第二章 微专题4 实验：研究匀变速直线运动-【突破课堂】2026-2027学年高中物理必修第一册基础提升练（人教版）

**基本信息** 聚焦匀变速直线运动实验，通过基础操作、数据处理到综合探究的三层设计，覆盖纸带分析、瞬时速度计算等核心考点，培养科学思维与探究能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|实验原理与基本判断|以滴水计时器、纸带撕断等情境，考查运动方向判断、纸带选段，直接应用Δx=aT²规律| |进阶层|数据处理与公式推导|结合频闪照片、雷达数据，需推导加速度表达式（a=(h₃-3h₁)f²）、速度计算式（vC=(h₂+h₃)f/2）| |综合层|误差分析与实验设计|整合录像分析、打点计时器作图，包含偶然误差判断、重力加速度测量方案设计，强化科学探究能力|

微专题4　实验:研究匀变速直线运动 1.答案　(1)向左　(2)0.04 解题思路　(1)用手轻推一下小车后,小车在水平桌面上做减速运动,则相邻两水滴间的距离越来越小,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)相邻两水滴间的时间间隔T= s= s,根据逐差法,加速度的大小为a= m/s2≈0.04 m/s2。 2.答案　(1)A　(2)3.0 解题思路　(1)根据题图乙可知x2-x1=(4.25-3.77) cm=0.48 cm,x3-x2=(4.73-4.25) cm=0.48 cm,根据匀变速直线运动的规律可知,相邻两计数点之间的距离应依次增加0.48 cm,由于(4.73+0.48) cm=5.21 cm,(4.73+2×0.48) cm=5.69 cm,(4.73+3×0.48) cm=6.17 cm,(4.73+4×0.48) cm=6.65 cm,所以,从题图乙纸带上撕下的那段应是A。 (2)打纸带时,小车的加速度大小为a== m/s2=3.0 m/s2。 3.答案　(1)1∶5　(h3-h1)f2　(2)(h2+h3)f 解题思路　(1)若A点的速度恰好为零,根据h=at2可得h1∶(h1+h2)∶(h1+h2+h3)=1∶4∶9,则有h1∶h2∶h3=1∶3∶5,所以h1∶h3=1∶5;根据匀变速直线运动的推论可得h3-h1=2aT2=2a,可得苹果下落加速度的表达式为a=(h3-h1)f2。 (2)根据匀变速直线运动中,某段时间内中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度,可知苹果通过C点的瞬时速度的表达式为vC==(h2+h3)f。 4.答案　(1)见解题思路　(2)547　(3)79 解题思路　(1)由题给表格可求出(sn表示第n s内飞行器的位移) s1 s2 s3 s4 s5 s6 507 m 587 m 665 m 746 m 824 m 904 m 可知:s2-s1=80 m,s3-s2=78 m,s4-s3=81 m,s5-s4=78 m,s6-s5=80 m。 则在误差允许的范围内可以认为飞行器在相邻相等时间内的位移差相等,故飞行器在这段时间内近似做匀加速运动。 (2)v== m/s=547 m/s。 (3)由逐差法得a=≈79 m/s2。 5.答案　见解题思路 解题思路　①匀变速直线运动中,中间时刻速度等于平均速度,所以小球在1位置的速度为v1=。 ②题中要求充分利用数据,利用逐差法求解加速度,则 x4-x1=3a1T2 x5-x2=3a2T2 x6-x3=3a3T2 解得加速度为 a== ③读数产生的误差是人为因素造成的,属于偶然误差。 6.答案　(1)1.15 (2)如图所示 (3)9.75(9.71~9.79) (4)需要测量的物理量:水滴下落的高度h和下落的时间t。 测量h的方法:用刻度尺测量水龙头出水口到地面的高度,多次测量取平均值。 测量t的方法:调节水龙头阀门,使一滴水开始下落的同时,恰好听到前一滴水落地时发出的清脆声音。用手机测量n滴水下落的总时间tn,则t=。 解题思路　(1)由于交流电源频率f=50.0 Hz,相邻计数点间还有一个计时点,则相邻计数点间时间间隔为T==0.04 s,故v3== cm/s≈1.15 m/s (3)由v-t图线的斜率可得重力加速度为g==9.75 m/s2。 学科网（北京）股份有限公司 $ 微专题4　实验:研究匀变速直线运动 1.(2025山东青岛期中)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30 s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)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)。  2.(2025河南洛阳期中)某学生采用如图甲所示的实验装置,让槽码通过细绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动。小王同学挑选了一条点迹清晰的纸带,并选取了部分点为计数点(相邻计数点间的距离如图乙)。由于不小心,纸带被撕断了,如图丙所示。已知打点计时器打点的时间间隔T=0.02 s,图中标注的长度是指相邻两计数点间距离(单位:cm)。 (1)在A、B、C、D四段纸带中选出从图乙纸带上撕下的那段应是　　　　;  (2)打纸带时,小车的加速度大小是　　　　m/s2(保留两位有效数字)。  3.(2025安徽芜湖联考)如图所示,利用一颗苹果下落的频闪照片来研究自由落体运动。设频闪光源的频率为f,竖直下落距离h1、h2和h3均已知。 (1)若图中A点的速度恰好为零,则h1∶h3=　　　　,苹果下落加速度的表达式为a=　　　　(用h1、h3和f表示)。  (2)苹果通过C点的瞬时速度的表达式为vC=　　　　(用h2、h3和f表示)。  4.(2022全国乙)用雷达探测一高速飞行器的位置。从某时刻(t=0)开始的一段时间内,该飞行器可视为沿直线运动,每隔1 s测量一次其位置,坐标为x,结果如表所示: t/s 0 1 2 3 4 5 6 x/m 0 507 1 094 1 759 2 505 3 329 4 233 回答下列问题: (1)根据表中数据可判断该飞行器在这段时间内近似做匀加速运动,判断的理由是:  　;  (2)当x=507 m时,该飞行器速度的大小v=　　　　m/s;  (3)这段时间内该飞行器加速度的大小a=　　　　m/s2(保留2位有效数字)。  5.(2021天津卷)某实验小组利用手机的录像功能拍下小球在斜面上做匀加速直线运动的过程。为便于记录小球各个时刻在斜面上的位置,将录像中时间间隔为T的连续7幅画面合成到同一张图中,示意如图。依次测得小球各相邻位置间的距离为x1、x2、x3、x4、x5、x6。 ①写出小球在位置1的速度表达式:　　　　。  ②要求充分利用测量数据,写出小球运动过程中的加速度表达式:　　　　　　　　　　。  ③在测量小球相邻位置间距时由于实验者读数产生的误差是　　　　误差。(填“偶然”或“系统”)  6.(2022北京卷)某同学利用自由落体运动测量重力加速度,实验装置如图1所示,打点计时器接在频率为50.0 Hz的交流电源上。 图1 使重锤自由下落,打点计时器在随重锤下落的纸带上打下一系列点迹。挑出点迹清晰的一条纸带,依次标出计数点1,2,…,8,相邻计数点之间还有1个计时点。分别测出相邻计数点之间的距离x1,x2,…,x7,并求出打点2,3,…,7时对应的重锤的速度。在坐标纸上建立v-t坐标系,根据重锤下落的速度作出v-t图线并求重力加速度。 (1)图2为纸带的一部分,打点3时,重锤下落的速度v3=　　　　m/s(结果保留3位有效数字)。  图2 (2)除点3外,其余各点速度对应的坐标点已在图3坐标系中标出,请在图中标出速度v3对应的坐标点,并作出v-t图线。 图3 (3)根据图3,实验测得的重力加速度g=　　　　m/s2(结果保留3位有效数字)。  (4)某同学居家学习期间,注意到一水龙头距地面较高,而且发现通过调节水龙头阀门可实现水滴逐滴下落,并能控制相邻水滴开始下落的时间间隔,还能听到水滴落地时发出的清脆声音。于是他计划利用手机的秒表计时功能和刻度尺测量重力加速度。为准确测量,请写出需要测量的物理量及对应的测量方法。 学科网（北京）股份有限公司 $