3)小明同学在实验中得到了几条较为理想的纸 带，已在每条纸带上每5个点取一个计数点，依打 重物 点先后编为0、1、2、3、4.由于不小心，纸带被撕断 图1 了，如图所示.请根据给出的A、B、C、D四段纸带 回答：在B、C、D三段纸带中选出从纸带A上撕下 的那段应该是 图2 (1)按照图1安装好器材，下列实验步骤正确的操 36.0mm44.0mm 54.0mm A 作顺序为 (填各实验步骤前的字母). 18 第一章运动的描述匀变速直线运动的研究// A.释放小车 2.获得加速度方法的改进 B.接通打点计时器的电源 长木板倾斜，靠小车的重力获得加速度（如图 C.调整滑轮位置，使细线与木板平行 甲、乙所示) 替代靠重物的拉力获得加速度。 (2)实验中打出的一条纸带如图2所示，A、B、C 打点计时器 遮光条 为依次选取的三个计数点（相邻计数点间有4个 小车 纸带 滑块g光电门 光电门B 点未画出)，可以判断纸带的 (选填“左端” 甲 或“右端”)与小车相连. 乙 (3)图2中相邻计数点间的时间间隔为T,则打B 考向1)◆情境设置、数据获取的创新 点时小车的速度o= 例3某同学利用如图所示的装置研究匀变速直线 (4)某同学用打点计时器来研究圆周运动.如图3 运动，并测量小车的加速度 光电门2光电门1 所示，将纸带的一端固定在圆盘边缘处的M点， 遮光片 另一端穿过打点计时器.实验时圆盘从静止开始转 ]小车 动，选取部分纸带如图4所示.相邻计数点间的时间 槽码 间隔为0.10s,圆盘半径R=0.10m则这部分纸带 通过打点计时器的加速度大小为 m/s2;打 (1)水平导轨上安装两个相距为1的光电门，小车 点计时器打B点时圆盘上M点的向心加速度大小 上装有宽度为d的遮光条，在槽码的牵引下，小车 为 m/s2.(结果均保留两位有效数字) 从光电门1的右侧由静止开始运功，先后经过光 电门1、2，为了测量小车的加速度，下列说法正确 纸带打点计时器 的是 (填选项前的字母)， A.本实验必须补偿小车所受的阻力 B.光电门1和2的距离应适当大些 C.槽码的质量必须远远小于小车的质量 图3 D.要使瞬时速度的测量值更加接近于真实值，可 换用更宽的遮光条 3.59 -8.00 单位：cm 13.22 (2)测得两光电门之间的距离为1=0.5m,遮光条 19.24 图4 的宽度为d=2mm,遮光条经过光电门l、2的挡 光时间分别为△t1=0.005s、△t2=0.002s,则小 [学习笔记] 车通过光电门1时的速度大小为 m/s,小 车的加速度大小为 m/s2. 考点二 探索创新实验 [学习笔记] 1.实验器材的改进及速度的测量方法 电源插头 纸带 考向2数据处理、原理思路的创新 光电门光电门 遮光条 细线轻滑轮 例4如图甲所示是运用DIS实验的位移传感器测 物块 定小车运动规律的实验装置图，图中轨道左低 右高 由遮光条的宽度d和遮光片挡 (1)固定在小车上的发射器不断地向接收器发出 光时间△求速度=是 由纸带求速度=比 2T 短暂的超声波脉冲和红外线脉冲，从而测量物体 19 物理>> 运动的一些物理量.超声波脉冲 (选填 直尺 木条 “快于”或“慢于”)红外线脉冲， 小球 手机 数据采集器 位移传感器 8 (发射器) 甲 小车 位移传感器 接收器) (1)现有以下材质的小球，实验中应当选用 甲 ↑v/(m·s) A.钢球 B.乒乓球 C.橡胶球 2.4 (2)用分度值为1mm的刻度尺测量某级台阶高度h 1.8 的示数如图乙所示，则h= cm. 1.2 0.6 (3)作出2h-t2图线，如图丙所示，则可得到重力 ttt 00.40.81.21.62.0t 加速度g m/s2. 乙 (2)图乙是通过传感器、数据采集器，再经过计算 机所绘制的小车运动的速度一时间图像.由该图 像可以求出小车加速度的大小为a= m/s2; 小车的运动方向是 (选填“向左”或“向右”) 1.0 J-L 运动. 0 0.050.100.150.200.250.300.35 [学习笔记] 丙 (4)在图甲中，将手机放在木条与地面间的中点附 近进行测量，若将手机放在地面A点，设声速为 思考感悟 ,考虑击打声的传播时间，则小球下落时间可表 解决创新实验的思路 示为t= (用h、t和v表示). 要首先理解好实验原理，再利用测速度和测加速 (⑤)有同学认为，小明在实验中未考虑木条厚度， 度的方法求解。 用图像法计算的重力加速度g必然有偏差.请判 断该观点是否正确，简要说明理由， 考向【3情境设置、探究目的的创新 例5小明利用手机测量当地的重力加速度，实验 场景如图甲所示，他将一根木条平放在楼梯台阶 边缘，小球放置在木条上，打开手机的“声学秒表” 软件，用钢尺水平击打木条使其转开后，小球下落 撞击地面，手机接收到钢尺的击打声开始计时，接 收到小球落地的撞击声停止计时，记录下击打声 与撞击声的时间间隔t,多次测量不同台阶距离地 面的高度h及对应的时间间隔t. 20 第一章运动的描述匀变速直线运动的研究【1 修核心素养 拓展教材 “等效法”处理纸带 审题析题 典例在用打点计时器研究小车速度随时间变化规 读图 律的实验中，得到一条纸带如图甲所示.A、B、C、 抓住时间相等这一关键，运用类比 法连续相等时间内位移差相等 D,E、F,G为计数点（相邻两计数点间有4个点未 x •B C △X=x2=x,X,三=k, 画出)，相邻计数点间时间间隔为0.10s,x1= △S 若k为一常量，则说明 D △ 小车做匀变速直线运 1.20cm,x2=1.60cm,x3=1.98cm,x4=2.38cm △ 动：若为零，则说明小 xG5=2.79cm,x6=3.18cm. ·E 车做匀速直线运动 v/(m's) 运用等效 F 法处理纸带 甲 ·G fv/(m·s) (1)根据题目信息可知，打B点时小车的速度是 m/s,小车的加速度是 m/s2.(结果 保留2位有效数字) (2)某同学用以下办法绘制了小车运动的v-t图 像：先把纸带每隔T=0.10s剪断，得到若干段纸 条，长度分别为、x2、x3、x4、x5、x6.再把这些纸 条并排贴在一张纸上，使这些纸条的下端对齐，作 为时间轴，标出时间.最后连接纸条上端中心位置 作一条直线，于是得到-t图像（如图乙所示）. 处应标为 s;0处应标为 [此空用 第(2)问中的物理量符号表示]： (3)请说明利用纸条长度表示瞬时速度所依据的 原理 友情提示 请完成P309跟踪评价 21