高考物理实验突破：速度随时间变化的规律
2020年高考物理实验针对训练突破01 《研究匀变速直线运动》(解析版)
《实验研究匀变速直线运动》针对训练1．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，为了能够较准确地测出加速度，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：________。
A．把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面B．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C．再把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，每次必须由静止释放小车D．把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面E．把小车停在靠近打点计时器处，接通直流电源后，放开小车，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，换上新纸带，重复三次F．从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个起始点，并把每打五个点的时间作为时间单位。
在选好的起始点下面记作0，往后第五个点作为计数点1，依次标出计数点2、3、4、5、6，并测算出相邻两计数点间的距离G．根据公式a1＝214 3T xx-，a2＝225 3T xx-，a3＝236 3T xx-，求出a【答案】见解析【解析】ABCDFG 在实验中应尽可能地保证小车做匀变速直线运动，同时也要求纸带能尽可能地直接反映小车的运动情况，既要减小系统误差又要减小偶然误差。
其中E项中的电源应采用交流电源，而不是直流电源。
2．某同学用如图甲所示的实验装置研究匀变速直线运动。
实验步骤如下：A．安装好实验器材；B．让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列点，重复几次，选出一条点迹比较清晰的纸带，从便于测量的点开始，每五个点取一个计数点，如图乙中a、b、c、d等点；C．测出x1、x2、x3、…。
结合上述实验步骤，请你继续完成下列问题：（1）实验中，除打点计时器（含纸带）、复写纸、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下列的仪器和器材中，必须使用的有________。
（填选项代号）A．电压合适的50 Hz交流电源B．电压可调的直流电源C．秒表D．刻度尺E．天平F．重锤G．弹簧测力计H．滑动变阻器（2）如果小车做匀加速直线运动，所得纸带如图乙所示，则x1、x2、x3的关系_______，已知打点计时器打点的时间间隔是T ，则打c 点时小车的速度大小是____________。
实验一 探究小车速度随时间变化的规律-2021-2022高考物理一轮复习
实验一 探究小车速度随时间变化的规律一、实验器材电火花计时器或电磁打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸。
二、实验原理1．处理纸带数据时区分计时点和计数点计时点是指打点计时器在纸带上打下的点。
计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点，要注意“每5个点取一个计数点”与“每隔4个点取一个计数点”取点方法是一样的，时间间隔均为5T 。
2．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v n ＝x n ＋x n ＋12T来计算。
3．利用纸带求物体加速度的两种方法(1)逐差法根据x 4－x 1＝x 5－x 2＝x 6－x 3＝3aT 2(T 为相邻计数点之间的时间间隔)，求出a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 33T 2，然后取平均值，即a ＝a 1＋a 2＋a 33＝x 4＋x 5＋x 6－（x 1＋x 2＋x 3）9T 2，即为物体的加速度。
在数据处理时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)图象法利用v n ＝x n ＋x n ＋12T求出打各点时纸带的瞬时速度，然后作出v －t 图象，用v －t 图象的斜率求物体运动的加速度。
三、数据处理1．由实验数据得出v －t 图象(1)根据表格中的v 、t 数据，在直角坐标系中仔细描点。
(2)作一条直线，使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧，这条直线就是本次实验的v －t 图线，它是一条倾斜的直线，如图所示。
2．由实验得出的v －t 图象进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律(1)直接分析图象的特点得出，小车运动的v －t 图象是一条倾斜的直线，如图所示，当时间增加相同的值Δt 时，速度也会增加相同的值Δv ，由此得出结论：小车的速度随时间均匀变化。
物理实验—探究小车速度随时间变化的规律
物理实验—探究⼩车速度随时间变化的规律探究⼩车速度随时间变化的规律实验⽬的1. 进⼀步熟悉打点计时器的原理和使⽤⽅法。
2. 学会利⽤纸带数据研究物体运动的⽅法。
实验器材打点计时器，纸带若⼲，低压交流电源，⼩车，细绳，⼀端带有滑轮的长⽊板，钩码，刻度尺。
知识点整理电磁打点计时器电磁打点计时器是⼀种能够按照相同的时间间隔，在纸带上连续打点的仪器。
它使⽤交流电源。
由学⽣电源供电，⼯作电压在6V以下。
当电源的频率是50Hz时，它每隔0.02s打⼀个点。
电⽕花打点计时器电⽕花打点计时器的原理与电磁打点计时器相同。
它使⽤交流电源，⼯作电压是220V，当电源频率是50Hz时，每隔0.02s打⼀次点。
实验过程1. 把⼀端附有滑轮的长⽊板平放在实验桌上，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. 把⼀条细绳栓在⼩车上，细绳跨过滑轮，并在细绳的另⼀端挂上合适的钩码，试放⼿后，⼩车能在长⽊板上平稳的加速滑⾏⼀段距离。
把纸带穿过限位孔，复写纸在压在纸带上，并把它的⼀端固定在⼩车后⾯。
3. ⼩车停在靠近打点计时器的位置，先接通打点计时器电源，在释放⼩车，⼩车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下⼀系列的⼩点。
随机关闭电源4. 重复两次。
注意事项1.打点计时器纸带限位器要与长⽊板纵轴位置对齐再固定在长⽊板上，使纸带、⼩车、拉线和定滑轮在⼀条直线上。
⼩车要选择在⽊板上运动不跑偏的车。
2.使⽤打点计时器时，应先接通电源，待打点计时器稳定后，在释放纸带。
3.先开电源，后释放⼩车。
释放⼩车前，应使⼩车停在靠近打点计时器的位置。
4.纸带上的点先取零点和计数点进⾏编号再测距离，测距离要⽤长尺对齐各计数点读出各计数点间长度值。
5..使⽤电⽕花打点计时器时，应注意把两条⽩纸带正确穿好，墨粉纸盘加在两纸带之间；使⽤电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸上⾯。
数据处理列表法纸带的选取：选择两条⽐较理想的纸带，舍掉开头的⽐较密集的点；确定零点，选取5-6个计数点，标上0、1、2、3、4、5 。
2023届新高考物理重点突破：第02讲 匀变速直线规律的应用
第02讲 匀变速直线规律的应用知识图谱追击、相遇问题的分析知识精讲1．追击和相遇问题两物体在同一直线上追及、相遇或避免碰撞问题中的条件是：两物体能否同时到达空间某位置。
2．几种典型的追击、相遇问题在讨论A 、B 两个物体的追击问题时，先定义几个物理量，0x 表示开始追击时两物体之间的距离，x ∆表示开始追及以后，后面的物体因速度大而比前面物体多运动的位移；1v 表示运动方向上前面物体的速度，2v 表示后面物体的速度。
下面分为几种情况：（1）特殊情况：同一地点出发，速度小者（初速度为零，匀加速运动）追击速度大者（匀速运动）。
（1）当12v v =，A 、B 距离最大。
（2）当两者位移相等时,有 122v v =且A 追上B 。
（3）A 追上B 所用的时间等于它们之间达到最大距离时间的两倍，122t t =。
（4） 两者运动的速度时间图像（2） 速度小者（2v ）追击速度大者（1v ）的一般情况总结：速度较小的物体以匀速，或者匀加速，追击匀速或者匀减速的物体，两者在速度相同时，其距离最远；之后，两者的距离在减小，并能相遇一次，但需要注意被追物体已经停止的情况。
（2）速度大者（2v ）追速度小者（1v ）的一般情况类型图象说明匀加速追匀速①t =t 0以前，后面物体与前面物体间距离增大②t =t 0时，两物体相距最远为x 0+Δx③t =t 0以后，后面物体与前面物体间距离减小④当两者的位移相同时，能追及且只能相遇一次。
匀速追匀减速匀加速追匀减速匀减速追匀速开始追及时，后面物体与前面物体间的距离在减小，当两物体速度相等时，即t =t 0时刻：①若Δx =x 0,则恰能追及，两物体只能相遇一次，这也是避免相撞的临界条件；②若Δx <x 0，则不能追及，此时两物体最小距离为x 0-Δx ； ③若Δx >x 0，则相遇两次，设t 1时刻Δx 1=x 0，两物体第一次相遇，则t 2时刻两物体第二次相遇。
1探究小车速度随时间变化的规律(高考物理力学实验)含答案与解析
1探究小车速度随时间变化的规律（高考物理力学实验）组卷老师：莫老师一．实验题（共50小题）1．图甲为在气垫导轨上研究匀变速直线运动的示意图，滑块上装有宽度为d（很小）的遮光条，滑块在钩码作用下先后通过两个光电门，用光电计时器记录遮光条通过光电门1的时间△t以及遮光条从光电门1运动到光电门2的时间t，用刻度尺测出两个光电门之间的距离x。
（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d，示数如图乙，则d=cm；（2）实验时，滑块从光电门1的右侧某处由静止释放，测得△t=50s，则遮光条经过光电门1时的速度v=m/s；（3）保持其它实验条件不变，只调节光电门2的位置，滑块每次都从同一位置由静止释放，记录几组x及其对应的t，作出﹣t图象如图丙，其斜率为k，则滑块加速度的大小a与k关系可表达为a=。
2．如图甲所示实验装置，可以测量滑块经过斜面底端的瞬时速度。
（1）用游标卡尺测量挡光片的宽度d，示数如图乙所示，可读得d=cm；（2）让装有挡光片的滑块从斜面上端由静止释放，测得它经过光电门时挡光片的挡光时间为0.002s，则滑块经过斜面底端时的速度v=m/s（保留二位有效数字）；挡光片平行安装于滑块运动的竖直平面，但未与斜面垂直（如图丙），则速度的测量值比真实值偏（填“大”或“小”，档光片足够长）。
（3）若测得滑块下滑高度为h，水平位移为x，则可得出滑块与斜面间的动摩擦因数μ=（用符号h、v、x和重力加速度g表示）。
3．利用打点计时器可测量匀变速直线运动物体的瞬时速度和加速度，如图所示为研究一个匀加速直线运动的物体，利用打点计时器所打出的纸带，打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，图中A、B、C、D、E为所选取的五个连续相邻的计数点，相邻两个计数点间均有四个点没有标出，B、C、D、E四点与A点的距离标在图中，利用图中数据可知对应计数点B时物体的速度大小为m/s，物体加速度大小为m/s2．（结果保留三位有效数字）4．在“研究匀变速直线运动”的实验中，某同学选出了一条清晰的纸带，并取其中的A、B、C、D、E、F七个点进行研究，这七个点和刻度尺标度的对照情况如图所示．（1）由图可以知道，A、B两点的时间间隔是s，A点到D点的距离是cm，D点到G点的距离是cm；（2）通过测量不难发现，（s BC﹣s AB）与（s CD﹣s BC）、与（s DE﹣s CD）、…基本相等．这表明，在实验误差允许的范围之内，拖动纸带的小车做的是运动；（3）经过合理的数据处理后，可以求得加速度的a=m/s2；（4）还可以求出，打B点时小车的瞬时速度v B=m/s．5．“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图1甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。
高中物理笔记：必修一第二章(匀变速直线运动的研究)
第二章匀变速直线运动的研究第一节：实验：探究小车速度随时间变化的规律（1、实验目的）（2、实验原理）（3、实验器材）（4、实验步骤）（5、数据处理）（6、误差分析）（7、注意事项）第二节：匀变速直线运动的速度与时间的关系（1、匀变速直线运动）（2、速度时间公式）（3、速度时间公式的应用）（4、相关推论）第三节：匀变速直线运动的位移与时间的关系（1、位移时间公式及其应用）（2、位移时间相关推论一）（3、速度位移公式及其应用）（4、速度位移相关推论二）（5、两种典型运动）（专题1、三大常规运动图像和非常规图像）（专题2、追击相遇问题）第四节：自由落体运动（1、自由落体运动）（2、重力加速度）（3、自由落体运动的规律）（4、竖直上抛运动的规律）（5、实验：对自由落体运动性质的研究）（6、伽利略对自由落体运动的研究）第一节实验：探究小车速度随时间变化的规律一、实验目的1．进一步练习使用打点计时器．2．利用v－t图象处理数据，并据此判断物体的运动性质．3．能根据实验数据求加速度．二、实验原理1．利用打点计时器所打纸带的信息，代入计算式v n＝x n＋x n＋12T，即用以n点为中心的一小段位移的平均速度代替n点的瞬时速度．2．用描点法作出小车的v－t图象，根据图象的形状判断小车的运动性质．若所得图象为一条倾斜直线则表明小车做匀变速直线运动．3．利用v－t图象求出小车的加速度．三、实验器材打点计时器、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源.四、实验步骤1．如图2－1－1所示，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．把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面．3．把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点．4．换上新的纸带，重复实验两次．5．增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验．五、数据处理1．表格法(1)从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个点，作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明0、1、2、3、4…如图2－1－2所示．图2－1－2(2)依次测出01、02、03、04…的距离x1、x2、x3、x4…，填入表中.位置123456x1x2x3x4x5x6长度0～21～32～43～54～6各段长度时间间隔v/(m·s－1)(3)1、2、3、4…各点的瞬时速度分别为：v1＝x22T、v2＝x3－x12T、v3＝x4－x22T、v4＝x5－x32T….将计算得出的各点的速度填入表中．(4)根据表格中的数据，分析速度随时间变化的规律．2．图象法(1)在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点．(2)画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点忽略不计，如图2－1－3所示．(3)观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律．(4)根据所画v－t图象求出小车运动的加速度a＝ΔvΔt.六、误差分析1．木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀．2．根据纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬时速度有误差．3．作v－t图象时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差七、注意事项1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器．2．先接通电源，等打点稳定后，再释放小车．3．打点完毕，立即断开电源．4．选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点密集部分，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒．5．要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，当小车到达滑轮前及时用手按住．6．要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，一般在纸带上每隔4个点取一个计数点，即时间间隔为t＝0.02×5s＝0.1s.7．在坐标纸上画v－t图象时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图象尽量分布在较大的坐标平面内．8.牵引小车的细线要和木板保持平行。
2022高考物理(浙江选考)总复习学案-第一节-描述运动的基本概念-含答案
[高考导航]知识内容考试要求真题统计2017.4 2017.11 2018.4 2018.11 2019.42020.12020.71.质点、参考系和坐标系b32.时间和位移b22、19 43.速度c2、194、112、10、191、194.加速度c2、6、1917191、195.匀变速直线运动的速度与时间的关系d 46.匀变速直线运动的位移与时间的d1991919关系7.自由落体运c 4动8.伽利略对自由落体a运动的研究实验：探究小车速度随时间变化的规律匀变速直线运动规律是高中物理的基础。
近几年来，单独考查本部分内容的题目较少，结合牛顿运动定律考查匀变速直线运动的题目几乎必考。
备考知识有：(1)匀变速直线运动公式的灵活应用；(2)运动图象如x－t图象、v－t图象等的应用；(3)结合图象考查追及相遇问题；(4)自由落体和竖直上抛运动的规律；(5)实验：探究小车速度随时间变化的规律。
注：a—识记；b—理解；c—简单应用；d—综合应用。
第一节描述运动的基本概念一、质点、参考系和位移答案：□1质量□2形状□3大小□4同一□5不同□6有向线段□7直线距离□8初位置□9末位置【基础练1】在评判下列运动员的比赛成绩时，运动员可视为质点的是()解析：选A。
马拉松比赛时，由于路程长，运动员的体积可以忽略，可以将其视为质点，故A符合题意；击剑时，评委需要观察运动员的肢体动作，不能将其视为质点，故B不符合题意；跳水时，评委要关注运动员的动作，所以不能将运动员视为质点，故C不符合题意；体操比赛时，评委主要根据体操运动员的肢体动作进行评分，所以不能将其视为质点，故D不符合题意。
【基础练2】下列说法中符合实际的是()A．出租汽车按位移的大小收费B．相对于不同的参考系来描述同一个物体的运动其结果一定不同C．路程、位移、速度都是矢量D．当物体沿直线朝一个方向运动时，位移的大小等于路程解析：选D。
出租汽车按路程收费，A错误；将两个相对静止的物体分别作参考系观察另一个物体的运动，观察结果是相同的，B错误；路程是标量，C错误；物体沿直线朝一个方向运动时，位移的大小等于路程，D正确。
探究小车速度随时间变化的规律高考物理实验题
专题02 探究小车速度随时间变化的规律1.实验的设计原理(1)由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法如图所示，0、1、2、···为时间间隔相等的各计数点，x 1、x 2、x 3、···为相邻两计数点间的距离，若Δx =x 2-x 1=x 3-x 2=x 4-x 3=C (常量)，即两连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。
(2)由纸带求物体运动加速度的方法 ①用“逐差法”求加速度根据x 4-x 1=x 5-x 2=x 6-x 3=3aT ²(T 为相邻两计数点间的时间间隔)求出236322522141333T x x a T x x a T x x a -=-=-=、、， 再算出平均值3321a a a a ++=①用图像法求加速度 先根据Tx x v n n n 21++=以求出所选的各计数点对应的瞬时速度，后作出v -t 图像，图线的斜率为物体运动的加速度。
2.实验步骤(1)按图把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，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)把细绳的一端固定在小车上，跨过滑轮后在另一端挂上适量的钩码，让纸带穿过打点计时器的限位孔后一端固定在小车上，用手拉住小车。
(3)先接通电源，后放开小车，让小车运动，这样打点计时器就在纸带上打下一系列点，取下纸带，更换新纸带，至少重复3次。
(4)选取点迹清晰的纸带进行研究，舍去开头比较密集的点，确定好计数始点，每隔4个计时点取一个计数点，使时间间隔为T =0.1s 。
(5)用毫米刻度尺量出各计数点之间的距离1x 、2x 、3x ①n x 。
用逐差法计算加速度的值，最后求其平均值（计算出各计数点对应的瞬时速度，作出v -t 图像，求得直线的斜率即小车运动的加速度)。
典例1：（2022·浙江·高考真题）（1）①“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置如图1所示，长木板水平放置，细绳与长木板平行。
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探究速度随时间变化的规律
1.实验器材
电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片.
2.实验原理
3.实验步骤
(1)按照如图1所示实验装置，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源；
(2)把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面；
(3)把小车停靠在打点计时器处，先接通电源，后放开小车；
(4)小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带；
(5)换纸带重复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析.
4.注意事项
(1)平行：纸带、细绳要和长木板平行.
(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，防止钩码落地及小车与滑轮相撞.
(4)减小误差：小车的加速度宜适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出6～7个计数点为宜.
5.数据处理
(1)目的
通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度，确定物体的运动性质等.
(2)方法
①分析物体的运动性质——测量相邻计数点间的距离，计算相邻计数点距离之差，看其是否为常数，从而确定物体的运动性质.
②利用逐差法求解平均加速度
a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 33T 2⇒a ＝a 1＋a 2＋a 33＝(x 4＋x 5＋x 6)－(x 1＋x 2＋x 3)9T 2
③利用平均速度求瞬时速度：v n ＝
x n ＋x n ＋12T ＝d n ＋1－d n －12T
④利用速度—时间图象求加速度
a.作出速度—时间图象，通过图象的斜率求解物体的加速度；
b.剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度.
2.依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动
(1)x 1、x 2、x 3…x n 是相邻两计数点间的距离.
(2)Δx 是两个连续相等的时间里的位移差：Δx 1＝x 2－x 1，Δx 2＝x 3－x 2….
(3)T 是相邻两计数点间的时间间隔：T ＝0.02n (打点计时器的频率为50 Hz ，n 为两计数点间计时点的间隔数).
(4)Δx ＝aT 2，只要小车做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等.
6.复习启示
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，要在夯实基础实验的基础上注意迁移创新能力的培养，善于用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题.
7.情景拓展
.数据处理方法：
(1)加速度的获得：靠重物的拉力获得加速度→长木板倾斜靠重力获得加速度.
(2)速度的测量方法：由打点纸带求速度→测定遮光片的宽度d和遮光片通过光电门的挡光
时间Δt，由v＝d
Δt求速度.
(3)加速度的测量方法：由打点纸带利用逐差法求加速度→利用经过两个光电门的瞬时速度，由速度位移关系式求加速度.。