一课一练（5）实验：探究小车速度随时间变化的规律-【名师大课堂】2026-2027学年高中物理必修 第一册同步小作业（人教版）

物理必修第一册 一课一练（五） 实验：探究 口知识梳理 知识点1实验思路 1.需要测量的物理量：小车在不同时刻的瞬时 速度。可用打点计时器测量。 2.实验方案 如图，小车在槽码的牵引下运动，通过研究 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。 接电源 纸带 双 3.实验器材 打点计时器、一端附有定滑轮的长木板、小 车、纸带、细绳、槽码、刻度尺、导线、交流 电源。 知识点2实验步骤 1.把一端带有滑轮的长木板 在实验 桌上，并使滑轮伸出桌面，打点计时器固定 在长木板没有滑轮的一端，连接好电路。 2.把一条细绳拴在小车上， 下面挂上适当的槽码，把纸带穿过打点计时 器，并把纸带的另一端固定在小车的后面。 3.把小车停在靠近打点计时器的位置， ,让小车拖着纸带运 动，打点计时器就在纸带上打下一行小点。 4.增减所挂的槽码（或在小车上放置重物），换 上新纸带，重复实验三次。 小车速度随时间变化的规律 知识点3数据记录与分析 1.测量并记录数据 (1)纸带的选取及测量：从几条纸带中选择 一条点迹最清晰的。为了便于测量，舍掉开 头一些过于密集的点，找一个适当的点作为 计时起点(0点)， 进行测量（相邻两计数点间的4个点没有画 出)，标明0、1、2、3、4、…，如图所示。 i2;456 8 (2)采集数据：一般不是直接测量相邻两个 计数点间的距离，而是先测量出各个计数点 到计时起点的距离x1、x2、3、x4、x5、…,再 计算出相邻两个计数点间的距离。△x1= x1,△x2=x2一x1,△x3=x3一x2,△x4=x4 x3△x5=C5一4,·。 (3)计算速度： 即vn= △十△z山。并将求得的各计数点 2t 1、2、3、4、…的瞬时速度填入设计的数据表 格中。 2.作出)t图像分析运动规律 (1)在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示 时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据 在坐标系中描点。 (2)观察各数据点， ,作出小车运动的 wt图像，如图所示。 ↑/(m·s) tis (3)观察所得到的直线，分析小车的速度随 时间变化的规律。小车运动的-t图像是 一条倾斜的直线，当时间增加相同的值△ 时，速度也会增加相同的值△，由此得出结 论：小车的速度随时间均匀变化。 (4)根据v-t图像求出小车运动的加速度 a=Au △t 口 基础过关 1.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实 验中，采取下列哪些措施，有利于减小纸带 因受到的摩擦而产生的误差 ( A.改用直流8V的电源 B.电源电压越低越好 C.用平整的纸带，不用皱折的纸带 D.纸带不要穿过限位孔 2.用滴水计时器研究小车的速度随时间的变 化，步骤如下： (1)在斜面上铺上白纸，用图钉钉住。把滴 水计时器固定在小车的一端（也可固定在侧 面)，在小车的另一端（或另一侧）固定一个 平衡物，如图甲。调节滴水计时器的滴水速 度，使之每秒滴滴（以滴水计时器内盛满 水时为准)。在斜面顶端放置一浅盘。 滴水计时器 小车 平衡物 甲 13 课一练（五）实验：探究小车速度随时间变化的规律 (2)把小车放在斜面顶端，把调好的滴水计 时器盛满水，使水滴能滴入浅盘。随即在撤 去浅盘的同时 ,于是水滴在白纸上 留下描述小车运动规律的点迹。小车到达 斜面末端时立即将它握住并移开。 (3)取下白纸，用直尺测量连续相邻各点迹 的中心之间的距离x1,x2,…,xm,xm+1,…, 则第n点对应的速度vn= 0 3?t 乙 3.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实 验中，某同学利用纸带上的数据计算出了各 计数点对应时刻小车的瞬时速度。然后她 以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐 标系，共描出了10个点，并“拟合”出了小车 运动的t图像，如图所示针对该同学作出 的t图像，她所在的实验小组的其他四位 同学分别交流了自己的看法： @·s)月 B 0 ①这10个点无论如何也不在一条直线上， 因此小车运动的图像不可能为一条直线，而 应为一条光滑的曲线。 ②这10个点中有8个点虽然不在一条直线 上，但它们紧挨在该条直线附近，只有F和 B两个点离这条直线较远。 ③在这10个点当中只有4个点(D、G、H、 I)在同一条直线上，其余6个点都不在该直 线上，这条直线肯定不能表示小车的速度随 时间变化的规律。 物理必修第一册 ④与直线偏差较小的点(A、C、E、J)可能是 实验误差造成的，而偏离直线较远的点(B、 F)则可能是实验中出现失误导致的。 对于以上四种看法，你认为有道理的是 A.①③ B.②④ C.①② D.③④ 口能力提升 4.做“探究小车速度随时间变化规律”的实 验时： (1)用一条纸带穿过打点计时器，该同学发 现有如图1中的两种穿法，感到有点犹豫。 你认为 (选填“甲”或“乙”)的穿法 效果更好。 图1 (2)完成实验后，小明用刻度尺测量纸带上 点的距离时如图2所示，B点的读数是 cm,已知打点计时器每0.02s打一 个点，则B点对应的速度= m/s (结果保留3位有效数字)。 T 0cm1 345678 图2 (3)某实验小组中的四位同学利用同一条纸 带分别作出了如图3所示的四幅v-t图像， 其中最规范的是 ,由此图像得到的 14 加速度是 m/s2(结果保留3位有 效数字)。 /(m·s1) 4v/m·s 0.50 1.70 0.40 1.20 0.30用 0.70 0.20 00.20.40.6t/s 020.266 A B A/m·s) /(m·s) 0.50 0.35群 0.40 0.30 0.30 0.25 0.20 00.20.40.6is 0.20 00.20.40.6is C D 图3 5.如图所示装置可用来探究物块的运动情 况，细线平行于桌面，遮光片的宽度为d, 两光电门之间的距离为5，让物块从光电 门A的左侧由静止释放，分别测出遮光 片通过光电门A、B所用的时间为tA和 tB,测出物块从A到B所用时间t。 光电门 光电门 遮光片之 细线 轻滑轮 物块 门重物 (1)利用实验中测出的物理量符号，写出物 块运动的加速度a= (2)遮光片通过光电门的平均速度 (填“大于”“等于”或“小于”)遮光片竖直中 线通过光电门的瞬时速度，由此会产生误 差，请写出一种减小这一误差的方法：5=30.1-16.1)X102m=0.70m/s. 0.1s×2 建立直角坐标系，横坐标表示时间，纵坐标表示速度，根 据上面计算出的结果在直角坐标系中描点，然后连线得 到的图像如图所示。 9.【解】(1)由图可知前1.5秒小球的位移为 x=H-h'=5-1.25m=3.75m, 所以前1.5s内平均速度U三名-3.7m/s=2.5m/5, (2)由图可知全过程小球的路程为 s=(5+5+15)m=25m, 全过程的平均速率为u三氵=号m/s≈8.3m/s。 t 一课一练（四）速度变化快慢的 描述一加速度 知识梳理 知识点1 2.速度的变化量与发生这一变化所用时间之比 知识点2 1.方向与速度的变化量△v的方向相同 基础过关 1.【解析】加速度是反映物体速度变化快慢的物理量，轿 车紧急刹车，速度在很短的时间内降下来，故轿车的加速 度很大，A正确；火箭点火的瞬间，速度为0，加速度不 为0，B错误；轿车的加速度大不是因为轿车的速度变化 大，而是因为轿车的速度变化快，C错误：如果列车高速 行驶时速度没有发生变化，则其加速度为0，D错误。 【答案】A 2【解析】第一个“真快”是指运动得快，描述速度大；第二 个“真快”是指减速快，描述加速度大，C正确。 【答案】C 3.【解析】在任意1s内物体的末速度一定比初速度大 2m/s,A错误，B正确；某1s初与前1s末为同一时刻， 速度相等，C错误；物体在任意1s的末速度比前1s的初 速度大4m/s,D错误。 【答案】B 4.【解析】由题意可知“利剑”的制动力逐渐增大，故其加 速度越来越大，则飞机做加速度增大的减速运动，D 正确。 【答案】D 5.【解析】甲图中△v的方向水平向右，可知△v与v1方向 相同，故A错误；乙图中△的方向水平向右，题图标注错 误，故B正确：丙图中a与△v同向，两者方向相同，故C 错误；丁图中未画出的代表2的有向线段方向水平向右， 其长度比1短，故D正确。 品 "1△v 甲 v1 1 2 丙 丁 【答案】BD 6,【解】滑块经过第一个光电门时的速度 =0.6m/s n=△t1 参考答案 滑块经过第二个光电门时的速度 d=0.3m/s, h一△ 滑块的加速度a==一0.15m/s, △t 滑块的加速度与运动方向相反，大小为0.15m/s2。 能力提升 7.【解析】第7s初，即第6s末，物体运动的时间为6s,物 体的如建度为a=是-2m/=.8ng,D正 【答案】D 8.【解析】飞机做加速运动，加速度方向与速度方向相同， 加速度减小，速度增大，由于速度的方向不变，则位移不 断增大，A错误，B正确；加速度逐渐减小，可知速度增加 得越来越慢，当加速度减小到0，速度最大，位移继续增 大，故位移增加越来越快，D正确，C错误。 【答案】BD 9.【解】列车加速过程的初、末速度v0=0,v1=100m/s, 用时t1=250s, 该过程的加速度 250m/s2=0.4m/s2, v1一v0100 a1= 减速过程的初、末速度v1=100m/s,v2=0,用时t2= 300s, 该过程加速度 a2= 2-010-100 m/s2=-0.33m/s2。 300 一课一练（五）实验：探究小车速度 随时间变化的规律 知识梳理 知识点2 1.平放 2.使细绳跨过滑轮 3.先接通电源，后释放小车随后，立即关闭电源 知识点3 1.(1)每5个点取一个计数点(3)用一段时间内的平均速 度代替这段时间中间时刻的瞬时速度 2.(2)用平滑曲线（包括直线）拟合各点 基础过关 1.【解析】打点计时器使用的电源是交流电源，若接直流 电源不会工作，A错误：电源电压偏低会导致打出的点迹 不够清晰，B错误：用平整的纸带，不用皱折的纸带，皱折 的纸带和计时器的摩擦阻力较大，C正确：纸带不穿过限 位孔，打出的点可能不在一条直线上，D错误。 【答案】C 2.【解析】(2)在撤去浅盘的同时放开小车。 (3)第n点对应的速度应为 ,=十1=n(红，+x+ 2x 2 【答案】(2)放开小车 (3)nxm十x+1 2 3.【解析】由于实验存在误差，这10个点中有8个点不完 全在一条直线上，但紧挨在一条直线附近，只有F和B两 个点离这条直线较远，用倾斜直线进行连接，这条直线通 物理必修第一册 过大部分的点，不在直线上的点在两侧均匀分布，因此这 条直线可表示小车运动的规律，①错误，②正确，③错误： 直线通过大多数的点，与直线偏差较小的点(A、C、E、J) 可能是实验误差造成的，而与直线偏离较大的，点(B、F)则 可能是实验中出现失误导致的，④正确；综上所述，B正确。 【答案】B 能力提升 4.【解析】(1)由图1可知，该打点计时器为电磁打点计时 器，在使用打点计时器时，纸带应放在复写纸的下方，故 乙的效果更好。 (2)由图2可知，A,点的读数为0.50cm,B点的读数为 3.20cm,C点的读数为6,30cm已知打点计时器每隔 002s折-个点.则明-27-6.302没50X10 2×0.02 m/s= 1.45m/s。 (3)描完点后，先大致判断这些点是不是在同一直线上， 然后画一直线，让这些点均匀散落在这条直线的两侧，故 A项正确，C项错误；描绘图像时取坐标单位的时候不能 随意，要使得大部分点落在整个坐标区战中间，故B、D两 项错误；根据a= ，结合因像可知，1因像的针丰表示 纸带的加速度，则a=0.50-0.21 m/s2≈0.483m/s2。 0.6 【答案】(1)乙(2)3.201.45(3)A0.483 5.【解析】(1)时间极短时，可用平均速度表示瞬时速度， 故通过A的速度A=,通过B的速度vB=,物块微 tA tB 匀变速直线运动有a=B一A, t 可得加速度a _(tA-tB)d t·tA·tB9 (2)小于减小遮光片的宽度 遮光片通过光电门的平均速度等于中间时刻的瞬时速 度，而物块做加速运动，前一半时间内的位移小于后一半 时间内的位移，因此在中间时刻，遮光片竖直中线尚未到 达光电门，故遮光片通过光电门的平均速度小于遮光片 竖直中线通过光电门的瞬时速度；可以通过减小遮光片 的宽度来减小误差。 【答案】(1)A-tB)d (2)小于减小遮光片的宽度 t·tA·tB 一课一练（六）匀变速直线运动的 速度与时间的关系 基础过关 1.【解析】物体的加速度大，表示速度变化得快，故速度变 化越快，加速度越大，A正确：当速度和加速度方向相同 时，物体做加速运动，B正确：速度变化量大，若用时较长， 则加速度不一定大，C错误；物体做匀减速运动时，速度 和加速度方向相反，D错误。 【答案】AB 2.【解析】设初速度方向为正方向，则做匀减速直线运动 的前2s由速度公式u=十al,解得加速度为a=四 t 8-12 2 m/s2=-2m/s2,负号表示加速度方向沿斜面 向下，则末速度大小为2/s时，方向有沿斜面向上或沿 斜面向下两种可能，即2=土士2m/s,有v2=0十at1,代 入数据解得t1=5s或t1=7s,故A、C项正确。 【答案】AC 3.【解析】设初速度方向为正，若加速度方向与初速度方向 相同，加速度a=5m/s2,则3s末的速度为v=0十at 20m/s十3X5m/s=35m/s:若加速度方向与初速度方向 相反，加速度a=-5m/s2,则3s末的速度v=%十al 20m/s-3×5m/s=5m/s,D正确。 【答案】D 4.【解析】列车的加速度大小4=△=0 4150m/s2= 3m/s2, 1 减速时，加速度方向与速度方向相反，口'=一3m/s,故 A、B两项都正确；列车减速时，速度依旧是正方向，t图 像中图线依然在时间轴的上方，C项错误；由v=t可得 =子×60m/s=20m/s,D项正确。 【答案】C 5.【解析】A、B中的v-t图线最后阶段表示的是匀速直线 运动，不符合题意，A、B错误：D中vt图线表示小球先做 匀减速直线运动，后做匀加速直线运动，与题意不符，D 错误；C符合题意，C正确。 【答案】C 6.【解】(1)飞机离开弹射系统的瞬时速度是v0, 由w1=v0十a1t, 代入a1=2m/s2,t=10s,v1=50m/s, 解得vo=30m/s。 (2)弹射系统对飞机提供的加速度 a=名-0 m/s2=150m/s2。 0.2 能力提升 7.【解析】根据前3s的运动规律，汽车做匀加速运动的加速 度为3m/s2,则4s时的速度为12m/s,从第5s开始做匀速 直线运动，A错误；根据9.5s~10.5s,可求匀减速运动的 加速度为-6m/s2,C正确；根据v=v0十at可求9s时的 速度为12m/s,减速为0的时刻为11s,则物体匀减速运动 的时间为2s,D错误：物体从4s时到9s时做匀速运动，匀 速运动的时间为5s,B正确。 【答案】BC 8.【解】(1)汽车先做匀减速运动，再做匀加速运动，其运 动草图如图所示。 匀减速 匀加速 =10 m/s t g=2 m/s t2 c=10 m/s A B C 设汽车从A点开始减速，从B点又开始加速，根据时间关 系有t2=211十t2=12s, 解得t1=8s,t2=4s, 在AB段有vB=A十a1t1· 在BC段有vc=vB十a2t2, 联立可得a1=-1m/s2,2=2m/s2。 (2)开始刹车后2s末汽车的速度 v2=vA+a1t1=10m/s-1×2m/s=8m/s, 10s末汽车的速度 v10=vg十a2t2=2m/s+2X(10-8)m/s=6m/s。 一课一练（七）匀变速直线运动的 位移与时间的关系 知识梳理 知识点2 1.(2)图线与对应的时间轴所包围的面积 2.(1)x=t十a2(3)应用时必须选取统一的正方向