实验一　测量做直线运动物体的瞬时速度+课件++-2027届高考物理一轮专题复习

内容索引教材原型实验创新拓展实验课时作业实验一测量做直线运动物体的瞬时速度一、实验目的1.练习正确使用打点计时器，学会利用打下点的纸带研究物体的运动。2.测量匀变速直线运动的瞬时速度和加速度(Δx=aT2或v－t图像)。二、实验原理1.利用纸带判断物体运动性质的方法(1)沿直线运动的物体，若任意相等时间内的位移相等，则物体做____________运动。

(2)①沿直线运动的物体在连续相等时间T内的位移分别为x1、x2、x3、x4、…，若Δx=x2－x1=x3－x2=x4－x3=…，且对任意时间间隔T均成立，则说明物体在做______________运动，且Δx=aT2。

②利用“平均速度法”确定多个点的瞬时速度，作出物体运动的v－t图像，若图像是一条倾斜的直线，则物体做_____________运动。

匀速直线匀变速直线匀变速直线

三、实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)，墨粉纸盘(或复写纸)，一端附有滑轮的长木板，小车，纸带，细绳，槽码，导线，交流电源，___________。

四、实验步骤1.仪器安装(1)把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。(2)把细绳的一端拴在小车上，细绳跨过滑轮，下端挂上合适的槽码，纸带穿过打点计时器，并将纸带的一端固定在小车的后面。实验装置如图所示，放手后，看小车能否在木板上平稳地_______滑行。

刻度尺加速2.测量与记录(1)把小车停在靠近打点计时器处，先_______________，后_____________，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点。随后立即关闭电源，换上新纸带，重复三次。

(2)从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点，从后边便于测量的点开始确定计数点。为了计算方便和减小误差，通常用连续打点五次的时间作为时间单位，即T=5×0.02s=0.1s。如图所示，正确使用毫米刻度尺测量并计算每相邻两计数点之间的距离。

(3)利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度，求得打计数点1、2、3、4、5时小车的瞬时速度。(4)增减所挂槽码数，或在小车上放置重物，再做两次实验。接通电源放开小车

六、误差分析1.纸带运动时摩擦力不均匀，打点不稳定引起误差。2.计数点间距测量存在偶然误差。3.作图存在误差。七、注意事项1.平行：纸带、细绳要与长木板平行。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，后取下纸带。3.防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止槽码落地及小车与滑轮相撞。4.减小误差：小车的加速度应适当大些，可以减小长度测量的相对误差，加速度大小以能在约50cm的纸带上清楚地取出6~7个计数点为宜。5.小车应从靠近打点计时器的位置释放。(2023·浙江1月选考)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，实验装置如图所示。(1)需要的实验操作有____________。(多选)

A.调节滑轮使细线与轨道平行B.倾斜轨道以补偿阻力C.小车靠近打点计时器静止释放D.先接通电源再释放小车例1【解析】“探究小车速度随时间变化的规律”实验中不需要平衡摩擦力，B错误；调节细线与轨道平行可以使小车做匀加速直线运动，A正确；小车靠近打点计时器由静止释放，应先接通电源再释放小车，C、D正确。ACD(2)经正确操作后打出一条纸带，截取其中一段如图所示。选取连续打出的点0、1、2、3、4为计数点，则计数点1的读数为_____________________cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，则打计数点2时小车的速度大小为________________m/s。(结果均保留3位有效数字)

2.75(2.72~2.78均可)1.46(或1.47)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”，电火花计时器使用的是频率为50Hz的交变电源。

(1)电火花计时器的工作电压为__________(填“8V”或“220V”)。安装纸带时，需要将纸带置于____________________(填“复写纸”或“墨粉纸盘”)的_________(填“上方”或“下方”)。

220

V例2【解析】电火花计时器的工作电压为220

V。安装纸带时，需要将纸带置于墨粉纸盘的下方。甲墨粉纸盘下方(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】

实验时，应先接通电源后释放小车，A、C错误，B正确；纸带上打点越密集，说明相邻两计时点间的距离越小，因打点的时间间隔相同，则表明纸带运动速度越小，D错误。(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个计时点，图中未画出)。x1=3.59cm，x2=4.41cm，x3=5.19cm，x4=5.97cm，x5=6.78cm，x6=7.64cm。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2位有效数字)

0.80

乙0.40(4)第2个实验小组计算出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3位有效数字)

丙

【答案】见解析图1.53(1.52、1.54均可)

小明同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄物体自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如图甲所示。(1)家中有乒乓球、小塑料球和小钢球，其中最适合用作实验中下落物体的是____________。

例3【解析】小钢球受到的空气阻力相比其重力很小，可近似认为做自由落体运动，故选小钢球。甲小钢球(2)下列主要操作步骤的正确顺序是____________。(填写各步骤前的序号)

①把刻度尺竖直固定在墙上②捏住小球，从刻度尺旁静止释放③手机固定在三脚架上，调整好手机镜头的位置④打开手机摄像功能，开始摄像【解析】

安装好器材后，先固定手机调好镜头位置，再打开手机摄像功能进行摄像，最后由静止释放小球，故顺序是①③④②。①③④②

乙9.6(9.5、9.7均可)(4)在某次实验中，小明释放小球时手稍有晃动，视频显示小球下落时偏离了竖直方向。从该视频中截取图片，__________(填“仍能”或“不能”)用(3)问中的方法测出重力加速度。

仍能【解析】释放时手晃动，导致小球的运动偏离了竖直方向，但在小球下落过程中，小球竖直分运动仍然是加速度为重力加速度g的运动，故仍能用(3)问的方法测出重力加速度。

例4甲

乙

小

测量针的宽度时测量误差较大课时作业答案速对第一单元

实验一测量做直线运动物体的瞬时速度题号12345答案见答案见答案见答案见答案见答案1.(2025·丽水期中)如图甲、乙所示的两种打点计时器是高中物理实验中常用的仪器。某同学在“探究小车速度随时间变化规律”实验中，组装了一个U形遮光板如图丁所示，两个遮光片宽度均为L=5mm，将此U形遮光板装在小车上，让小车做加速度不变的直线运动通过静止的光电门，实验时测得两次遮光时间分别为Δt1=0.10s，Δt2=0.05s。则：甲

乙

丙

丁

(1)第一个遮光片通过光电门时小车的速度大小为_______m/s。(2)关于图甲、乙两种打点计时器，下列说法中正确的有______(多选)。

A.它们都是使用8V以下的交流电源B.当电源频率为50Hz时，它们都是每隔0.02s打一个点C.甲打点计时器使用直流电源，乙打点计时器使用交流电源D.乙打点计时器工作时，纸带运动受到的阻力较小，所以实验误差也较小

0.05

BD(3)在某次实验中，小车拖着纸带通过打点计时器记录下的运动情况如图戊所示，图中A、B、C、D、E为连续选定的计数点，相邻计数点间的时间间隔是0.04s，则在打C点时小车的速度是__________m/s，小车加速度大小是________m/s2。(结果均保留3位有效数字)

戊

0.4751.252.(2023·全国甲卷)某同学利用如图甲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乙所示。甲乙

位移区间ABACADAEAFΔx(cm)6.6014.60ΔxAD34.9047.3066.073.087.394.6

24.0080.0

丙【解析】

根据(1)的结果补全图丙中实验点，如图所示。

70.059.0(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点时小车速度大小vA=________，小车的加速度大小a=__________。(结果用字母k、b表示)

b2k3.某同学利用如图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(未到达滑轮处)。从纸带上选取便于测量的部分，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示。甲乙(1)实验中除了打点计时器外，还需要用到的测量器材是_____。

A.

B.C.

D.【解析】本实验需要根据纸带上的数据计算物块的速度，故需要用到刻度尺测量点距，C正确。C(2)通过分析纸带上的数据，可判断物块开始减速的时刻位于_____。

A.计数点5和6之间某时刻B.计数点6和7之间某时刻C.计数点7和8之间某时刻【解析】

从题图乙可以看出，物块从计数点1开始加速，相邻相等的时间间隔的位移差大约为2

cm，而第6个到第7个计数点间的距离与第5个到第6个计数点间的距离相比增加了1.27

cm，故开始减速的时刻位于计数点6和7之间某时刻，B正确。B(3)若打点计时器所接电源的频率为50Hz，计数点5对应的速度大小为_______m/s，计数点6对应的速度大小为_______m/s。(结果均保留3位有效数字)

1.001.204.某物理小组利用如图甲所示的装置测当地的重力加速度g。在铁架台上安装两个光电门，光电门1固定，光电门2可上下移动。将电磁铁通电，小铁球静止在电磁铁下端，调整两光电门的位置，让电磁铁断电后，小铁球沿竖直线通过两个光电门，光电计时器能记录小铁球从光电门1运动至光电门2的时间t。(1)用游标卡尺测量小铁球的直径，测量结果如图乙所示，则小铁球的直径D=_________cm。

甲

乙【解析】