第二章 匀变速直线运动的研究之描绘实验的v-t图像并求加速度、用光电门研究匀变速运动 专项训练-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 聚焦匀变速运动实验双方法，系统覆盖打点计时器v-t图像与光电门瞬时速度测量，通过典例变式构建实验原理-数据处理-误差分析的完整逻辑链，培养科学探究与科学思维素养。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |描绘v-t图像求加速度|2例+3变式|器材选择、速度计算、图像绘制、误差分析|从打点计时器原理到中间时刻速度计算，通过v-t图像斜率及逐差法求加速度，渗透频率误差分析| |光电门研究匀变速运动|3例+3变式|遮光片速度计算、加速度公式推导、实验优化|基于遮光片宽度近似瞬时速度，通过(v2-v1)/t求加速度，拓展自由落体应用及图像法处理数据|

描绘实验的v-t图像并求加速度、用光电门研究匀变速运动专项训练 描绘实验的v-t图像并求加速度、用光电门研究匀变速运动专项训练 考点目录 描绘实验的v-t图像并求加速度 用光电门研究匀变速运动 考点一 描绘实验的v-t图像并求加速度 例1．（25-26高一上·福建厦门·阶段检测）某小组利用如图甲所示的装置探究小车速度随时间变化的规律，请回答以下问题： (1)除了图甲中已有的器材外，要完成实验还需要的器材有__________； A．220 V交流电源 B．4-6 V交流电源 C．刻度尺 D．天平 (2)处理数据时，选出一条如图乙所示的纸带，纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离，相邻两计数点间还有4个点没有画出，打点计时器的电源频率为50 Hz。根据纸带上的数据，计算打下、、、、点的瞬时速度并填在表中，点的瞬时速度为__________；（结果保留三位有效数字） 位置 A B C D 0.605 0.810 1.175 1.390 (3)在坐标系中描出点的位置并画出小车的图像__________，根据图像求得小车的加速度为__________。（结果保留两位有效数字） (4)打点计时器原来使用的电源的频率是，若在实验过程中交流电的频率为而未被发觉，这样计算出的加速度值与真实值相比将__________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 例2．（25-26高一上·贵州毕节·阶段检测）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，第一小组选出打点计时器打出的清晰纸带并标出O、A、B、C、D五个连续计数点，相邻计数点间还有4个点没有画出，用刻度尺测量时如图甲所示，O点正对着刻度尺的零刻线。已知打点计时器所用电源频率为50Hz。 (1)计数点A对应的刻度读数为______cm； (2)计算小车通过计数点“B”的瞬时速度大小______m/s，小车通过计数点“C”的瞬时速度大小______m/s；（结果保留均两位有效数字） (3)如图乙所示，第二小组根据自己的纸带，作出的速度—时间图像，则第二小组实验中小车的加速度大小为______。（结果保留两位有效数字） 变式1．（25-26高一上·四川南充·阶段检测）某同学在做“测量直线运动物体的瞬时速度”的实验中，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条纸带，已知电火花打点计时器使用的电源频率为，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，各计数点到0点的距离如纸带上所示。 (1)为了达到实验的目的，除了有打点计时器、纸带、小车、细绳、导线、低压交流电源、小木块、长木板外，还需要的仪器有（     ） A．刻度尺 B．铁架台 C．秒表 D．天平 (2)可以从打点计时器打出的纸带上直接测量得到的物理量是______（选填正确的答案标号）； A．位移 B．速度 C．加速度 D．平均速度 (3)根据纸带提供的信息，小华同学已经计算出了打下1、2、3、5、6这五个计数点时小车的速度，请你帮助他计算出打下计数点5时小车的速度______（结果保留2位有效数字）； (4)以速度ⅴ为纵轴、时间t为横轴在坐标纸上建立直角坐标系，根据表中的v、t数据，在坐标系中描点，并作出小车运动的图像： 计数点 1 2 3 4 5 6 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.36 0.44 0.44 0.49 0.57 (5)根据v-t图像可知，小车运动的加速度大小为______（结果保留2位有效数字）。 变式2．（25-26高一上·安徽六安·期中）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所示，相邻的计数点之间的时间间隔为。      (1)根据纸带上的数据，该同学已将点1、2、3、5对应时刻的瞬时速度进行计算并填入表中，请你将点4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 数值/（） 0.165 0.214 0.263 _______ 0.363 (2)将上表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)利用纸带数据用逐差法求出小车的加速度大小为________（结果保留3位有效数字）； (4)如果当时电网中交变电流的频率比实验者采用的标称频率（50Hz）略高，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使加速度的测量值与真实值相比_____________（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。 变式3．（25-26高一上·北京顺义·期中）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图为一次记录小车运动情况的纸带的一部分，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s。 (1)计算打各点时小车的瞬时速度大小，则______，，______。 (2)在如图坐标系中画出小车的图线，（描点作图）。 (3)并根据图线求______。 (4)将图线延长与纵轴相交，交点速度的含义：______。 考点二 用光电门研究匀变速运动 例1．（25-26高一上·广东东莞·阶段检测）光电计时器是一种常用的计时仪器，其结构如图1所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有滑块从a、b间通过时，光电计时器就可以显示出物体的挡光时间。现有某滑块在斜面上滑行，先后通过光电门1和2，计时器显示的挡光时间分别为t1、t2，从光电门1到光电门2所经历的总时间t3，用最小分度值为1mm的刻度尺测量滑块的长度d，示数如图2所示。 （1）测量滑块的长度为d； （2）滑块通过光电门1和2的速度大小分别为v1=___________、v2=___________；（用d、t1、t2表示） （3）滑块的平均加速度大小为a=___________；（用d、t1、t2、t3表示） （4）由此测得的滑块的瞬时速度v1和v2只是一个近似值，它们实质上是滑块通过光电门1和2的平均速度，要使瞬时速度的测量值更接近真实值，可将滑块的宽度___________一些（选填“增大”或“减小”）。 例2．（25-26高一上·陕西榆林·期中）某学习小组利用如图所示的装置测量当地重力加速度。将小球从某位置静止释放，当小球从光电门中经过时，光电门1、光电门2记录它的遮光时间分别为、，两光电门的高度差为h，测得实验时所用小球的直径为d（d很小）。当地重力加速度记为g，完成下面的问题：（计算结果均用题中字母表示） (1)实验室提供下列小球，最合适实验的是______。 A．塑料球 B．小木球 C．小钢球 D．玻璃球 (2)小球通过光电门1时的速度大小________。 (3)若小球做自由落体运动，则应满足关系式__________。（用题中出现的物理量符号表示） 例3．（25-26高一上·内蒙古赤峰·期中）在测量当地的重力加速度的实验中。A同学采用图甲所示的实验方案，直径为d的小铁球被电磁铁吸附在装置顶端处于静止状态，由于d较小，可以用小铁球通过光电门时的平均速度来表示瞬时速度。测出球心到光电门的高度为h，断开电磁铁电源，小铁球做自由落体运动，测得小铁球通过光电门的时间为Δt，多次改变h，重复上述实验。B同学采用图丙所示的实验方案，在同一竖直线上固定两个光电门，保持光电门1的位置及小球静止释放的位置O不变，移动光电门2改变两个光电门的距离，记录小球从光电门1运动到光电门2所经历的时间t及对应的两光电门的间距x。 (1)A同学的方案中小铁球通过光电门时的速度________（选用由题目所给物理量符号表示）； (2)A同学的方案中，A同学利用测量数据作出图像如图乙所示，并求得图像的斜率为k。则当地的重力加速度________（用k表示）； (3)B同学的方案中，B同学利用测量数据作出了图像如图丁所示，并求得图像的斜率为，纵轴截距为。当地的重力加速度________（用表示），小球自O点下落到光电门1的时间为________（用、表示）。 变式1．（25-26高一上·云南文山·期中）实验课上，一组同学运用电火花计时器探究匀变速直线运动的规律，其实验装置如图甲所示，打出的一段纸带如图乙所示；二组同学借助电磁装置和光电门探究自由落体运动的规律，其实验装置如图丙所示，根据数据作出的图像如图丁所示。 (1)若打点计时器的频率为，每隔3个计时点（图中未画出）取1个计数点，则图乙中相邻两个计数点之间的时间间隔为__________，计时器打下计数点时小车的瞬时速度为__________，小车运行的加速度为__________。（结果均保留两位有效数字） (2)二组同学断开电源释放小球的过程中，始终保持光电门1的位置不动，多次改变光电门2的位置，作出的图像中的横坐标为光电门2到光电门1的距离，纵坐标中的为小球通过光电门2的时间，已知图像的截距为，光电门2到光电门1的距离为时，对应的纵坐标为，小球直径为，则小球通过光电门1的瞬时速度为__________，当地的重力加速度为__________。（用题中物理量的字母表示） 变式2．（25-26高一上·广西钦州·期中）小明同学利用气垫导轨和光电门测滑块加速度。滑块上安装了宽度d=3cm的遮光片，沿倾斜气垫导轨先后通过两个光电门，计时器记录了遮光片通过第一个光电门的时间，通过第二个光电门的时间。 (1)滑块通过光电门1时的速度大小v1=________m/s。 (2)小明用刻度尺测出两个光电门距离x=15cm，则滑块加速度的表达式是a=________（用已知量的符号表示）。 (3)瞬时速度v1和v2只是一个近似值，它们实质上是遮光条通过光电门1和2时的平均速度，要使v1和v2的测量值更接近真实值，可将遮光条的宽度适当___________（填“增大”或“减小”）。 变式3．（25-26高一上·山东淄博·阶段检测）如图所示中的甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的计时仪器。光电计时器像打点计时器一样，也是一种研究物体运动情况的计时仪器，其结构如图丙所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当一辆带有挡光片的小车从a、b间通过时，光电计时器就可以显示挡光片的挡光时间。某同学在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，做了一个U形遮光板如图丁所示，两个遮光片宽度均为，将此U形遮光板装在小车上，让小车做匀变速直线运动通过静止的光电计时器，实验时测得两次遮光时间分别为，，从第一个遮光片遮光到第二个遮光片遮光经过的时间，则： (1)图乙是________（选填“电磁”或“电火花”）打点计时器，电源采用的是________（选填“交流约为”或“交流”）。 (2)第一个遮光片通过光电门的速度大小为________，小车做加速直线运动的加速度大小为________。 2 学科网（北京）股份有限公司 $描绘实验的v-t图像并求加速度、用光电门研究匀变速运动专项训练 描绘实验的v-t图像并求加速度、用光电门研究匀变速运动专项训练 考点目录 描绘实验的v-t图像并求加速度 用光电门研究匀变速运动 考点一 描绘实验的v-t图像并求加速度 例1．（25-26高一上·福建厦门·阶段检测）某小组利用如图甲所示的装置探究小车速度随时间变化的规律，请回答以下问题： (1)除了图甲中已有的器材外，要完成实验还需要的器材有__________； A．220 V交流电源 B．4-6 V交流电源 C．刻度尺 D．天平 (2)处理数据时，选出一条如图乙所示的纸带，纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离，相邻两计数点间还有4个点没有画出，打点计时器的电源频率为50 Hz。根据纸带上的数据，计算打下、、、、点的瞬时速度并填在表中，点的瞬时速度为__________；（结果保留三位有效数字） 位置 A B C D 0.605 0.810 1.175 1.390 (3)在坐标系中描出点的位置并画出小车的图像__________，根据图像求得小车的加速度为__________。（结果保留两位有效数字） (4)打点计时器原来使用的电源的频率是，若在实验过程中交流电的频率为而未被发觉，这样计算出的加速度值与真实值相比将__________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【答案】(1)BC (2) (3) (4)偏小 【详解】（1）A．电磁打点计时器不能使用交流电源，故A错误； B．电磁打点计时器需要低压交流电源，故B正确； C．处理纸带时需用刻度尺测量距离，故C正确； D．该实验研究速度随时间的变化，不需要测量小车质量，故D错误。 故选BC。 （2）相邻计数点间有个点未画出，故相邻计数点的时间间隔为 用点前、后相邻计数点间的平均速度近似表示点的瞬时速度，则 点与点间的位移大小为 代入数据得 （3）[1]在处描出的数据点，再使直线尽可能均匀地穿过各数据点，具体的连线见答案。 [2]图像的斜率表示加速度，由加速度定义得，在拟合直线上取相距较远的两点，速度变化量为 相应时间间隔为 代入数据得 （4）实验中仍按计算时间间隔，则所用时间间隔为，实际时间间隔为。对同一组纸带位移数据，计算值与真实值分别为， 因此 故计算出的加速度值偏小。 例2．（25-26高一上·贵州毕节·阶段检测）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，第一小组选出打点计时器打出的清晰纸带并标出O、A、B、C、D五个连续计数点，相邻计数点间还有4个点没有画出，用刻度尺测量时如图甲所示，O点正对着刻度尺的零刻线。已知打点计时器所用电源频率为50Hz。 (1)计数点A对应的刻度读数为______cm； (2)计算小车通过计数点“B”的瞬时速度大小______m/s，小车通过计数点“C”的瞬时速度大小______m/s；（结果保留均两位有效数字） (3)如图乙所示，第二小组根据自己的纸带，作出的速度—时间图像，则第二小组实验中小车的加速度大小为______。（结果保留两位有效数字） 【答案】(1)1.99/2.00/2.01/2.02 (2) 0.28/0.27 0.32/0.33 (3)0.51/0.52/0.53/0.54/0.55 【详解】（1）刻度尺的最小刻度为1mm，则计数点A对应的刻度读数为 （2）[1]相邻计数点间还有4个点没有画出，可知T=0.1s；小车通过计数点“B”的瞬时速度大小 [2]小车通过计数点“C”的瞬时速度大小 （3）由图像可知加速度 变式1．（25-26高一上·四川南充·阶段检测）某同学在做“测量直线运动物体的瞬时速度”的实验中，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条纸带，已知电火花打点计时器使用的电源频率为，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，各计数点到0点的距离如纸带上所示。 (1)为了达到实验的目的，除了有打点计时器、纸带、小车、细绳、导线、低压交流电源、小木块、长木板外，还需要的仪器有（     ） A．刻度尺 B．铁架台 C．秒表 D．天平 (2)可以从打点计时器打出的纸带上直接测量得到的物理量是______（选填正确的答案标号）； A．位移 B．速度 C．加速度 D．平均速度 (3)根据纸带提供的信息，小华同学已经计算出了打下1、2、3、5、6这五个计数点时小车的速度，请你帮助他计算出打下计数点5时小车的速度______（结果保留2位有效数字）； (4)以速度ⅴ为纵轴、时间t为横轴在坐标纸上建立直角坐标系，根据表中的v、t数据，在坐标系中描点，并作出小车运动的图像： 计数点 1 2 3 4 5 6 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.36 0.44 0.44 0.49 0.57 (5)根据v-t图像可知，小车运动的加速度大小为______（结果保留2位有效数字）。 【答案】(1)A (2)A (3) (4) (5) 【详解】（1）[1]A．实验中需要刻度尺测量纸带上的点间距，故A正确； B．本实验不是探究落体运动规律，不需要铁架台，故B错误； C．打点计时器本身具有计时功能，不需要秒表，故C错误； D．本实验探究运动学规律，不需要测量质量，故D错误。 故选A。 （2）[2]可以从打点计时器打出的纸带上直接测量得到的物理量是位移和时间，速度、加速度和平均速度需要进一步计算才能获取。 故选A。 （3）[3]由题意可知，相邻两计数点间的时间间隔为 打下计数点5时小车的速度为 （4）[4]如图所示。 （5）[5]图像的斜率表示加速度，根据v-t图像可知，小车运动的加速度大小为 变式2．（25-26高一上·安徽六安·期中）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所示，相邻的计数点之间的时间间隔为。      (1)根据纸带上的数据，该同学已将点1、2、3、5对应时刻的瞬时速度进行计算并填入表中，请你将点4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 数值/（） 0.165 0.214 0.263 _______ 0.363 (2)将上表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)利用纸带数据用逐差法求出小车的加速度大小为________（结果保留3位有效数字）； (4)如果当时电网中交变电流的频率比实验者采用的标称频率（50Hz）略高，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使加速度的测量值与真实值相比_____________（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。 【答案】(1)0.314 (2) (3)0.496 (4)偏小 【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，得出图线如答案所示。 （3）相邻的计数点之间的时间间隔为，根据逐差法可得 可得 （4）如果当时电网中交变电流的频率比标称的略高，而做实验的同学并不知道，根据，实验者计算时代入的频率比真实频率偏小，则由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏小。 变式3．（25-26高一上·北京顺义·期中）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图为一次记录小车运动情况的纸带的一部分，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s。 (1)计算打各点时小车的瞬时速度大小，则______，，______。 (2)在如图坐标系中画出小车的图线，（描点作图）。 (3)并根据图线求______。 (4)将图线延长与纵轴相交，交点速度的含义：______。 【答案】(1) 1.38m/s 3.90m/s (2) (3) 12.6 (4)打计数点A时小车的瞬时速度 【详解】（1）由匀变速直线运动的规律得 （2） （3）由图像信息得 （4）由得，与纵轴交点代表打计数点A时小车的瞬时速度即时刻小车的速度。 考点二 用光电门研究匀变速运动 例1．（25-26高一上·广东东莞·阶段检测）光电计时器是一种常用的计时仪器，其结构如图1所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有滑块从a、b间通过时，光电计时器就可以显示出物体的挡光时间。现有某滑块在斜面上滑行，先后通过光电门1和2，计时器显示的挡光时间分别为t1、t2，从光电门1到光电门2所经历的总时间t3，用最小分度值为1mm的刻度尺测量滑块的长度d，示数如图2所示。 （1）测量滑块的长度为d； （2）滑块通过光电门1和2的速度大小分别为v1=___________、v2=___________；（用d、t1、t2表示） （3）滑块的平均加速度大小为a=___________；（用d、t1、t2、t3表示） （4）由此测得的滑块的瞬时速度v1和v2只是一个近似值，它们实质上是滑块通过光电门1和2的平均速度，要使瞬时速度的测量值更接近真实值，可将滑块的宽度___________一些（选填“增大”或“减小”）。 【答案】 减小 【详解】（2）[1]滑块通过光电门1的速度为 [2]滑块通过光电门2的速度为 （3）[3]滑块的平均加速度大小为 （4）[4]根据可知，当越趋近于0时，所求的平均速度越接近于瞬时速度。所以由此测得的滑块的瞬时速度和只是一个近似值，它们实质上是滑块通过光电门1和2的平均速度，要使瞬时速度的测量值更接近真实值，可将滑块的宽度减小一些。 例2．（25-26高一上·陕西榆林·期中）某学习小组利用如图所示的装置测量当地重力加速度。将小球从某位置静止释放，当小球从光电门中经过时，光电门1、光电门2记录它的遮光时间分别为、，两光电门的高度差为h，测得实验时所用小球的直径为d（d很小）。当地重力加速度记为g，完成下面的问题：（计算结果均用题中字母表示） (1)实验室提供下列小球，最合适实验的是______。 A．塑料球 B．小木球 C．小钢球 D．玻璃球 (2)小球通过光电门1时的速度大小________。 (3)若小球做自由落体运动，则应满足关系式__________。（用题中出现的物理量符号表示） 【答案】(1)C (2) (3) 【详解】（1）为了减小阻力的影响，小球应选择质量大一些，体积小一些的，则选择小钢球最合适，C正确。 （2）小球通过光电门1时的速度大小 （3）小球做自由落体运动，由匀变速直线运动规律 可得 例3．（25-26高一上·内蒙古赤峰·期中）在测量当地的重力加速度的实验中。A同学采用图甲所示的实验方案，直径为d的小铁球被电磁铁吸附在装置顶端处于静止状态，由于d较小，可以用小铁球通过光电门时的平均速度来表示瞬时速度。测出球心到光电门的高度为h，断开电磁铁电源，小铁球做自由落体运动，测得小铁球通过光电门的时间为Δt，多次改变h，重复上述实验。B同学采用图丙所示的实验方案，在同一竖直线上固定两个光电门，保持光电门1的位置及小球静止释放的位置O不变，移动光电门2改变两个光电门的距离，记录小球从光电门1运动到光电门2所经历的时间t及对应的两光电门的间距x。 (1)A同学的方案中小铁球通过光电门时的速度________（选用由题目所给物理量符号表示）； (2)A同学的方案中，A同学利用测量数据作出图像如图乙所示，并求得图像的斜率为k。则当地的重力加速度________（用k表示）； (3)B同学的方案中，B同学利用测量数据作出了图像如图丁所示，并求得图像的斜率为，纵轴截距为。当地的重力加速度________（用表示），小球自O点下落到光电门1的时间为________（用、表示）。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由于小铁球直径d较小，经过光电门时的瞬时速度近似等于其平均速度，即 （2）小铁球自由下落，根据自由落体运动的规律可得 可知图像的斜率为 解得 （3）[1][2]设小球经过光电门1的速度为，根据匀变速直线运动规律可得 整理可得 因此在图像中，其纵截距 斜率为 联立解得， 变式1．（25-26高一上·云南文山·期中）实验课上，一组同学运用电火花计时器探究匀变速直线运动的规律，其实验装置如图甲所示，打出的一段纸带如图乙所示；二组同学借助电磁装置和光电门探究自由落体运动的规律，其实验装置如图丙所示，根据数据作出的图像如图丁所示。 (1)若打点计时器的频率为，每隔3个计时点（图中未画出）取1个计数点，则图乙中相邻两个计数点之间的时间间隔为__________，计时器打下计数点时小车的瞬时速度为__________，小车运行的加速度为__________。（结果均保留两位有效数字） (2)二组同学断开电源释放小球的过程中，始终保持光电门1的位置不动，多次改变光电门2的位置，作出的图像中的横坐标为光电门2到光电门1的距离，纵坐标中的为小球通过光电门2的时间，已知图像的截距为，光电门2到光电门1的距离为时，对应的纵坐标为，小球直径为，则小球通过光电门1的瞬时速度为__________，当地的重力加速度为__________。（用题中物理量的字母表示） 【答案】(1) 0.080 0.39 0.31 (2) 【详解】（1）[1]打点计时器的频率为，则打点周期 每隔3个计时点取1个计数点，则相邻两个计数点之间的时间间隔为 [2]根据匀变速规律有 解得 根据匀变速直线运动的推论，某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，点是点与点的中间时刻，则小车的瞬时速度为 [3]由于连续相等时间内的位移差，所以 解得小车运行的加速度为 （2）[1]小球通过光电门2的瞬时速度为 小球在向下运动的过程中做匀加速直线运动，从光电门1运行到光电门2，根据速度与位移的关系式 解得图丁中纵坐标随横坐标变化的函数表达式 由图像可知，当时，纵轴截距为 解得小球通过光电门1的瞬时速度为 [2]根据，该直线的斜率 由图丁可知 解得当地的重力加速度为 变式2．（25-26高一上·广西钦州·期中）小明同学利用气垫导轨和光电门测滑块加速度。滑块上安装了宽度d=3cm的遮光片，沿倾斜气垫导轨先后通过两个光电门，计时器记录了遮光片通过第一个光电门的时间，通过第二个光电门的时间。 (1)滑块通过光电门1时的速度大小v1=________m/s。 (2)小明用刻度尺测出两个光电门距离x=15cm，则滑块加速度的表达式是a=________（用已知量的符号表示）。 (3)瞬时速度v1和v2只是一个近似值，它们实质上是遮光条通过光电门1和2时的平均速度，要使v1和v2的测量值更接近真实值，可将遮光条的宽度适当___________（填“增大”或“减小”）。 【答案】(1)0.1 (2) (3)减小 【详解】（1）滑块经过光电门1时的速度为 解得。 （2）滑块经过光电门2时的速度为 根据运动学公式 联立可得滑块的加速度表达式为 （3）不考虑测量的相对误差，测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时的平均速度，遮光条的宽度越小，越接近瞬时速度。故填减小。 变式3．（25-26高一上·山东淄博·阶段检测）如图所示中的甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的计时仪器。光电计时器像打点计时器一样，也是一种研究物体运动情况的计时仪器，其结构如图丙所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当一辆带有挡光片的小车从a、b间通过时，光电计时器就可以显示挡光片的挡光时间。某同学在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，做了一个U形遮光板如图丁所示，两个遮光片宽度均为，将此U形遮光板装在小车上，让小车做匀变速直线运动通过静止的光电计时器，实验时测得两次遮光时间分别为，，从第一个遮光片遮光到第二个遮光片遮光经过的时间，则： (1)图乙是________（选填“电磁”或“电火花”）打点计时器，电源采用的是________（选填“交流约为”或“交流”）。 (2)第一个遮光片通过光电门的速度大小为________，小车做加速直线运动的加速度大小为________。 【答案】(1) 电火花 交流 (2) 【详解】（1）[1][2]图乙中，打点计时器的电源插头直接插交流电源，因此是电火花打点计时器，电源采用交流 （2）[1]遮光片宽度 第一个遮光片的挡光时间，由于遮光片很窄，通过光电门的时间极短，可以用这段时间内的平均速度近似表示瞬时速度，即 [2]第二个遮光片的挡光时间， 从第一个遮光片遮光到第二个遮光片遮光经历的总时间为，根据加速度的定义式 2 学科网（北京）股份有限公司 $