第1章 实验一 用打点计时器测量小车的速度、研究小车的运动-【优化探究】2027年高考物理一轮复习高考总复习配套课件（教科版）

该高中物理高考复习课件聚焦“用打点计时器测量速度及匀变速直线运动规律”实验专题，依据高考评价体系明确打点计时器使用、纸带数据处理、加速度计算等核心考点，通过分析近五年高考真题，归纳出基础操作（占30%）、数据处理（占45%）、误差分析（占25%）的常考题型，构建系统备考框架。 课件亮点在于“真题解析+素养提升”的复习模式，如以2026年四川绵阳开学考真题为例，详解逐差法求加速度、v-t图像斜率分析等技巧，培养学生科学探究（实验操作与数据处理）和科学思维（模型建构与推理）素养。特设“易错警示”模块，帮助学生规避周期计算错误等问题，教师可据此实施精准教学，助力学生高效冲刺高考。

实验一　用打点计时器测量小车的速度、研究小车的运动 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的规律 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　自主学习 实验要点　强化关键能力 命题点一　教材原型实验 命题点二　实验创新设计 内容索引 3 实验技能　自主学习 一 4 方案一　用打点计时器进行研究 原理装置图   5 操作要求 (1)按照实验装置，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，纸带前端固定在小车后面，然后穿过打点计时器。 (3)把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后用手拉动细绳，使小车沿木板做直线运动。 (4)小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带。 (5)更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。 6 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，防止小车与滑轮相撞。 (4)纸带选取：选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点迹密集部分，适当选取计数点。 (5)准确作图：应作一条直线，让尽量多的点落到这条直线上，落不到直线上的点应均匀分布在直线的两侧。 7 数据 处理 (1)分析物体的运动性质——测量相邻计数点间的距离，计算相邻计数点距离之差，看其是否为常数，从而确定物体的运动性质。 (2)利用逐差法求解平均加速度：a1＝，a2＝，a3＝，a＝。 (3)利用平均速度公式求瞬时速度：vn＝。 (4)利用速度—时间图像求加速度 ①作出速度—时间图像，通过图像的斜率求解物体的加速度； ②剪下相邻计数点间的纸带紧排在一起求解加速度。 8 方案二　用位移传感器进行研究 原理装置图 操作要求   (1)硬件系统的连接和调整。将轨道支架、力学轨道、位移传感器、接收端、数据采集器和计算机连接起来，如图所示，使轨道倾斜放置。 (2)对软件系统进行设置。启动计算机，打开位移传感器，进入软件界面，在采集设置中点击“调零”按钮，同时将小车放置在斜面顶端保持静止。 (3)开始实验。点击软件“开始”按钮的同时，释放小车，表格自动记录数据。 9 数据处理 (1)在软件的绘图设置对话框中，将横轴设置为t，纵轴设置为v，可以生成v－t的散点图。 (2)利用软件的图像分析中的“线性拟合”功能，得到v－t 图像。   10 实验要点　强化关键能力 二 11 命题点一　教材原型实验 12 [典例1]　(2026·四川绵阳高三开学考)在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中： 13 (1)图甲是电磁打点计时器，其使用的是______________(选填“约6 V交流电”或“220 V直流电”)。  [解析]　电磁打点计时器，其使用的是约6 V交流电。 约6 V交流电 14 (2)如图乙所示为实验所打出的一段纸带，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离AB＝3.0 cm、BC＝4.0 cm、CD＝5.0 cm、DE＝6.0 cm、EF＝7.0 cm、FG＝8.0 cm，相邻计数点之间的时间间隔为0.10 s。若认为某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度，则打计数点C时小车对应的速度大小为vC＝__________m/s，小车运动的加速度大小为a＝__________m/s2。(均保留两位有效数字)  0.45　 1.0 15 [解析]　由题意可得，打计数点C时小车对应的速度大小为vC＝ m/s＝0.45 m/s；根据Δx＝aT2可得，小车运动的加速度大小为a＝ m/s2＝1.0 m/s2。 16 (3)若所用交流电的频率为51 Hz，计算周期时所用频率为50 Hz，则加速度的测量值__________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。  小于 17 [解析]　若所用交流电的频率为51 Hz，而计算周期为50 Hz，根据T＝可知，实际周期比计算周期小，即计算周期偏大，根据a＝可知，加速度的测量值小于真实值。 18 1.电磁打点计时器与电火花打点计时器的比较(如图所示) 归纳总结 (1)作用：计时仪器，当接频率为50 Hz的交变电流时，每隔0.02 s打一次点。 (2)工作条件 19 2.计时点和计数点的区别 (1)计时点是打点计时器打在纸带上的实际点，如果使用50 Hz的交流电源，两相邻计时点的时间间隔为0.02 s。 (2)计数点是人们根据需要相隔一定数目的计时点取一个计数点，两个相邻计数点的时间间隔由相隔计时点的个数而定。 注意：“每打n个计时点取一个计数点”与“每隔(n－1)个计时点取一个计数点”的时间间隔相等，即T＝nT0， 其中T0为相邻计时点的时间间隔，由所用交流电源的频率决定，T为相邻计数点的时间间隔。 20 [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”，电火花打点计时器 使用的是频率为50 Hz的交流电源。 (1)电火花打点计时器的工作电压为__________(选填“6 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 21 [解析]　电火花打点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。 22 (2)下列说法中正确的是__________。   A.实验时，先释放纸带，再接通电源 B.实验时，先接通电源，待打点稳定后，再释放纸带 C.实验时，先接通电源或先释放纸带都可以 D.纸带上打点越密集说明纸带运动速度越大 B [解析]　实验中为了在纸带上打出更多的点，具体操作中要求先接通打点计时器的电源然后释放小车，故A、C错误，B正确；纸带上打点越密集，说明纸带的运动速度越小，故D错误。 23 (3)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)。已知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 24 [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。 25 (4)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) [答案]　图见解析 26 [解析]　观察这些点大致落在一条直 线上，离直线较远的点舍弃，所以 将这些点连成一条直线，如图所示。 根据图线可求出小车的加速度a＝ m/s2≈1.53 m/s2。 27 命题点二　实验创新设计 28 1.实验器材的改进及速度的测量方法 29 2.获得加速度方法的改进 靠重物的拉力获得加速度长木板倾斜靠重力沿斜面方向的分力获得加速度，如图甲、乙所示。 30 3.用频闪照相的方法、滴水法或光电计时器、手机录像代替打点计时器。 通过以上装置的改进能最大限度地减少因长木板和打点计时器的限位孔的阻力而导致的小车加速度不恒定带来的误差，使小车尽可能做匀加速直线运动，以提高实验的精确度。 31 [典例3]　(2026·四川眉山高三开学考 试)某校研究性学习小组的同学用如图 甲所示的滴水法测量一小车在斜面上 运动时的加速度。实验过程如下：在 斜面上铺上白纸，用图钉钉住；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为每0.2 s滴一滴(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；随即在撤去浅盘的同时放开小车，于是水滴在白纸上留下标志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。 32 图乙为实验得到的一条纸带，用刻度尺 量出相邻点之间的距离是：x01＝1.40 cm、 x12＝2.15 cm、x23＝2.91 cm、x34＝ 3.65 cm、x45＝4.41 cm、x56＝5.15 cm， 试问： (1)滴水计时器的原理与课本上介绍的________________原理类似。   打点计时器 [解析]　滴水计时器的原理与课本上介绍的打点计时器原理类似。 33 (2)由纸带数据计算可得计数点4所代表时 刻的瞬时速度v4＝__________m/s，计算 小车的加速度a的表达式为 _________________________________， 计算结果为__________m/s2。(结果均保 留两位有效数字)   0.20 a＝　 0.19 [解析]　计数点4所代表时刻的瞬时速度v4＝≈0.20 m/s，小车的加速度a的表达式为a＝，代入数据可得a≈0.19 m/s2。 34 [典例4]　利用如图所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动。当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t。改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用刻度尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值，所得数据如下表所示。 s/m 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 0.950 t/ms 292.9 371.5 452.3 552.8 673.8 776.4 /(m·s－1) 1.71 1.62 1.55 1.45 1.34 1.22 35 完成下列填空和作图： (1)若滑块所受摩擦力为一定值，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度vt、测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是 ___________________________。  ＝vt(或s＝vttat2) [解析]　滑块从光电门甲到光电门乙，中间时刻的瞬时速度v＝，设经过光电门乙时的速度为vt，则vt＝，整理得＝vt。 36 (2)根据表中给出的数据，在图中给出的坐标纸上画出t图线。 37 [答案]　如图所示 38 (3)由所画出的t图线，得出滑块加速度的大小为a＝___________ ________m/s2 (保留两位有效数字)。  2.0(1.8~2.2 均可) [解析]　由＝vt可知，t图像中 图线斜率的绝对值|k|＝，由图线可知|k| ＝1.0 m/s2，故a＝2|k|＝2.0 m/s2。 39 $