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（课时作业）-【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“运动的描述与匀变速直线运动规律”核心模块，依据高考评价体系梳理了打点计时器使用、加速度测量、平均速度与瞬时速度关系等实验考点，通过近5年真题分析明确实验题占分约25%，归纳出实验步骤排序、纸带数据处理、图像法分析等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题情境+科学探究+思维建模”策略，如以2023全国甲卷纸带实验为案例，用逐差法推导加速度公式，培养科学思维与科学探究素养。设“易错警示”专栏纠正时间间隔计算等误区，教师可依托高频考点分布指导专项突破，助力学生掌握实验规范与数据处理技巧，提升高考得分率。

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 1.(6分)(2025·北京卷)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 2 3 4 5 6 1 CBA 解析：实验中，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CBA。 2 (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。  2 3 4 5 6 1 左端 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。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。 3 (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＝__________。  2 3 4 5 6 1 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。B点为A、C的中间时刻，A、C间位移为x2，时间间隔为2T，则v＝。 4 2.(6分)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，结果如下表所示： 2 3 4 5 6 1 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___________________________________。  相邻1 s内的位移之差都接近Δx＝80 m 5 解析：第1 s内的位移x1＝507 m，第2 s内的位移x2＝587 m，第3 s内的位移x3＝665 m，第4 s内的位移x4＝746 m，第5 s内的位移x5＝824 m，第 6 s内的位移x6＝904 m，则相邻1 s内的位移之差都接近Δx＝80 m，因此飞行器在这段时间内做匀加速运动。 2 3 4 5 6 1 t/s 0 1 2 3 4 5 6 x/m 0 507 1 094 1 759 2 505 3 329 4 233 6 (2)当x＝507 m时，该飞行器速度的大小v1＝__________m/s。  2 3 4 5 6 1 547 解析：当x＝507 m时，飞行器的速度等于0~2 s内的平均速度，则v1＝ m/s＝547 m/s。 t/s 0 1 2 3 4 5 6 x/m 0 507 1 094 1 759 2 505 3 329 4 233 7 (3)这段时间内该飞行器加速度的大小a＝__________m/s2(保留两位有效数字)。  2 3 4 5 6 1 79 t/s 0 1 2 3 4 5 6 x/m 0 507 1 094 1 759 2 505 3 329 4 233 解析：由匀加速运动的位移关系可知，该飞行器的加速度a＝ m/s2≈79 m/s2。 8 3.(6分)某同学用如图所示的装置来测量 当地的重力加速度，OD为竖直木板，让 小球从与O点等高处由静止释放，右侧 用一束平行光照射小球，小球在下落的 过程中便在木板上留下影子。用频闪照 相机拍摄小球在木板上影子的位置，如图中的O、A、B、C、D几个点。现测得O点到各点的距离分别为h1、h2、h3、h4。回答下列问题： 2 3 4 5 6 1 9 (1)为了减小空气对小球的阻力，应选择 质量__________、体积__________(均选 填“小”或“大”)的小球来做实验。  2 3 4 5 6 1 解析：为了减小空气对小球的阻力，应选择质量大、体积小的小球来做实验。 大　 小 10 (2)若照相机的闪光周期为T，则当地重力 加速度的表达式为g＝__________(用T、 h1、h2、h3、h4中的符号表示)。  2 3 4 5 6 1 解析：若照相机的闪光周期为T，由逐差法可得h4－h2－h2＝g(2T)2，则当地重力加速度的表达式为g＝。 11 4.(10分)(2023·全国甲卷)某同学利用如图(a)所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连，右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落，带动小车运动，打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图(b)所示。 2 3 4 5 6 1 12 (1)已知打出图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1 s。以打出A点时小车的位置为初始位置，将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移Δx填到表中，小车发生相应位移所用时间和平均速度分别为Δt和。表中ΔxAD＝__________cm，＝__________cm/s。  2 3 4 5 6 1 位移区间 AB AC AD AE AF Δx/cm 6.60 14.60 ΔxAD 34.90 47.30 /(cm·s－1) 66.0 73.0 87.3 94.6 24.00　 80.0 13 解析：A、D间的位移为 ΔxAD＝ΔxAB＋ΔxBC＋ΔxCD＝24.00 cm， 从A到D的时间为ΔtAD＝3ΔT＝0.3 s， AD段的平均速度为＝80.0 cm/s。 2 3 4 5 6 1 14 (2)根据表中数据，得到小车平均速度随时间Δt的变化关系，如图(c)所示。在图(c)中补全实验点。 2 3 4 5 6 1 答案：图见解析 15 解析：如图甲所示。 2 3 4 5 6 1 16 (3)从实验结果可知，小车运动的 －Δt图线可视为一条直线，此直线用方程＝kΔt＋b表示，其中k＝______________________cm/s2，b＝______________________cm/s。(结果均保留三位有效数字)  2 3 4 5 6 1 71.5(70.0~73.0均可) 59.0(58.2~59.8均可) Δt图线如图乙所示， 由图像可知，直线斜率k≈71.5 cm/s2， 截距b＝59.0 cm/s。 17 (4)根据(3)中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出A点时小车的速度大小vA＝_________，小车的加速度大小a＝_________。(结果用字母k、b表示)  2 3 4 5 6 1 b　 2k 解析：小车做匀加速运动，有 Δx＝vAΔta(Δt)2， 平均速度＝vAaΔt， 结合＝kΔt＋b知vA＝b，a＝2k。 18 5.(10分)(2026·广东广州模拟)用如图甲所示的实验装置来测量匀变速直线运动的加速度。 2 3 4 5 6 1 19 (1)实验的主要步骤： ①用游标卡尺测量挡光片的宽度d，结果如图乙所示，则d＝ __________mm；   ②用刻度尺测量A点与光电门所在位置B点之间的水平距离x； ③滑块从A点由静止释放(已知砝码落地前挡光片已通过光电门)； ④读出挡光片通过光电门所用的时间t； ⑤改变光电门的位置，滑块每次都从A点由静止释放，测量相应的x值并读出t值。 2 3 4 5 6 1 6.60 20 解析：主尺读数为6 mm，游标尺读数为0.05 mm×12＝0.60 mm，最终读数为6.60 mm。 2 3 4 5 6 1 21 (2)根据实验测得的数据，以x为横坐标， 为纵坐标，在坐标纸中作出x图 像如图丙所示，求得该图线的斜率k＝ ________________________________ _________m－1·s－2。由此进一步求 得滑块的加速度a＝_______________ _____________m·s－2。 (计算结果均保留三位有效数字)   2 3 4 5 6 1 2.38×104(2.28×104~2.52×104均 正确) 0.518(0.497~ 0.549均正确) 22 解析：滑块通过光电门时的瞬时速度为 v＝，根据速度位移公式得v2＝2ax，有 ＝2ax，整理得x，根据题图丙 知图线的斜率为k＝≈ 2.38×104 m－1·s－2；根据k＝得a＝ m/s2≈0.518 m/s2。 2 3 4 5 6 1 23 6.(10分)(2026·重庆巴蜀中学检测)某实验小组用图甲所示的装置“研究匀变速直线运动的规律”，实验步骤如下： 2 3 4 5 6 1 ①在斜面上靠近底端的适当位置A处安装光电门，连接数字毫秒计，并确保小球在斜面上运动时球心可以通过光电门发射孔与接收孔的连线； ②用游标卡尺测量小球的直径d； 24 ③将小球从斜面上适当位置B处，由静止开始释放，从数字毫秒计中读出小球通过光电门的挡光时间Δt； ④通过固定在斜面上的刻度尺测出A、B之间的距离l； ⑤改变小球释放位置，重复步骤③④，完成多次测量并记录数据。 (1)用游标卡尺测量小球的直径d时，游标卡尺的读数如图乙所示，则d ＝__________mm；某次实验中，测得Δt＝11.60 ms，则小球通过光电门的瞬时速度v＝__________m/s(结果保留两位有效数字)。   2 3 4 5 6 1 5.00　 0.43 25 解析：游标卡尺读数为d＝5 mm＋0×0.05 mm＝5.00 mm。 小球通过光电门的瞬时速度v＝ m/s≈0.43 m/s。 2 3 4 5 6 1 26 (2)若采用如图丙所示的图像法求小球的加速度，可以选用_________。  A.l－Δt图像　　　　 B.l图像 C.l图像 D.l－Δt2图像 2 3 4 5 6 1 C 解析：小球由B处运动到A处的过程中做匀加速运动，由运动学公式得v2＝2al，即2＝2al，解得l＝·，可知l∝，故选C。 27 (3)根据上述图像得到直线的斜率为k，则小球的加速度为__________(用题中出现的字母表示)。   2 3 4 5 6 1 解析：根据l＝·可知，斜率k＝，故小球的加速度a＝。 28 $