2026版创新设计高考总复习物理(人教基础版)教师用-实验一　测量做直线运动物体的瞬时速度

实验一测量做直线运动物体的瞬时速度原理装置图操作要求注意事项1.不需要补偿摩擦力。2.不需要满足悬挂槽码质量远小于小车质量。1.按原理图安装好实验装置，打点计时器固定在长木板无滑轮的一端。2.细绳一端拴在小车上，另一端跨过滑轮挂上槽码，纸带穿过打点计时器固定在小车的后面。3.把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车。4.增减槽码的质量，按以上步骤再做两次实验。1.平行:细绳、纸带与长木板平行。2.靠近:小车从靠近打点计时器的位置释放。3.先后:先接通电源后释放小车，先关闭电源后取下纸带。4.防撞:在到达长木板末端前让小车停止运动，防止槽码落地及小车与滑轮相撞。5.适当:悬挂的槽码要适当，避免纸带上打出的点太少或过于密集。数据处理1.用“平均速度法”测速度瞬时速度没法直接测量，因此根据极限的思想，可通过测量对应的很短时间内的平均速度来测瞬时速度。在公式v=ΔxΔt中，当Δt→0时v2.匀变速直线运动的速度测量在匀变速直线运动中，某段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间的平均速度，故打第n个点时纸带的瞬时速度为vn=xn3.利用逐差法求解平均加速度a1=x4-x13T2，a2=则a=a1+a4.记录小车在几个时刻的瞬时速度，在直角坐标系中作出v－t图像。小车运动的v－t图像是一条倾斜的直线，可以得出结论:小车的速度随时间均匀变化。考点一教材原型实验例1(2025·河北邢台高三调研)实验小组利用如图甲所示的装置探究小车速度随时间变化的规律，打点计时器所接电源的频率为50Hz。(1)实验操作前，平衡摩擦力(选填“需要”或者“不需要”)。

(2)规范操作后，得到一条纸带，以纸带上能够看清的某个点作为0点，每5个点取一个计数点，测量各计数点与0点的距离，如图乙所示，则纸带上打计数点2时小车速度大小v2=m/s，打计数点4时小车速度大小v4=m/s(结果均保留3位有效数字)。

(3)利用各计数点计算得到的速度作出小车运动的v－t图像，得到一条倾斜的直线，说明小车做匀加速直线运动，则小车运动的加速度大小a=m/s2(结果保留3位有效数字)。

答案(1)不需要(2)0.5040.805(3)1.50解析(1)本实验是探究速度随时间的变化规律，因此不需要平衡摩擦力。(2)相邻计数点间的时间间隔为T=0.1s，打计数点2时小车速度大小v2=x03-x打计数点4时小车速度大小v4=x05-x03(3)加速度大小a=x06-2x039例2(2025·浙江诸暨高三期末)某小组利用如图甲所示装置研究小车的匀变速直线运动。(1)实验器材有一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、电火花计时器、导线和复写纸。除上述器材外，还需要使用的有(填选项前字母)。

A.8V交流电源 B.220V交流电源C.秒表 D.刻度尺(2)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。

②已知交流电源的频率为50Hz，则在打下C点时小车的速度大小为m/s(保留3位有效数字)，小车运动的加速度大小为m/s2(保留2位有效数字)。

答案(1)BD(2)①位移差②0.8441.7解析(1)电火花计时器所接电源应为220V交流电源，A错误，B正确;由打点计时器记录时间，所以不需要秒表，C错误;为测量点迹之间的距离，必须使用刻度尺，D正确。(2)①设AB、BC、CD、DE、EF之间的距离分别为x1、x2、x3、x4和x5，则有x2－x1=1.71cm，x3－x2=1.72cm，x4－x3=1.71cm，x5－x4=1.71cm，因此可知，在相邻相等的时间间隔内的位移差基本相等，可判断小车做匀变速直线运动。②由中间时刻的瞬时速度等于平均速度可得vC=x2+x32T=7.58+9.302×0.1×10－2m/s=0.844m/s;由公式Δx=aT2可得a=ΔxT2=x5+x4-考点二拓展创新实验1.高考启示高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材，是在教材实验的基础上创设新情景。因此，要在夯实教材实验的基础上注意迁移和创新能力的培养，善于用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题。2.情景拓展(1)实验器材及速度的测量方法的改进(2)获得加速度方法的改进长木板倾斜，靠小车的重力获得加速度(如图甲、乙所示)靠重物的拉力获得加速度。(3)计时方法的改进采用频闪照相法和滴水法获得两点间的时间间隔打点计时器。例3(2025·天津河西模拟)小明用气垫导轨和光电门测量滑块做匀加速运动的加速度，如图所示。(1)用游标卡尺测量遮光条宽度d。测量结果如图乙所示，则d=mm。

(2)按图示安装好实验器材并测出两光电门间的距离L。接通电源，释放滑块，记下遮光片通过光电门A、B的时间分别为t1、t2，则遮光片经过光电门B的速度vB=。

(3)滑块的加速度a=(用测出的物理量符号L、d、t1和t2表示)。

答案(1)1.80(2)dt2解析(1)游标卡尺读数为d=1mm+16×0.05mm=1.80mm。(2)遮光片经过光电门A、B的速度分别为vA=dt1，vB=(3)根据运动学公式得vB2可得滑块的加速度a=vB2-例4(2025·浙江温州模拟)某学习小组用激光测距仪测量某汽车在某时段的运动规律。表格中是测得的汽车在平直公路上的位置信息，其中x为汽车到测距点的距离(测距点位于汽车的正前方)。t/s00.20.40.60.81.01.2x/m13.9810.817.985.483.321.490.01(1)根据表中的数据可以推断该车在这段时间内的运动性质是，依据是。

(2)当x=5.48m时，该车的速度大小是m/s。

(3)这段时间内该车的加速度大小是m/s(结果保留2位有效数字)。

答案(1)匀减速直线运动在误差允许范围内，相邻0.2s内的位移之差接近Δx=0.34m(2)11.65(3)8.4解析(1)根据表中的数据可以推断该车在这段时间内的运动性质是匀减速直线运动。第1个0.2s内的位移为3.17m，第2个0.2s内的位移为2.83m，第3个0.2s内的位移为2.50m，第4个0.2s内的位移为2.16m，第5个0.2s内的位移为1.83m，第6个0.2s内的位移为1.48m，则相邻0.2s内的位移之差接近Δx=0.34m，可判断该车在这段时间内做匀减速直线运动。(2)当x=5.48m时，该车的速度等于0.4s到0.8s内的平均速度，则v=7.98-3.320.4m/s=11.65m/s(3)由逐差法可得，这段时间内该车的加速度大小a=(13.98-5.48)-(5.48-0.01)(3×0.2)2m/s2≈8.4m/s限时作业(限时:35分钟)1.(2025·福建南平联考)某班同学做“探究小车速度随时间变化的规律”实验。(1)打点计时器是一种计时的仪器，如图甲是实验室一种常用的打点计时器——电火花计时器，该计时器所用的电源是图乙中的(选填“A”或“B”)。

(2)如图丙所示是该同学在某次实验中获得的一条纸带，在所打的点中，取A、B、C、D、E为计数点，相邻两个计数点之间还有四个点未标出，打点计时器每隔0.02s打一个点。若已知x1=1.20cm，x2=3.40cm，x3=5.60cm，x4=7.80cm，则打下C点时小车的速度v=m/s(结果保留2位有效数字)。

(3)如图丁所示，是该同学从两次实验中得到数据后画出的小车运动的v－t图像，则下列说法正确的是。

A.第一次实验中处理纸带时，舍掉了开头一些密集的打点B.第二次实验中处理纸带时，舍掉了开头一些密集的打点C.第一次的实验误差比第二次的大D.第一次的实验误差比第二次的小答案(1)B(2)0.45(3)BC解析(1)电火花计时器需要接220V的交流电源，故选B。(2)C点的瞬时速度等于BD段的平均速度，v=x2+x32T，(3)第二次实验的图像中，速度没有从原点开始，即舍掉了开头一些密集的打点，且第二次实验图像中，点更靠近速度变化直线，误差更小，故B、C正确。2.(2025·吉林白城高三期末)在用打点计时器研究小车做匀变速直线运动的实验中，某同学打出的一条纸带如图所示。已知打点计时器每隔0.02s打一个点，他以0点为起点，以后每5个点取一个计数点，依次标为1、2、3、4、5、6，并且测得x1=1.40cm，x2=1.90cm，x3=2.39cm，x4=2.89cm，x5=3.40cm，x6=3.90cm(计算结果均保留3位有效数字)。(1)该实验使用了电火花计时器，关于电火花计时器的使用，下列说法正确的是。

A.电火花计时器使用的是8V左右的直流电源B.在实验操作中，先让物体运动，后接通电源C.在同一纸带上打的点越密，说明物体运动的速度越小(2)根据题中所给的数据算出打计数点5时的瞬时速度v5=m/s(计算结果保留3位有效数字)。

(3)根据题中所给的数据算出小车的加速度为a=m/s2(计算结果保留3位有效数字)。

答案(1)C(2)0.365(3)0.500解析(1)电火花计时器使用的是220V的交流电源，故A错误;为了避免纸带上出现大量的空白段落，在实验操作中，先接通电源，后让物体运动，故B错误;由于打点时间间隔相同，在同一纸带上打的点越密，相邻点迹位移越小，则说明物体运动的速度越小，故C正确。(2)由于每5个点取一个计数点，则相邻计数点之间的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s打计数点5时的瞬时速度v5=x5+x62T=(3)根据逐差法可知，加速度为a=(代入数据解得a=0.500m/s2。3.(2025·福建福州模拟)如图所示，粗糙程度均匀的斜面体固定在水平面上，将一带有遮光条的滑块从斜面同一位置P由静止释放，滑块可通过光电门A，回答下列问题。(1)利用螺旋测微器测量遮光条的宽度，如图所示，则遮光条的宽度为d=mm。

(2)改变光电门A的位置，每次让滑块从P点由静止释放，用光电门记录遮光条的遮光时间t，用刻度尺测量P与光电门之间的距离x，若以x为纵轴，则以(选填“t”“1t”或“1t2”)为横轴，作出的图线为倾斜的直线，若图线的斜率为k，则滑块下滑的加速度a=(用题目中的物理量符号表示答案(1)6.700(2)1t2解析(1)遮光条的宽度为d=6.5mm+20.0×0.01mm=6.700mm。(2)由运动学规律可得v2=2ax，由光电门原理可得v=dt，联立可得x=d22a·1t2;若以x为纵轴，则以1t2为横轴，作出的图线为倾斜的直线;若图线的斜率为k，则d4.(2025·山东滨州高三期末)某同学用如图甲所示的装置研究小车做直线运动的规律，实验步骤如下:①将小车放在长板的P位置，让小车从P位置由静止开始下滑，通过计算机可得到小车与位移传感器间距离随时间变化的x－t图像如图乙，并求出小车的加速度a;②改变长板的倾角，重复步骤①。请完成下列问题:(1)本实验(选填“需要”或“不需要”)平衡小车所受到的摩擦力。

(2)分析图乙中的x、t数据可知，小车在相邻相等时间内的位移差为cm，可得小车的加速度大小为m/s2(计算结果保留2位小数)。

答案(1)不需要(2)2.602.60解析(1)本实验研究小车做直线运动的规律，不需要平衡小车所受到的摩擦力。(2)小车0.1~0.2s内的位移为Δx1=46.70cm－42.80cm=3.90cm小车0.2~0.3s内的位移为Δx2=42.80cm－36.30cm=6.50cm小车在相邻相等时间内的位移差为Δx=Δx2－Δx1=6.50cm－3.90cm=2.60cm根据匀变速直线运动的推论Δx=aT2，得小车的加速度大小为a=ΔxT2=2.60×10-20.125.(2025·福建厦门高三期末)“筋膜枪”是利用内部电机带动“枪头”高频冲击肌肉，缓解肌肉酸痛的设备。某同学为了测量“枪头”的冲击频率，如图(a)将带限位孔的塑料底板固定在墙面上，“枪头”放在限位孔上方，靠近并正对纸带。启动筋膜枪，松开纸带，让纸带在重锤带动下穿过限位孔，“枪头”在纸带上打下系列点迹。更换纸带，重复操作，得到多条纸带，选取点迹清晰的纸带并舍去密集点迹，完成下列实验内容:(1)该同学发现点迹有拖尾现象，他在测量各点间距时，以拖尾点迹左边为测量点，如图(b)。①纸带的(选填“左”或“右”)端连接重锤;

②重力加速度为g=9.8m/s2，可算得“枪头”的冲击频率为Hz，A点对应的速度为m/s(计算结果均保留2位有效数字)。

(2)该次实验产生误差的原因有A.纸带与限位