第1章 实验一 探究小车速度随时间变化的规律-【优化探究】2027年高考物理一轮复习高考总复习配套课件（江苏专版）

该高中物理高考复习课件聚焦“探究小车速度随时间变化的规律”实验专题，依据高考评价体系明确打点计时器使用、速度与加速度计算、匀变速运动判断等核心考查要求。通过梳理教材原型实验与创新拓展实验，分析得出纸带数据处理（占比约50%）、实验操作规范（占比30%）等高频考点，归纳出实验步骤排序、逐差法求加速度等常考题型。 课件亮点在于“真题引领+素养导向”的备考设计，如结合2025北京卷实验步骤排序题强化科学探究素养，通过2022江苏卷手机测重力加速度题培养科学思维。针对纸带数据处理，详解逐差法、v-t图像法等突破方法，特设“易错警示”（如计数点时间间隔易误算），帮助学生掌握答题技巧。教师可借助此课件系统开展实验专题复习，提升学生高考冲刺效率。

实验一　探究小车速度随时间变化的规律 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 1 [学习目标]　1.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。2.掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法。 2 实验技能　梳理必备知识 实验要点　强化关键能力 命题点一　教材原型实验 命题点二　创新拓展实验 内容索引 3 实验技能　梳理必备知识 一 4 1.实验器材 电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端带有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、槽码、刻度尺、导线、电源、复写纸。 注：了解两种计时器 (1)电磁打点计时器(如图) 5 (2)电火花计时器(如图) (3)工作条件： 6 2.实验原理(如图所示) 3.实验步骤 (1)按照图示安装实验装置，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源。 (2)把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的槽码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面。 (3)把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小车。 (4)小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带。 (5)换纸带重复实验三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析。 4.注意事项 (1)平行：纸带、细绳要和长木板平行。 (2)两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源，后取下纸带。 (3)防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止槽码落地及小车与滑轮相撞。 (4)减小误差：小车的加速度宜适当大些，可以减小长度测量的相对误差，计算加速度大小时以能在约50 cm 的纸带上清楚地取6~7个计数点为宜。 (5)小车从靠近打点计时器的位置释放。 1.匀变速直线运动的判断 (1)若物体在连续相等时间T内的位移之差Δx为一恒量，即Δx=aT2，则物体做匀变速直线运动。 (2)利用“平均速度法”确定多个点的瞬时速度，作出物体运动的v－t图像，若图像是一条倾斜的直线，则物体做匀变速直线运动。 2.由纸带计算某点的瞬时速度 根据匀变速直线运动中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来计算，即vn=。 3.利用纸带求物体加速度的方法 (1)逐差法：根据x4－x1=3a1T2，x5－x2=3a2T2，x6－x3=3a3T2(T为相邻计数点之间的时间间隔)，求出a1=，a2=，a3=，然后取平均值，即a=，a即为物体的加速度。 特别提醒：在数据处理时可以对纸带重新分段，把6段距离分为“前三”和“后三”，“后三”减“前三”也为相邻相等时间间隔内的位移差，时间间隔为3T。 (2)图像法：①利用vn= 求出打各点时纸带的瞬时速度，然后作出v－t图像，用v－t图像的斜率求物体运动的加速度。 ②剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度。 实验要点　强化关键能力 二 13 命题点一　教材原型实验 14 [典例1]　(2025·北京卷，节选)利用打 点计时器研究匀变速直线运动的规律， 实验装置如图1所示。 (1)按照图1安装好器材，下列实验步骤正 确的操作顺序为　　　　。  A.释放小车 B.接通打点计时器的电源 C.调整滑轮位置，使细线与木板平行 CBA [解析]　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C、B、A。 15 [解析]　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。题图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。 (2)实验中打出的一条纸带如图2所示，A、B、C为依次选取的三个计数点(相邻计数点间有4个点未画出)，可以判断纸带的　　　　(选填“左端”或“右端”)与小车相连。  左端 (3)图2中相邻计数点间的时间间隔为T，则打B点时小车的速度v= 　 　　　。  . [解析]　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。打B点的时刻为小车在A、C间运动的中间时刻，AC间位移为x2，时间间隔为2T，则v=。 17 [典例2]　某班同学利用如图甲所示 装置“探究小车速度随时间变化的 规律”，电火花计时器使用的是频 率为50 Hz的交流电源。 (1)电火花计时器的工作电压为　　　　(选填“8 V”或“220 V”)。安装纸带时，需要将纸带置于　 　　　　(选填“复写纸”或“墨粉纸盘”)的　　　　(选填“上方”或“下方”)。   220 V 墨粉纸盘 下方 [解析]　电火花计时器的工作电压为220 V，安装纸带时，应将纸带置于墨粉纸盘的下方。 18 (2)第1个实验小组所得纸带上打出的部分计数点如图乙所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出)。x1=3.59 cm，x2=4.41 cm，x3= 5.19 cm，x4=5.97 cm，x5=6.78 cm，x6=7.64 cm，则小车的加速度 a=　　 .m/s2 (要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打B点时小车的速度vB=　 　　　m/s。(结果均保留两位有效数字)  0.80 0.40 19 [解析]　 相邻两个计数点间的时间间隔为T=0.1 s， 由逐差法得小车的加速度a==0.80 m/s2， 打点计时器在打B点时小车的速度为 vB= m/s=0.40 m/s。 20 (3)第2个实验小组计算出所得纸带 上各计数点对应的速度后，在坐标 系中描出的点如图丙所示，请根据 这些点在图丙中作出v－t图像，并 根据图像计算出小车运动的加速度 a=　　 　m/s2 (结果保留三位有效数字)。   1.53(1.52~1.54均可) 21 [解析]　 观察这些点大部分落在一条直线上，离直线较远的点可舍弃，所以作出的v－t图像如图所示。 根据图线可求出小车的加速 度a=m/s2≈1.53 m/s2。 [答案]　 见解析图 命题点二　创新拓展实验 23 [典例3]　如图所示，在已调节水平的气垫导轨上测滑块运动的加速度。测得遮光条宽度Δx=2.00 cm。滑块在槽码重力作用下先后通过两个光电 24 门,配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间Δt1=0.200 s，通过第二个光电门的时间Δt2=0.050 s，遮光条从遮住第一个光电门到遮住第二个光电门的时间间隔t=2.500 s，则滑块的加速度a=　　 　m/s2 (保留三位有效数字)。小张认为不必测量时间t而改为测量　　　  . 　　 　， 也能测出滑块的加速度a。为了提高测量加速度的精度，在选择遮光条宽度Δx时，需要考虑的因素有(写出其中的两项)：　　 . 　 。  0.120 两光电门中 心间的距离 遮光 条应选择较窄的，但不能过窄 25 [解析]　遮光条通过第一个光电门的速度 v1==0.1 m/s， 通过第二个光电门的速度v2==0.4 m/s， 滑块的加速度a==0.120 m/s2。 根据=2ax得a=，不必测量时间t而改为测量两光电门中心间的距离，也能测出滑块的加速度a。 用极短时间内的平均速度表示瞬时速度，遮光条越窄，用平均速度表示瞬时速度越准确，所以遮光条选择较窄的。但遮光条宽度并不是越窄越好，遮光条过窄，读数误差变大，所以遮光条应选择较窄的，但不能过窄。 26 [典例4]　(2022·江苏卷)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。 27 (1)现有以下材质的小球，实验中应当选用　　　　。  A.钢球　 B.乒乓球　　 C.橡胶球 A [解析]　为了减小空气阻力的影响，应该选用材质密度较大的钢球，故A正确。 28 (2)用分度值为1 mm的刻度尺测量某级台阶高度h的示数如图乙所示，则h=　　　　cm。  61.20 [解析]　 刻度尺的分度值为1 mm，需估读到分度值的下一位，由题图可知h=61.20 cm。 29 (3)作出2h－t2图线，如图丙所示， 则可得到重力加速度g=　 　m/s2 (保留三位有效数字)。  9.55 [解析]　 根据h= gt2变形得2h=gt2， 故在2h－t2图像中图线的斜率表示重力加速度，则根据图线有 g= m/s2≈9.55 m/s2。 30 [解析]　下落过程中声音传播的时间为t1= ， 则小球下落的时间为t'=t＋t1=t＋。 (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v，考虑击打声的传播时间，则小球下落时间 可表示为t'=　　　　(用h、t和v表示)。  t＋ 31 (5)有同学认为，小明在实验中未考虑木条厚度，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：　　 . 　　　　　　　。  不正确， 理由见解析 [解析]　考虑木条厚度Δh时，小球实际下落的高度为h＋Δh，根据自由落体运动规律有h＋Δh= gt2，故2h=gt2－2Δh，在2h－t2图像中图线的斜率仍为重力加速度。 32 $