第1章 课时作业6 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“运动的描述”“匀变速直线运动的研究”实验专题，依据高考评价体系梳理打点计时器使用、瞬时速度与加速度计算等核心考查要点，通过真题分析明确实验操作规范（如先通电后释放小车）、数据处理（逐差法）等高频考点分布，构建完整备考体系。 课件亮点在于“真题情境+素养训练”，如结合2025年江苏泰州中学开学考试滴水法实验题，培养科学探究能力，通过电磁打点计时器与电火花计时器对比分析，提升科学思维。提供“误差分析模板”和“实验步骤口诀”，帮助学生掌握得分技巧，教师可据此精准复习，助力高效备考。

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 1.(12分)用如图甲所示的实验装置测量小车做直线运动的瞬时速度。 2 3 4 5 1 (1)图中所示的是　　　　(选填“A”或“B”)。  A.电磁打点计时器 B.电火花计时器 A 解析：图中所示的是电磁打点计时器，故选A。 2 (2)下列实验要求或操作，正确的是　　　　。  A.必须使用交流电源 B.钩码质量必须远小于小车质量 C.必须倾斜长木板以平衡小车所受到的阻力 D.小车应靠近打点计时器释放 E.先接通电源，再释放小车 ADE 2 3 4 5 1 解析： 根据打点计时器的工作原理可知实验装置需要使用交流电源，故A正确；在“测量小车做直线运动的瞬时速度”的实验中不需要平衡摩擦力，也不需要考虑绳上的拉力是否近似等于重力，所以不需要钩码质量远小于小车质量，故B、C错误；为了能多打出一些点便于数据处理，小车释放前应靠近打点计时器，故D正确；实验中应先接通电源，再释放小车，故E正确。 (3)小组通过实验得到了如图乙所示的一条纸带(每两个相邻计数点间还有4个点没有画出来)，相邻两个计数点间的距离已在图中标出。 ①根据连续相等的时间间隔内的　　　 　基本相等，可认为小车做匀变速直线运动。乙图中纸带　　　　(选填“左”或“右”)侧是与小车相连的一端。  位移差 左 解析： 根据连续相等的时间间隔内的位移差基本相等，可认为小车做匀变速直线运动。因为小车做加速运动，计数点之间的距离越来越大，所以乙图中纸带左侧是与小车相连的一端。 2 3 4 5 1 ②已知交流电源的频率为50 Hz，则在打下C点时小车的速度大小为 　　　　m/s(保留三位有效数字)，小车运动的加速度大小为　　　m/s2 (保留两位有效数字)。  0.844 1.7 解析：在打下C点时小车的速度大小为 vC= m/s=0.844 m/s。 小车运动的加速度大小为 a= m/s2≈1.7 m/s2。 2 3 4 5 1 2.(10分)(2025·江苏泰州中学开学考试)实验室中某同学用如图甲所示的滴水法测量小车在斜面上运动时的加速度。实验过程如下：在斜面上铺上白纸，用图钉固定；把滴水计时器固定在小车的末端，在小车上固定一平衡物；调节滴水计时器的滴水速度，使其每0.2 s滴一滴水(以滴水计时器内盛满水为准)；在斜面顶端放置一浅盘，把小车放在斜面顶端，把调好的滴水计时器盛满水，使水滴能滴入浅盘内；然后撤去浅盘并同时放开小车，于是水滴在白纸上留下标记小车运动规律的点迹；小车到达斜面底端时立即将小车移开。 2 3 4 5 1 6 (1)关于本实验，下列说法正确的是　　　　。  A.本实验中还需要用到停表记录时间 B.在斜面上做实验是为了补偿小车下滑过程中的阻力 C.小车的质量越大，运动时加速度就越大 D.滴水计时器的计时原理和打点计时器的计时原理类似 解析：滴水计时器的计时原理与打点计时器计时原理类似，无需再用停表计时，故A项错误，D项正确；在斜面上做实验是为了使小车的重力沿斜面方向的分力大于小车下滑过程中的阻力，从而使小车做匀加速运动，进而测量小车加速度，故B项错误；设斜面倾角为θ，则小车运动过程中的加速度a==gsin θ－μgcos θ，与小车质量无关，故C项错误。 D 2 3 4 5 1 (2)经多次实验后发现，测量每个点迹到放开小车 时的点迹的距离x和对应的时间t，以x为纵轴、t2为 横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，连线后总 能得到如图乙所示的图像，这　　　　(选填“可以” 或“不能”)说明运动中小车的速度随时间均匀变 化，理由是　 . 　　　　　　　　　　　 　。 可以 由图乙可知小车运动时x∝t2，则小车做初速度为0的匀加速直线运动，则运动中小车的速度随时间均匀变化 解析： 由题图乙知x∝t2，则小车做初速度为0的匀加速直线运动，加速度为定值，因此运动中小车的速度随时间均匀变化。 2 3 4 5 1 (3)白纸上部分点迹如图丙所示，从图中读出A、B两点间距s=　　 　m；小车运动的加速度为　 　　m/s2。  0.007 0 0.05 解析：由题图丙知A、B两点间距s=7.0 mm=0.007 0 m， 小车运动的加速度为a==0.05 m/s2。 2 3 4 5 1 3.(4分)某同学利用如图甲所示的装置探究小车速度随时间变化的规律。将木板固定在水平桌面上，在沙桶中放入适量细沙，闭合打点计时器开关，由静止释放小车，得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取O、A、B、C、D、E、F共7个计数点(每相邻两个计数点间还有4个点没有画出)，计数点A、B、C、D、E、F与O点的间距如图乙所示。已知交流电源的频率为f。 2 3 4 5 1 10 (1)根据纸带上计数点间的距离，计算出打下D点时沙桶的瞬时速度大小 vD=　　 　　　　(用题中所给物理量的符号表示)。  . 解析：由于相邻两个计数点间还有4个点没 有画出，则相邻计数点之间的时间间隔T=， 根据题图甲可知，沙桶的速度大小为小车 速度大小的两倍，则打下D点时沙桶的瞬时 速度大小vD=2·。 2 3 4 5 1 (2)根据纸带上计数点间的距离，计算出沙桶的加速度大小a= 　　 　 .(用题中所给物理量的符号表示)。  . 解析：根据题图甲可知，沙桶的加速度 大小为小车加速度大小的两倍，根据逐 差法可知，沙桶的加速度大小 a=2·。 2 3 4 5 1 4.(12分)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中： (1)利用图中提供器材进行实验，若同时 有图中甲、乙两个打点计时器，考虑到 减小实验误差，优先选用　　　　(选填 “甲”或“乙”)。  2 3 4 5 1 甲 解析：图乙是电磁打点计时器，在打点的过程中振针和纸带的摩擦力太大，误差太大，图甲是电火花计时器，没有振针，摩擦力非常小，误差非常小，故优先选用甲。 13 (2)实验过程中，下列操作中正确的有　　　　。  A.在释放小车前，小车要靠近打点计时器 B.打点计时器放在长木板有滑轮的一端 C.先释放小车，后接通电源 D.跨过滑轮所吊重物越重越好，可以减小阻力的影响 A 解析： 为了能在纸带上打更多的点，在释放小车前，小车要靠近打点计时器，并且小车和打点计时器要远离定滑轮，故A正确，B错误；应先接通电源，后释放小车，否则纸带利用率不高，故C错误；跨过滑轮所吊重物并不是越重越好，重物过重会使小车的加速度过大，打出的点间距过大，不利于测量，故D错误。 2 3 4 5 1 (3)小兰同学打出的一条纸带如图所示，0、1、2、3、4为在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1 s。打点计时器打下点2时小车的速度大小为　　　　m/s；由纸带所示数据可算出小车的加速度大小为　　　　m/s2。(结果均保留两位有效数字)  1.5 2.0 2 3 4 5 1 解析：根据匀变速直线运动的推论，某段时间的中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，则打点计时器打下2点时小车的速度大小为v2=，代入数据解得v2=1.5 m/s；根据逐差法Δx=aT2可得，小车的加速度大小为a=，代入数据解得a=2.0 m/s2。 2 3 4 5 1 (4)小明同学在实验中也得到了一条较为理想的纸带，并用与小兰同学相同的方式标出了0、1、2、3、4五个计数点。由于不小心，纸带被撕断了，如图所示。请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答：在B、C、D三段纸带中从纸带A上撕下的那段应该是　　　，理由　　　 . 　　　　　　　　　　 　　 　　　　。  C 匀加速直线 运动中，相邻相等时间内位移的增加量相等 2 3 4 5 1 解析：在匀加速直线运动中，相邻相等时间内位移的增加量相等，相邻相等时间内的位移差为Δx=x2－x1=44.0 mm－36.0 mm=8.0 mm，因此x4=x2＋2Δx=44.0 mm＋2×8.0 mm=60.0 mm，故C正确。 5.(8分)物理实验课上，甲、乙两同学自主 设计实验方案测当地的重力加速度， 方案如下： 甲同学的方案： (1)如图甲所示，将打点计时器固定在铁 架台上，重物接上纸带，纸带穿过打点计 时器。打开电源，释放纸带，让重物自由 下落，得到纸带。 2 3 4 5 1 18 (2)打出的纸带如图乙所示，连续打出的实验点作为计数点1、2、3、4、5、6、7、8、9等，电源的频率为50 Hz，实验时纸带的　　　　(选填“左”或“右”)端应和重物相连接，由纸带所示数据可算出当地的重力加速度为　　　　m/s2(结果保留两位有效数字)。   右 9.6 2 3 4 5 1 解析：重物做匀加速直线运动，相等时间间隔内通过的位移越来越大，则打点间距越来越大，则实验时纸带的右端应和重物相连接；由题图乙的纸带数据，可得x2=2.02 cm，x7=3.94 cm，根据逐差法得x7－x2=5gT2， 则有g= m/s2=9.6 m/s2。 2 3 4 5 1 乙同学的方案： (3)如图丙所示，让小铁球从A点自由下落，下落过程中经过A点正下方的光电门B时，光电计时器记录下小球通过光电门的时间t，注意：图中未画出光电门B所接计时器。 2 3 4 5 1 (4)用螺旋测微器测量铁球的直径，如图丁所示，则其直径为d= 　 　mm。 8.475(8.474或8.476均可) 解析：螺旋测微器的精确值为0.01 mm，由题图丁可知铁球的直径为 d=8 mm＋47.5×0.01 mm=8.475 mm。 2 3 4 5 1 (5)用刻度尺测量出A、B之间距离h。 (6)调整A、B之间距离h，记录下小球通过光电门B 的时间t，多次重复上述过程。以为纵轴，以h为 横轴，理论上，h图像为过原点直线，如图戊 所示，其斜率为k0，则g=　　　　　　。   . 解析：小球经过光电门的挡光时间很短，可认为挡光过程的平均速度等于小球经过光电门时的速度，则有v=，根据运动学公式v2=2gh，联立可得h，可知h图像的斜率为k0=，解得g=。 2 3 4 5 1 $