2025版高考物理一轮总复习考点突破第1章运动的描述匀变速直线运动的研究实验1探究小车速度随时间变化的规律考点2创新实验提升

考点2创新试验提升(实力考点·深度研析)试验方法的改进1．试验器材的改进及速度的测量方法(如图)2．获得加速度方法的改进靠重物的拉力获得加速度→长木板倾斜靠重力获得加速度，如图甲、乙所示。3．计时方法的改进接受频闪照相法和滴水法获得两点间的时间间隔eq\o(→,\s\up7(替代))打点计时器。4．加速度计算方法的改进(1)由x＝v0t＋eq\f(1,2)at2可得eq\f(x,t)＝v0＋eq\f(1,2)at，由eq\f(x,t)－t图像的斜率求加速度。(2)依据v2－veq\o\al(2,0)＝2a·x，由光电门测得v0和v，用刻度尺测得两光电门间的距离x，可求加速度。►考向1试验数据处理的改进(2024·全国甲卷)某同学利用如图(a)所示的试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。某次试验得到的纸带和相关数据如图(b)所示。(1)已知打出图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s。以打出A点时小车位置为初始位置，将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移Δx填到表中，小车发生对应位移和平均速度分别为Δx和eq\o(v,\s\up6(－))，表中ΔxAD＝24.00cm，eq\o(v,\s\up6(－))AD＝80.0cm/s。位移区间ABACADAEAFΔx(cm)6.6014.60ΔxAD34.9047.30eq\o(v,\s\up6(－))(cm/s)66.073.0eq\o(v,\s\up6(－))AD87.394.6(2)依据表中数据得到小车平均速度eq\o(v,\s\up6(－))随时间Δt的变更关系，如图(c)所示。在图中补全试验点。见解析图(3)从试验结果可知，小车运动的eq\o(v,\s\up6(－))－Δt图线可视为一条直线，此直线用方程eq\o(v,\s\up6(－))＝kΔt＋b表示，其中k＝70.0cm/s2，b＝59.0cm/s。(结果均保留3位有效数字)(4)依据(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点时小车速度大小vA＝b，小车的加速度大小a＝2k。(结果用字母k、b表示)[解析](1)依据纸带的数据可得ΔxAD＝xAB＋xBC＋xCD＝6.60cm＋8.00cm＋9.40cm＝24.00cm平均速度为eq\o(v,\s\up6(－))AD＝eq\f(xAD,3T)＝80.0cm/s。(2)依据第(1)小题结果补充表格和补全试验点图像得(3)从试验结果可知，小车运动的eq\o(v,\s\up6(－))－Δt图线可视为一条直线，图像为此直线用方程eq\o(v,\s\up6(－))＝kΔt＋b表示，由图像可知其中k＝eq\f(101.0－59.0,0.6)cm/s2＝70.0cm/s2，b＝59.0cm/s。(4)小球做匀变速直线运动，由位移公式x＝v0t＋eq\f(1,2)at2，整理得eq\f(x,t)＝v0＋eq\f(1,2)at即eq\o(v,\s\up6(－))＝vA＋eq\f(1,2)at故依据图像斜率和截距可得vA＝b，a＝2k。►考向2试验器材的改进利用如图所示的装置探讨匀变速直线运动。(1)试验时，测出遮光条的宽度d，在砝码盘中放上砝码，让滑块从光电门1的右侧由静止释放，用数字毫秒计测出遮光条经过光电门1和2的时间分别为t1和t2，测出从光电门1到光电门2所用的时间为Δt，计算出滑块的加速度大小a＝eq\f(\f(d,t2)－\f(d,t1),Δt)(用d、t1、t2和Δt表示)。(2)一个同学利用(1)中的装置试验时，保持滑块的质量、砝码盘和砝码的总质量不变，撤去光电门1，在某位置静止释放滑块，记录滑块的释放位置到光电门2的距离，记录遮光条的遮光时间，多次变更滑块的释放位置，重复试验，记录下的距离为x1、x2、x3、…，时间为t1、t2、t3、…，以x为纵轴，eq\f(1,t2)为横轴，描点作图得到一条过原点的倾斜直线，已知该直线的斜率为k，则滑块匀变速运动过程中的加速度大小a＝eq\f(d2,2k)(用d和k表示)。[解析](1)遮光条经过光电门1和2的速度大小分别为v1＝eq\f(d,t1)，v2＝eq\f(d,t2)，滑块的加速度大小a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(v2－v1,Δt)＝eq\f(\f(d,t2)－\f(d,t1),Δt)。(2)滑块从静止起先做匀加速直线运动，有2ax＝eq\b\