第5讲 探究小车速度随时间变化的规律 期中复习讲义---2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

2026-2027学年高一上学期复习讲义 第5讲 探究小车速度随时间变化的规律 知识构建 基础梳理 一、基本原理与操作 原理装置图 (1)不需要平衡摩擦力 (2)不需要满足悬挂槽码质量远小于小车质量 操作要领 (1)平行：细绳、纸带与长木板平行 (2)靠近：小车释放前，应靠近打点计时器的位置 (3)先后：实验时先接通电源，后释放小车；实验后先断开电源，后取下纸带 (4)防撞：小车到达滑轮前让其停止运动，防止与滑轮相撞或掉下桌面摔坏 (5)适当：悬挂槽码要适当，避免纸带打出的点太少或过于密集 二、数据处理 1．由纸带计算某点的瞬时速度 根据匀变速直线运动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＝。 2．利用纸带求物体加速度的两种方法 (1)逐差法。 根据x4－x1＝x5－x2＝x6－x3＝3aT2(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＝＝，即为物体的加速度。 [说明]　在数据处理时也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。 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。 考向分析 考向一：实验原理与操作 例1.在“测量平均速度和瞬时速度”实验中： (1)某同学用如图所示的实验装置练习打点计时器的使用。 ①电磁打点计时器接______________（选填“低压直流”“低压交流”或“交流”）电源。 ②实验时，使小车靠近打点计时器，先接通电源，再放开小车 (2)通过打点计时器得到的一条纸带上的点不均匀，下列判断正确的是______________（填选项前的字母）。 A．点密集的地方小车运动的速度比较大 B．点密集的地方小车运动的速度比较小 C．点不均匀说明小车在相等时间内发生的位移不相等 D．点不均匀说明打点计时器有故障 (3)如图所示，在得到的纸带上已经标记了A、B、C、D、E、F等计数点（相邻两计数点之间还有4个打点未画出）打点计时器接在频率为的交流电源上。已知，，，，，，则在打点计时器打下F点时，小车运动的速度______________。（结果均保留两位有效数字） 【变式训练】打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你完成下列有关问题： (1)如图甲、乙所示是两种打点计时器的图片，其中乙是________计时器。 (2)甲打点计时器使用的电源为________（选填“低压交流”或“交流220V”）电源。 (3)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列做法正确的是_______ A．先释放小车，再接通电源 B．先接通电源，再释放小车 C．释放小车前将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D．释放小车前将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 (4)实验中，小车拖动纸带运动，用打点计时器打出的纸带如图丙所示，从某一清晰点开始，抽出、、、、五个计数点（相邻两个计数点间有四个点未画出）。用刻度尺量出各点与点间距离，已知纸带的左端与小车相连接，所用电源的频率为，则判断小车做________（填“加速”或“减速”）直线运动，打下B点时小车运动的速度大小为________。（计算结果保留2位小数） 考向二：数据处理与误差分析 例2.（1）研究小车匀变速直线运动的实验装置如图 （a）所示其中斜面倾角θ可调，打点计时器的工作频率为50Hz。纸带上计数点的间距如图； （b）所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。 ①部分实验步骤如下： A．测量完毕，关闭电源，取出纸带 B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车 C．将小车依靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连 D．把打点计时器固定在平板上 让纸带穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是： （用字母填写） ②图（b）中标出的相邻两计数点的时间间隔T= s ③计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5= 。 ④为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a= 。 【变式训练】（节选）下列是《普通高中物理课程标准》中列出的2个必做实验，请按要求完成相关实验内容。 (1)某同学用小车拉着纸带运动，并用频率为50Hz的打点计时器，把小车的运动信息记录在纸带上。A、B、C、D、E是纸带上连续的5个计数点，每相邻两计数点间有4个点未画出，相邻计数点的间距如图甲所示。 ①计算打下C点时小车的瞬时速度为 m/s（结果保留3位有效数字）； ②根据纸带上的数据，在误差允许范围内，任意相邻相等时间间隔的位移之差 （选填“均匀增大”“均匀减小”或“相等”），可判断小车做匀变速直线运动。 考向三：创新实验方案 例3. 某实验小组利用气垫导轨（摩擦力可忽略）和光电门探究匀变速直线运动的速度与位移关系。实验装置如图所示：滑块上安装了宽度为的遮光条，导轨上固定光电门，另一光电门可沿导轨移动。滑块在钩码牵引下从同一位置由静止释放。 实验时，记录遮光条通过光电门的时间和通过光电门的时间，并测量两光电门中心间的距离。通过多次移动，测得5组数据，并计算出滑块经过光电门时的速度平方，数据如下表所示。 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.103 0.143 0.183 0.223 0.263 (1)已知遮光条经过光电门时，数字计时器记录的时间为。请写出滑块经过点时瞬时速度的表达式__________________（用、表示），并计算出其数值__________________（结果保留两位有效数字）； (2)根据表中数据，作出图像。利用图像斜率，写出滑块运动加速度的表达式（用表示）__________________，并求出的具体数值__________________（结果保留两位有效数字）； (3)实验中，该同学直接用遮光条的平均速度来代替遮光条通过光电门时的瞬时速度。由于遮光条宽度不可忽略，这种近似处理会使测得的加速度与真实值相比________________________（偏大、偏小、等大）。 【变式训练】某同学采用如图a所示的装置测量瞬时速度。将气垫导轨一端垫高，在低端装上光电门，带遮光条的滑块从高端由静止释放，宽度为d的遮光条通过光电门光线的遮光时间为t，当d足够小时，可用平均速度表示遮光条经过光电门光线时的瞬时速度。 请完成下列实验内容： （1）某次实验，该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d、如图b，则d= cm； （2）改变并测量遮光条的宽度，重复实验，每次释放滑块时，保证遮光条的前端对应同一位置，记录遮光时间t，求出对应的平均速度，根据得到的实验数据，在图c的坐标系中描点； （3）根据所描的点，在图c中作出了随t变化的图线 ； （4）结合-t线，可求得遮光条宽度d趋于0时，经过光电门光线的瞬时速度v= m/s。（保留三位小数） 巩固练习 1．两个实验小组分别采用了不同的装置来测定物体的加速度。第一小组利用了电磁打点计时器和纸带如图1所示，第二小组使用了气垫导轨和光电门如图2所示。 (1)关于电磁打点计时器，以下说法正确的是_________； A．采用交流电源供电，电压为220 V B．纸带移动速度越大，相邻两点的间距越大 C．打点的周期由交流电的电压决定 D．先释放纸带，再接通电源 (2)关于光电门测速度，下列说法正确的是_________； A．利用光电门测量的速度利用了控制变量法 B．图2中滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间 C．遮光条宽度适当窄一些，光电门测量的瞬时速度更准确 D．利用光电门只能测量物体做匀变速直线运动的速度 (3)第一小组得到纸带的一部分如图3，每两个相邻计数点间有4个计时点（未画出），已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出第4个计数点的瞬时速度为_________m/s（结果保留两位有效数字）。 2．某探究小组的同学利用如图甲所示的装置研究小车的直线运动，图乙是某次实验获取的一段纸带，请回答以下问题： (1)打点计时器是一种使用______（“交流”或“直流”）电源的______（“计时”或“计长度”）仪器。 (2)接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是______。 A．先接通电源，再释放纸带 B．先释放纸带，再接通电源 C．释放纸带的同时接通电源 D．不同的实验要求不同 (3)除了图甲中标出的器材外，还需要______；（请填选项前的字母序号） A．弹簧测力计 B．秒表 C．天平 D．刻度尺 (4)实验中打点计时器每隔打一个点，若图乙纸带上相邻两个计数点之间还有四个点未画出，则相邻两个计数点之间的时间间隔为______s。 (5)打C点时小车的速度大小为______，平均速度大小为______。（以上两空，保留3位有效数字） 3．如图是某同学“测量瞬时速度”的实验装置图，他将光电门固定在水平气垫导轨上的B点、滑块上固定一遮光条，吊盘（含金属片）通过细线与滑块相连，实验中每次滑块都从导轨上的同一位置A由静止释放。 (1)本实验利用光电门测滑块的速度，所应用的物理方法是（　　） A．等效替代法 B．理想实验法 C．极限思维法 (2)若测得遮光条的宽度为d，遮光条通过光电门的时间为∆t，则滑块经过光电门时的速度v=________（用上述物理量的符号表示）。要提高测量的精确度，可以采取的方法是适当________（填“增大”或“减小”）遮光条的宽度。 (3)重复操作5次，得到数据如下表（表中数据单位为m/s） v1 v2 v3 v4 v5 0.340 0.330 0.318 0.352 0.310 求得滑块的平均速度v=________m/s（计算结果保留3位有效数字）。 4．某物理研究性学习小组用自己设计制作的“滴水计时器”来研究小车在水平桌面上的直线运动。如图（a）所示，将该计时器固定在小车旁，用手轻推一下小车，在小车的运动过程中滴水计时器等间隔时间滴下小水滴。图（b）记录了桌面上连续6个水滴的位置，已知滴水计时器每10 s滴下20个小水滴。 (1)由图（b）可知，小车在桌面上的运动方向是________。 (2)该小组同学根据图（b）数据判断出小车在做匀变速直线运动。滴水计时器滴下如图中A处水滴时，小车的速度大小为________m/s，加速度大小为________m/s2。（结果均保留2位有效数字） (3)如果当时滴水针头每10 s滴下21个小水滴，而做实验的同学并不知道，那么速度的测量值与实际值相比________（选填：“偏大”“偏小”或“不变”）。 探究小车速度随时间变化的规律 教材原型实验 1.求瞬时速度和加速度 创新实验方案 1.创新方案测瞬时速度和加速度 2.原型实验误差分析 2.创新实验误差分析 轻松学物理 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年高一上学期复习讲义 第5讲 探究小车速度随时间变化的规律 知识构建 基础梳理 一、基本原理与操作 原理装置图 (1)不需要平衡摩擦力 (2)不需要满足悬挂槽码质量远小于小车质量 操作要领 (1)平行：细绳、纸带与长木板平行 (2)靠近：小车释放前，应靠近打点计时器的位置 (3)先后：实验时先接通电源，后释放小车；实验后先断开电源，后取下纸带 (4)防撞：小车到达滑轮前让其停止运动，防止与滑轮相撞或掉下桌面摔坏 (5)适当：悬挂槽码要适当，避免纸带打出的点太少或过于密集 二、数据处理 1．由纸带计算某点的瞬时速度 根据匀变速直线运动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＝。 2．利用纸带求物体加速度的两种方法 (1)逐差法。 根据x4－x1＝x5－x2＝x6－x3＝3aT2(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＝＝，即为物体的加速度。 [说明]　在数据处理时也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。 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。 考向分析 考向一：实验原理与操作 例1.在“测量平均速度和瞬时速度”实验中： (1)某同学用如图所示的实验装置练习打点计时器的使用。 ①电磁打点计时器接______________（选填“低压直流”“低压交流”或“交流”）电源。 ②实验时，使小车靠近打点计时器，先接通电源，再放开小车 (2)通过打点计时器得到的一条纸带上的点不均匀，下列判断正确的是______________（填选项前的字母）。 A．点密集的地方小车运动的速度比较大 B．点密集的地方小车运动的速度比较小 C．点不均匀说明小车在相等时间内发生的位移不相等 D．点不均匀说明打点计时器有故障 (3)如图所示，在得到的纸带上已经标记了A、B、C、D、E、F等计数点（相邻两计数点之间还有4个打点未画出）打点计时器接在频率为的交流电源上。已知，，，，，，则在打点计时器打下F点时，小车运动的速度______________。（结果均保留两位有效数字） 【答案】(1)低压交流 (2)BC (3)0.84 【详解】（1）电磁打点计时器的工作电源为6~8V的低压交流电源。 （2）AB．打点计时器的打点时间间隔是固定的，点密集的地方，相邻点的间距小，说明相等时间内小车的位移小，对应速度小，故A错误，B正确； CD．点不均匀直接反映了相等时间内小车的位移不相等，说明小车做变速运动，并非打点计时器故障，故C正确，D错误。 故选BC。 （3）相邻计数点间有4个点未画出，打点频率为50Hz，因此相邻计数点的时间间隔 根据匀变速直线运动中，某点的瞬时速度等于相邻两点间的平均速度可知 【变式训练】打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你完成下列有关问题： (1)如图甲、乙所示是两种打点计时器的图片，其中乙是________计时器。 (2)甲打点计时器使用的电源为________（选填“低压交流”或“交流220V”）电源。 (3)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列做法正确的是_______ A．先释放小车，再接通电源 B．先接通电源，再释放小车 C．释放小车前将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D．释放小车前将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 (4)实验中，小车拖动纸带运动，用打点计时器打出的纸带如图丙所示，从某一清晰点开始，抽出、、、、五个计数点（相邻两个计数点间有四个点未画出）。用刻度尺量出各点与点间距离，已知纸带的左端与小车相连接，所用电源的频率为，则判断小车做________（填“加速”或“减速”）直线运动，打下B点时小车运动的速度大小为________。（计算结果保留2位小数） 【答案】(1)电磁打点 (2)交流220V (3)BD (4) 加速 0.62 【详解】（1）乙使用复写纸，有裸露的接线柱，是电磁打点计时器。 （2）甲是电火花计时器，使用220V交流电源。 （3）AB．为保证纸带上有足够空间供打点，应先接通电源，再释放小车，故A错误，B正确； CD．为保证纸带上有足够空间供打点，应将接好纸带的小车从靠近打点计时器处释放，故C错误，D正确。 故选BD。 （4）[1]所用电源的频率为，相邻两计数点间还有4个点没有画出，则每两个相邻计数点间的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s。分析纸带中的距离数据，相同时间间隔内的距离越来越大，小车做加速直线运动。 [2]分析各计数点间距离的数据可知连续相等时间间隔内的位移之差为一恒量1.80cm，由匀变速直线运动规律可知小车做匀变速直线运动，利用平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知 考向二：数据处理与误差分析 例2.（1）研究小车匀变速直线运动的实验装置如图 （a）所示其中斜面倾角θ可调，打点计时器的工作频率为50Hz。纸带上计数点的间距如图； （b）所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。 ①部分实验步骤如下： A．测量完毕，关闭电源，取出纸带 B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车 C．将小车依靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连 D．把打点计时器固定在平板上 让纸带穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是： （用字母填写） ②图（b）中标出的相邻两计数点的时间间隔T= s ③计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5= 。 ④为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a= 。 【答案】 DCBA 0.10s 【详解】①[1]按常规实验步骤，先安装再操作后整理，再根据打点计时器的使用方法可知正确步骤为DCBA； ②[2] 相邻两点之间还有4个记录点未画出，相邻两计数点的时间间隔为 T=5×0.02s=0.10s ③[3]由 得 ④[4]为了充分利用数据，应采用逐差法 a= 【变式训练】（节选）下列是《普通高中物理课程标准》中列出的2个必做实验，请按要求完成相关实验内容。 (1)某同学用小车拉着纸带运动，并用频率为50Hz的打点计时器，把小车的运动信息记录在纸带上。A、B、C、D、E是纸带上连续的5个计数点，每相邻两计数点间有4个点未画出，相邻计数点的间距如图甲所示。 ①计算打下C点时小车的瞬时速度为 m/s（结果保留3位有效数字）； ②根据纸带上的数据，在误差允许范围内，任意相邻相等时间间隔的位移之差 （选填“均匀增大”“均匀减小”或“相等”），可判断小车做匀变速直线运动。 【答案】(1) 0.640 相等 【详解】（1）[1]由于交变电流的频率为50Hz，且相邻两个计数点间还有4个点没有画出，则相邻两计数点间的时间间隔为 打下C点时小车的瞬时速度为 [2]根据纸带上的数据可得，， 由此可知，在误差允许范围内，任意相邻相等时间间隔的位移之差相等。 考向三：创新实验方案 例3. 某实验小组利用气垫导轨（摩擦力可忽略）和光电门探究匀变速直线运动的速度与位移关系。实验装置如图所示：滑块上安装了宽度为的遮光条，导轨上固定光电门，另一光电门可沿导轨移动。滑块在钩码牵引下从同一位置由静止释放。 实验时，记录遮光条通过光电门的时间和通过光电门的时间，并测量两光电门中心间的距离。通过多次移动，测得5组数据，并计算出滑块经过光电门时的速度平方，数据如下表所示。 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.103 0.143 0.183 0.223 0.263 (1)已知遮光条经过光电门时，数字计时器记录的时间为。请写出滑块经过点时瞬时速度的表达式__________________（用、表示），并计算出其数值__________________（结果保留两位有效数字）； (2)根据表中数据，作出图像。利用图像斜率，写出滑块运动加速度的表达式（用表示）__________________，并求出的具体数值__________________（结果保留两位有效数字）； (3)实验中，该同学直接用遮光条的平均速度来代替遮光条通过光电门时的瞬时速度。由于遮光条宽度不可忽略，这种近似处理会使测得的加速度与真实值相比________________________（偏大、偏小、等大）。 【答案】(1) 0.25 (2) 0.20 (3)偏大 【详解】（1）[1]遮光条通过光电门的时间极短，可用遮光条通过光电门的平均速度表示滑块经过的瞬时速度 [2]代入数据 （2）[1]滑块做匀加速直线运动，由 解得 所以以为纵轴、为横轴的图线是一条直线，图线的斜率，故 [2]由表中数据取和两点求斜率 所以 （3）设滑块做匀加速直线运动，加速度为真实值，当遮光条宽度为经过光电门时，测量速度等于遮光条通过光电门这段时间中间时刻的速度；真实速度，是遮光条中心（位移中点）经过光电门所在空间位置的瞬时速度，在匀加速运动中，时间中点的速度小于位移中点的速度，即 设遮光条经过光电门时的中间时刻速度为根据匀变速直线运动的速度公式，利用，则时间中点速度与位移中点速度的差值为 代入 解得 真实加速度由真实速度决定；测量加速度由测量速度决定 联立解得 因为，所以括号内的项是负数。 因此 两边同除以，则，因此测量值会偏大。 【变式训练】某同学采用如图a所示的装置测量瞬时速度。将气垫导轨一端垫高，在低端装上光电门，带遮光条的滑块从高端由静止释放，宽度为d的遮光条通过光电门光线的遮光时间为t，当d足够小时，可用平均速度表示遮光条经过光电门光线时的瞬时速度。 请完成下列实验内容： （1）某次实验，该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d、如图b，则d= cm； （2）改变并测量遮光条的宽度，重复实验，每次释放滑块时，保证遮光条的前端对应同一位置，记录遮光时间t，求出对应的平均速度，根据得到的实验数据，在图c的坐标系中描点； （3）根据所描的点，在图c中作出了随t变化的图线 ； （4）结合-t线，可求得遮光条宽度d趋于0时，经过光电门光线的瞬时速度v= m/s。（保留三位小数） 【答案】 1.06 见解析 2.244/1.245/2.246 【详解】（1）[1]遮光条的宽度 d=cm+6×0.1mm=1.06cm （3）[2]如图，使尽可能多的点落在直线上 （4）[3]遮光条宽度d趋于0时，即遮光时间趋于0时，图中直线与纵轴的交点即为经过光电门光线的瞬时速度，结合数学知识得 v≈2.244m/s 巩固练习 1．两个实验小组分别采用了不同的装置来测定物体的加速度。第一小组利用了电磁打点计时器和纸带如图1所示，第二小组使用了气垫导轨和光电门如图2所示。 (1)关于电磁打点计时器，以下说法正确的是_________； A．采用交流电源供电，电压为220 V B．纸带移动速度越大，相邻两点的间距越大 C．打点的周期由交流电的电压决定 D．先释放纸带，再接通电源 (2)关于光电门测速度，下列说法正确的是_________； A．利用光电门测量的速度利用了控制变量法 B．图2中滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间 C．遮光条宽度适当窄一些，光电门测量的瞬时速度更准确 D．利用光电门只能测量物体做匀变速直线运动的速度 (3)第一小组得到纸带的一部分如图3，每两个相邻计数点间有4个计时点（未画出），已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出第4个计数点的瞬时速度为_________m/s（结果保留两位有效数字）。 【答案】(1)B (2)C (3)0.81 【详解】（1）A．电磁打点计时器使用4~6 V低压交流电，220 V是电火花打点计时器的电压，故A错误； B．位移 相邻打点的时间间隔固定，纸带速度越大，相邻点间距越大，故B正确； C．打点周期由交流电的频率决定，和电压无关，故C错误； D．实验操作需要先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，故D错误。 故选B。 （2）A．光电门测量瞬时速度是利用平均速度近似代替瞬时速度，属于近似法，不是控制变量法，故A错误； B．由光电门的速度计算公式得 滑块从右向左做加速运动，速度越来越大，遮光条宽度不变，先通过的光电门1速度更小，时间更长，即通过光电门1的时间大于光电门2的时间，故B错误； C．遮光条宽度越窄，平均速度越接近真实瞬时速度，测量结果更准确，故C正确； D．光电门可以测量任意运动的瞬时速度，不局限于匀变速直线运动，故D错误。 故选C。 （3）已知交流电频率，打点周期为，每两个相邻计数点间有4个点未画出，因此相邻计数点的时间间隔 利用一段时间内的平均速度等于中间时刻瞬时速度可得 2．某探究小组的同学利用如图甲所示的装置研究小车的直线运动，图乙是某次实验获取的一段纸带，请回答以下问题： (1)打点计时器是一种使用______（“交流”或“直流”）电源的______（“计时”或“计长度”）仪器。 (2)接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是______。 A．先接通电源，再释放纸带 B．先释放纸带，再接通电源 C．释放纸带的同时接通电源 D．不同的实验要求不同 (3)除了图甲中标出的器材外，还需要______；（请填选项前的字母序号） A．弹簧测力计 B．秒表 C．天平 D．刻度尺 (4)实验中打点计时器每隔打一个点，若图乙纸带上相邻两个计数点之间还有四个点未画出，则相邻两个计数点之间的时间间隔为______s。 (5)打C点时小车的速度大小为______，平均速度大小为______。（以上两空，保留3位有效数字） 【答案】(1) 交流 计时 (2)A (3)D (4)0.1 (5) 0.543 0.407 【详解】（1）[1]打点计时器的工作电源为交流电源； [2]打点计时器依靠交流电的周期性打点规律，实现记录时间的功能，属于计时仪器。 （2）实验必须先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，才能充分利用纸带打出足够多的有效点，避免纸带前端出现无点的空白段，故选A。 （3）本实验研究小车直线运动，需要测量纸带上点迹的间距来计算速度、加速度；打点计时器本身可以计时，不需要秒表，也不需要测量力或质量，因此不需要弹簧测力计、天平，只需刻度尺，故选D。 （4）相邻计数点间有4个点未画出，说明两个计数点间包含5个打点间隔，总时间为。 （5）[1]打C点的瞬时速度用BD段的平均速度近似计算 [2]AC段平均速度 3．如图是某同学“测量瞬时速度”的实验装置图，他将光电门固定在水平气垫导轨上的B点、滑块上固定一遮光条，吊盘（含金属片）通过细线与滑块相连，实验中每次滑块都从导轨上的同一位置A由静止释放。 (1)本实验利用光电门测滑块的速度，所应用的物理方法是（　　） A．等效替代法 B．理想实验法 C．极限思维法 (2)若测得遮光条的宽度为d，遮光条通过光电门的时间为∆t，则滑块经过光电门时的速度v=________（用上述物理量的符号表示）。要提高测量的精确度，可以采取的方法是适当________（填“增大”或“减小”）遮光条的宽度。 (3)重复操作5次，得到数据如下表（表中数据单位为m/s） v1 v2 v3 v4 v5 0.340 0.330 0.318 0.352 0.310 求得滑块的平均速度v=________m/s（计算结果保留3位有效数字）。 【答案】(1)C (2) 减小 (3)0.330 【详解】（1）利用光电门测瞬时速度，是用极短时间内的平均速度近似代替瞬时速度，这是极限思维法。 故选C。 （2）[1]遮光条宽度d很小，通过光电门的平均速度近似等于瞬时速度 [2]遮光条宽度越小，平均速度越接近瞬时速度，所以适当减小遮光条的宽度，提高精度。 （3）根据表格中数据，，，， 取速度的平均值可得滑块的平均速度 4．某物理研究性学习小组用自己设计制作的“滴水计时器”来研究小车在水平桌面上的直线运动。如图（a）所示，将该计时器固定在小车旁，用手轻推一下小车，在小车的运动过程中滴水计时器等间隔时间滴下小水滴。图（b）记录了桌面上连续6个水滴的位置，已知滴水计时器每10 s滴下20个小水滴。 (1)由图（b）可知，小车在桌面上的运动方向是________。 (2)该小组同学根据图（b）数据判断出小车在做匀变速直线运动。滴水计时器滴下如图中A处水滴时，小车的速度大小为________m/s，加速度大小为________m/s2。（结果均保留2位有效数字） (3)如果当时滴水针头每10 s滴下21个小水滴，而做实验的同学并不知道，那么速度的测量值与实际值相比________（选填：“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1)从右向左 (2) 0.25 0.067 (3)偏小 【详解】（1）由于用手轻推一下小车，则小车做减速运动，根据桌面上连续6个水滴的位置，从左向右位移间距越来越大，可知，小车从右向左运动。 （2）[1]已知滴水计时器每10s滴下20个小水滴。那么各点时间间隔为 根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，有 [2]根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度，得 （3）若实际10s滴21滴水，真实的相邻滴水间隔小于同学误以为的0.5 s。计算速度时分母代入了偏大的时间，因此速度的测量值比实际值偏小。 探究小车速度随时间变化的规律 教材原型实验 1.求瞬时速度和加速度 创新实验方案 1.创新方案测瞬时速度和加速度 2.原型实验误差分析 2.创新实验误差分析 轻松学物理 1 学科网（北京）股份有限公司 $