新课标全国高考考前复习物理 实验1 研究匀变速直线运动
高考物理备考：专题练习卷---实验：研究匀变速直线运动(解析版)
高考物理备考：专题练习卷---实验：研究匀变速直线运动1．一个同学在研究小球自由落体运动时，用闪频照相连续记录下小球的位置如图所示，已 知闪光周期为130 s ，测得x 1＝7.68 cm ，x 3＝12.00 cm ，通过计算可得小球运动的加速度是________ m/s 2，图中x 2是________ cm.(结果保留3位有效数字)【答案】 9.72 9.84【解析】 根据逐差法可得a 1＝x 3－x 22T 2，a 2＝x 2－x 12T 2，求平均值可得a ＝x 3－x 14T 2＝9.72 m/s 2，根据a ＝x 2－x 12T 2得x 2＝9.84 cm.2．(2018·高考全国卷Ⅲ)甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间．实验步骤如下： (1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L 的木尺上端，让木尺自然下垂．乙把手放在尺的下端(位置恰好处于L 刻度处，但未碰到尺)，准备用手指夹住下落的尺．(2)甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子．若夹住尺子的位置刻度为L 1，重力加速度大小为g ，则乙的反应时间为________(用L 、L 1和g 表示).(3)已知当地的重力加速度大小为g ＝9.80 m/s 2，L ＝30.0 cm ，L 1＝10.4 cm.乙的反应时间为________ s ．(结果保留2位有效数字)(4)写出一条能提高测量结果准确程度的建议：______________________________.【答案】：(2)2（L －L 1）g(3)0.20 (4)多次测量取平均值，直尺尽可能保持竖直方向的运动，乙手指尽量靠近直尺但不能接触(写出任意一条即可)【解析】：(2)直尺释放之后做自由落体运动， 由h ＝12gt 2得t ＝2h g ＝2（L －L 1）g.(3)将数据代入上式得t ＝0.20 s.(4)多次测量取平均值，直尺尽可能保持竖直方向的运动，乙手指尽量靠近直尺但不能接触等．3．(2019·重庆市南开中学月考)某同学使用有透光狭缝的钢条和光电计时器的装置测量重力 加速度(图甲)．在钢条下落过程中，钢条挡住光源发出的光时，计时器开始计时，透光时停止计时，若再次挡光，计时器将重新开始计时．实验中该同学将钢条竖直置于一定高度(下端A 高于光控开关)，由静止释放，测得先后两段挡光时间t 1和t 2.(1)用游标卡尺测量AB 、AC 的长度，其中AB 的长度如图乙所示，其值为________ mm.(2)该同学利用v AB ＝AB t 1及v AC ＝ACt 1＋t 2，求出v AB 、v AC ，再利用测量的时间t 1和t 2，可得到重力加速度的表达式为________(用v AB 、v AC 及给出的时间表示)；若狭缝宽度不能忽略，则测量值比真实值________(填“偏大”或“偏小”)． 【答案】：(1)74.3 (2)2（v AC －v AB ）t 2偏大【解析】：(1)游标卡尺的主尺读数为74 mm ，游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为0.1×3 mm ＝0.3 mm ，所以最终读数为：74 mm ＋0.3 mm ＝74.3 mm. (2)该同学利用v AB ＝AB t 1，v AC ＝ACt 1＋t 2，根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度表示钢条运动的中间时刻瞬时速度，重力加速度为g＝v AC－v ABt1＋t2 2－t12＝2（v AC－v AB）t2.若狭缝宽度不能忽略，A到C的实际时间大于t1＋t2，所以测量得到的重力加速度值比其真实值偏大．4．光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b 分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来．现利用如图乙所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数，图中MN是水平桌面，Q是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长木板适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端P点悬有一铅锤．实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0×10－2s和4.0×10－3s．用精度为0.05 mm的游标卡尺测量滑块的宽度d，其示数如图丙所示．(1)滑块的宽度d＝________cm.(2)滑块通过光电门1时的速度v1＝________m/s，滑块通过光电门2时的速度v2＝________m/s.(结果保留两位有效数字)．(3)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时的________，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将________的宽度减小一些．【答案】(1)1.010(2)1.0 2.5(3)平均速度滑块【解析】(1)d＝10 mm＋0.05 mm×2＝10.10 mm＝1.010 cm.(2)v1＝dt1＝1.010×10－21.0×10－2m/s≈1.0 m/s，v2＝dt2＝1.010×10－24.0×10－3m/s≈2.5 m/s.(3)v1、v2实质上是滑块通过光电门1和2时的平均速度，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将滑块的宽度减小一些．5．小张同学想研究一遥控电动车的运动情况，他找来一个塑料瓶，设计了一个如图甲所示的装置，瓶内装上墨水，通过调节开关使墨水缓慢滴下，然后将这个装置固定在车的尾部，如图乙所示．使车从静止开始在足够大的水平地面上沿直线前进，然后他在离出发点不远处，选择墨水滴间距离较大处的一个点为起点，用卷尺依次测量这个点后面的10个点到这个点的距离，并记录在下面的表格中．(1)小张制作的装置相当于物理实验室中的________(填仪器名称)．(2)通过表中数据，你认为小车在所记录的这段时间内的运动情况是________________________________________________________________________．(3)要测量小车做匀速运动时的速度，小张同学还需要知道的物理量是____________，他还需要的测量工具是________，测量方法是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.【答案】：(1)打点计时器(2)先做加速度变小的加速运动，后做匀速运动(3)相邻两墨水滴滴下的时间间隔T秒表从某滴开始下落时开始计时，并计数为1，数到第n滴开始下落时停止计时，则时间间隔T＝tn－1【解析】：(1)小张制作的装置相当于打点计时器．(2)相邻两点间的距离如表所示．可以看出，开始时相邻两点间的距离是逐渐变大的，后面两点间的距离基本上保持不变，说明开始时小车先做加速运动，后做匀速运动．再进一步分析做加速运动时加速度的变化，相邻两点间距离的差值如表所示．可以看出，刚开始时相邻两点间距离差在逐渐变小，说明小车的加速度在逐渐减小，所以小车先做加速度减小的加速运动，后做匀速运动．(3)要测量小车做匀速运动时的速度，还必须知道相邻两墨水滴滴下的时间间隔T，要测量时间间隔需要用秒表．测量方法是从某滴开始下落时开始计时，并计数为1，数到第n滴开始下落时停止计时，则时间间隔T＝tn－1，注意n不可太小，一般取30滴以上．6．某同学使用有透光狭缝的钢条和光电计时器的装置测量重力加速度(图a)．在钢条下落过程中，钢条挡住光源发出的光时，计时器开始计时，透光时停止计时，若再次挡光，计时器将重新开始计时．实验中该同学将钢条竖直置于一定高度(下端A高于光控开关)，由静止释放，测得先后两段挡光时间t1和t2.(1)用游标卡尺测量AB 、AC 的长度，其中AB 的长度如图b 所示，其值为________mm.(2)该同学利用v －AB ＝AB t 1及v －AC ＝AC t 1＋t 2，求出v －AB 、v －AC ，再利用测量的时间t 1和t 2，可得到重力加速度的表达式为____________________(用v －AB ，v －AC 及给出的时间表示)；若狭缝宽度不能忽略，则测量值比真实值________(“偏大”或“偏小”)．【答案】：(1)74.3 (2)g ＝2（v －AC －v －AB ）t 2偏大【解析】：(1)游标卡尺的主尺读数为74 mm ，游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为0.1×3 mm ＝0.3 mm ，所以最终读数为：74 mm ＋0.3 mm ＝74.3 mm.(2)该同学利用v －AB ＝AB t 1，v －AC ＝AC t 1＋t 2，根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度表示钢条运动的中间时刻瞬时速度，重力加速度为g ＝v －AC －v －AB t 1＋t 22－t 12＝2（v －AC －v －AB ）t 2.若狭缝宽度不能忽略，A 到C 的实际时间大于t 1＋t 2.所以测量得到的重力加速度值比其真实值偏大．7．利用如图所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度．一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动．当一带有遮光片的滑块自斜面上端滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t .改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离x ，记下相应的t 值，所得数据如表中所示．完成下列填空和作图：(1)若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a 、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v t 、测量值x 和t 四个物理量之间所满足的关系式是______________；(2)根据表中给出的数据，在下图给出的坐标纸上画出xt－t 图线；(3)由所画出的xt －t 图线，得出滑块加速度的大小为a ＝__________ m/s 2(保留2位有效数字)．【答案】：(1)x t ＝－12at ＋v t (或x ＝－12at 2＋v t t )(2)见解析图 (3)2.0【解析】：(1)沿斜面向下是匀加速运动，反过来也可以看成是初速度为v t 的沿斜面向上的匀减速运动，由位移公式有x ＝v t t －12at 2.由于要画x t －t 图象，所以可将上式变形得x t ＝－a2t＋v t .(2)xt－t 图线如图所示．(3)由x t ＝－a 2t ＋v t 可知图象的斜率k ＝－a 2，所以a ＝－2k ＝－2×（1.22－1.71）0.78－0.29m/s 2＝2.0 m/s 2.8．光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a 、b 分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a 、b 间通过时，光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来．现利用图乙所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数，图中MN 是水平桌面，Q 是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长木板适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端P 点悬有一铅锤．实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0×10－2 s 和4.0×10－3 s ．用精度为0.05 mm 的游标卡尺测量滑块的宽度d ，其示数如图丙所示．(1)滑块的宽度d ＝________ cm.(2)滑块通过光电门1时的速度v 1＝________ m/s ，滑块通过光电门2时的速度v 2＝________ m/s.(结果保留两位有效数字)(3)由此测得的瞬时速度v 1和v 2只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时的________，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将________的宽度减小一些． 【答案】(1)1.010 (2)1.0 2.5 (3)平均速度 滑块 【解析】(1)d ＝10 mm ＋0.05 mm×2＝10.10 mm ＝1.010 cm. (2)v 1＝d t 1＝1.010×10－21.0×10－2m/s ＝1.0 m/s v 2＝d t 2＝1.010×10－24.0×10－3m/s ＝2.5 m/s (3)v 1、v 2实质上是通过光电门1和2时的平均速度，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将滑块的宽度减小一些．9.(2019·四省名校高三第二次联考)某同学利用如图甲所示装置研究匀变速直线运动规律。
实验1_研究匀变速直线运动(上课用)
【例4】一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于 盘面的水平轴转动.用下面的方法测量它匀速转动时的 角速度. 实验器材:电磁打点计时器、米尺、纸带、复写纸片. 实验步骤: (1)如右图所示,将电磁打点计时器 固定在桌面上,将纸带的一端穿过 打点计时器的限位孔后,固定在待 测圆盘的侧面上,使得圆盘转动时, 纸带可以卷在圆盘侧面上.
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【实验器材】 电磁打点计时器 (或电火花计时器)、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. 【实验步骤】 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.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,下边挂上合适的 钩码,把纸带穿过打点计时器,并把它的一端固定在小车的 后面.实验装置见图所示, 放手后,看小车能否在木板上平 稳地加速滑行. 3.把小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,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.
【数据处理】 数据处理】 由实验数据得出v 图象.根据表格中的v 由实验数据得出v-t图象.根据表格中的v、t数据,在 数据, 平面直角坐标系中仔细描点，再用平滑曲线连接各点， 平面直角坐标系中仔细描点，再用平滑曲线连接各点， 就得到本次实验的v 图象，它应该是一条倾斜的直线. 就得到本次实验的v-t图象，它应该是一条倾斜的直线. 如图可以看到,对于每次实验, 如图可以看到,对于每次实验,描出的几个点都大致落 在一条直线上. 在一条直线上. 作图线时要注意： 作图线时要注意：要使同一次实验得到的各点尽量 落到直线上,落不到直线上的点, 落到直线上,落不到直线上的点,应均匀分布在直线的 两侧。连线时不能画成折线，不能出现折角， 两侧。连线时不能画成折线，不能出现折角，必须用 折线 折角 平滑曲线连接各点。 平滑曲线连接各点。 连接各点
高考物理实验-研究匀变速直线运动
研究匀变速直线运动知识元研究匀变速直线运动知识讲解一、实验目的1．练习使用打点计时器，学会用打上点的纸带研究物体的运动．2．掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法．（△x=aT2）3．测定匀变速直线运动的加速度．二、实验原理1．打点计时器（1）作用：计时仪器，当电源频率为50 Hz时，每隔0.02s打一次点．（2）工作条件①电磁打点计时器：4V～6V交流电源；②电火花计时器：220V交流电源．（3）纸带上点的意义：①表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置．②通过研究纸带上各点之间的间隔，可以判断物体的运动情况．③可以利用纸带上打出的点来确定计数点间的时间间隔．2．利用纸带判断物体运动状态的方法（1）沿直线运动的物体在连续相等时间内不同时刻的速度分别为v1、v2、v3、v4、…，若v2-v1=v3-v2=v4-v3=…，则说明物体在相等时间内速度的增量相等，由此说明物体在做匀变速直线运动，即a===…（2）沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为x1，x2，x3，x4…，若△x=x2-x1=x3-x2=x4-x3=…，则说明物体在做匀变速直线运动，且△x=aT2．3．速度、加速度的求解方法（1）“平均速度法”求速度即v n＝＝，如图所示．（2）由纸带求物体运动的加速度①逐差法：即根据x4-x1=x5-x2=x6-x3=3aT2（T为相邻两计数点间的时间间隔），求出a1＝，a2＝，a3＝，再算出a1、a2、a3的平均值即为物体运动的加速度：a=②图象法：即先根据v n=，求出多个点的瞬时速度，后作出v-t图象，图象的斜率即为物体运动的加速度．三、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．四、实验步骤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．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，把纸带穿过打点计时器，并将它的一端固定在小车的后面．实验装置见下图所示，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行．2．把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，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．3．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=0.10 s，如图所示，正确使用毫米刻度尺测量O计数点到各个计数点间的距离，并填入设计的表格中．4．根据测量结果，用逐差法求出加速度a，或利用某一段时间的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点的瞬时速度，作出v-t图象，由图象的斜率求得加速度．五、注意事项1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器．2．应该先接通电源，再释放小车，当小车到达滑轮前及时用手按住．3．先断开电源，再取下纸带．4．对于电磁打点计时器，如打出的点较轻或是短线时，应调整振针距复写纸的高度．5．选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰，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（n-1）t．6．每打好一条纸带，将定位轴上的复写纸换个位置，以保证打点清晰（注意此项只对于电磁打点计时器才适用）．7．不要分段测量各段位移，应一次测出各计数点与0计数点的距离，再逐个计算x1、x2、x3…，读数时应估读到0.1 mm．8．尽可能保证小车做匀加速直线运动的方法是：（1）细绳尽可能与板面保持平行；（2）滑轮和车轮灵活；（3）长木板表面粗糙程度、纸带与打点计时器之间的摩擦基本保持一致．例题精讲研究匀变速直线运动例1.用图甲所示的实验装置来测量匀变速直线运动的加速度。
第一章 实验 研究匀变速直线运动-高考物理一轮复习
图5
c.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度，分别记 作v1、v2、v3、v4、v5…… d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图6所示. 结合上述实验步骤，请你完成下列任务： (1)在下列仪器和器材中，还需要使用的有 __A__和__C__(填选项前的字母). A.电压合适的50 Hz交流电源 B.电压可调的直流电源 C.刻度尺 D.秒表
③利用平均速度求瞬时速度：vn＝xn＋2Txn＋1＝dn＋12－Tdn－1. 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)x1、x2、x3…xn是相邻两计数点间的距离. (2)Δx是两个连续相等的时间内的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2…. (3)T是相邻两计数点间的时间间隔：T＝0.02n s(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＝aT2，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.
(瞬1)时用速a表度示大滑小块，下则滑v的与加vA速、度a和大Δ小t的，关用系v式A表为示v挡＝光_v_片A_＋_前_12_端a_Δ_到t_.达光电门时滑块的
(2)由图(c)可求得vA＝__5_2_.1__ cm/s，a＝__1_6_.6__ cm/s2.(结果保留3位有效数字)
类型2 实验方法拓展 例3 在暗室中用如图甲所示的装置做“测定重力加速度”的实验。实验器 材有:铁架台、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹、接水铝盒、一根荧 光刻度的米尺、频闪仪。具体实验步骤如下:
图6 E.天平(含砝码)
高考物理一轮复习新课改省份课件实验研究匀变速直线运动的特点
02
03
场景三
电梯升降过程中的匀变速直线运动。 研究电梯启动和停止时的加速度变化 ，以及乘客在电梯中的感受。
思考题引导讨论
问题一
如何测量匀变速直线运动中的加速度？引导学生思考加速 度的测量方法，如利用打点计时器、光电门等实验器材。
问题二
匀变速直线运动中的速度、位移和时间之间有何关系？引 导学生推导匀变速直线运动的基本公式，ຫໍສະໝຸດ 解各物理量之 间的关系。02
学习并掌握利用打点计时器、纸带等实验器材研究 匀变速直线运动的方法。
03
培养学生的实验操作能力、数据处理能力和分析解 决问题的能力。
实验原理
匀变速直线运动是指物体在一条直线上运动，且加速度保持不变的运动。
利用打点计时器在纸带上打点，通过测量点迹间的距离和时间间隔，可以 求出物体运动的加速度和速度。
教师还将对学生在实验过程中的表现进行点 评，指出学生在实验操作、数据记录、结果 分析等方面的不足之处，并提供改进意见。
此外，教师还将引导学生对实验进 行更深入的思考和讨论，例如：如 何通过改进实验方法来减小误差？ 如何更好地利用实验结果来验证物 理定律？
课堂小测验
01
课堂小测验将围绕本节课的重点和难点内容进行设计，包括匀变 速直线运动的基本公式、加速度的测量方法、实验误差分析等。
| 速度（m/s） | 5.0 | 2.828 | 8.0 | 0.0 |
| 加速度（m/s²）| 4.0 | 0.0 | 4.0 | 4.0 |
图表呈现结果
01
图1：位移-时 间图像
02
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第一章
运动的描述 匀变速直线 运动的研究
高考总复习 ·物理
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实验一
研究匀变速直线运动
高考总复习 ·物理
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目录
知识梳理·夯实基础 核心考点·分层突破
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︿︿
知识梳理·夯实基础
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3．将小车停在靠近打点计时器处，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测量 分析．
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五、数据处理 1．由实验数据得出 v-t 图象 (1)选适当的点作计时起点，在纸带上标出计数点，用刻 度尺量出各计数点到起点的距离． (2)计算各计数点的速度，填入表格，根据表 格中的 v、t 数据，在直角坐标系中描点． (3)根据描的点作一条直线，使各点尽量落到 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，如图所示．
②工作条件电 电磁 火打 花点 打计 点时 计器 时： 器：4～2620VV交交流流电电源源 (2)纸带上点的意义 ①反映和纸带相连的物体在不同时刻的位置． ②通过研究纸带上各点之间的距离，可以判断物体的运 动情况． ③可以利用纸带上打出的点来确定计数点间的时间间 隔．
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【跟踪训练 1】 (2018·全国卷Ⅲ)甲、乙两同学通过下
6．纸带选取：选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点密集 部分，适当选取计数点．
7．准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位(避 免所描点过密或过疏，而导致误差过大)，仔细描点连线， 不能连成折线，应作一条平滑直线，让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．
专题二 匀变速直线运动的研究+(课件)-新人教版2024年高考物理一轮复习
【答案】C
【详解】频闪时间 T 1 1s,根据Δx aT 2 ,解得 a 2 m / s2 ,利用逆向思维法，可
f
将汽车的运动看成反向的初速度为零的匀加速直线运动，汽车最后2 s时间内的
位移 x 1 at2 1 2 22 m 4 m ,汽车最后2 s时间内的平均速度为 v x 4 m / s 2 m / s ,
要注意 v0 与 v,Δx 与 a 的方向关系。平均速度公式常与 x= v ·t 结合使用,而位移
差公式中 T 表示相等时间间隔,而不是运动时间。
变式训练
变式3（2023·福建·模拟预测）自动驾驶汽车已经在某些路段试运行。假 设一辆自动驾驶汽车在笔直的公路上行驶，刹车后做匀减速直线运动直到停 止，小马同学利用闪光频率为1Hz的照相机拍摄下连续三幅汽车照片，测量 出第一幅照片与第二幅照片中汽车之间的距离为15m，第二幅照片与第三幅 照片中汽车之间的距离为13m，则汽车最后2s时间内的平均速度为（ ） A．4 m/s B．3 m/s C．2 m/s D．1 m/s
变式训练
变式1 （2023·云南曲靖·统考二模）当汽车在路上出现故障时，应在车 后放置三角警示牌，以提醒后面驾车司机减速安全通过。在夜间，有一货 车因故障停驶，后面有一小轿车以30m/s的速度向前驶来，由于夜间视线不 好，小轿车驾驶员只能看清前方50m的物体，他的反应时间为0.5s，再加路 面湿滑，制动的最大加速度为1.5m/s2。求： （1）小轿车从开始刹车25s内通过的最小距离； （2）三角警示牌至少要放在故障车后多远处，才能有效避免两车相撞。
x
v0t
1 2
at 2
20m；在加上AC
的长度可求得斜面最小长度应为25m，故C正确。
故选C。
高三总复习物理课件 实验：研究匀变速直线运动的特点
2．粤教版新教材——测量沿斜面运动小车的瞬时速度
实验装置图 实验原理及数据处理方法与鲁科版新教材实验类似。
归纳共性实验关键 1．不变的实验原理
用小车拖着一条纸带加速运动，通过分析纸带上的点记录的信息计算小车 运动速度及变化规律。 2．必备的实验器材 长木板、打点计时器、纸带、小车、U 形夹、毫米刻度尺。 3．通用的数据处理方法 (1)计数周期 T＝5×0.02 s＝0.1 s。 (2)计数点的速度 vn＝xn＋2Txn＋1。 (3)加速度的计算方法：逐差法、图像法。
下纸带。 要领
(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、核心关键——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＝xn＋2Txn＋1。 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＝x43－T2x1，a2＝x53－T2x2，a3＝x63－T2x3，然后取平均值，即 a ＝a1＋a32＋a3＝ x4＋x5＋x6－9T2x1＋x2＋x3，即为物体的加速度。
[关键点拨] 实验操作的四点注意 (1)实验前应调节纸带和细绳，使其与木板平行。 (2)在研究匀变速直线运动的实验中，可通过改变悬挂的槽码来改变加速度，无需
平衡小车的摩擦力。 (3)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。 (4)在小车到达木板末端前应让小车停止运动，以防止小车与滑轮相撞及槽码落地。
高考物理必考实验专题突破一研究匀变速直线运动含解析
2020-2021年高考物理必考实验一：研究匀变速直线运动1．实验原理(1)利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法设x1、x2、x3、x4、…为纸带上相邻两个计数点之间的距离,假如Δx=x2-x1=x3-x2=x4-x3=…=常数,即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做匀变速直线运动。
(2)由纸带求物体运动速度的方法根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度来求,即v n=x x+x x+12x。
(3)由纸带求物体运动加速度的方法①逐差法:根据x4-x1=x5-x2=x6-x3=3aT2(T为相邻两计数点之间的时间间隔),求出a1=x4-x13x2,a2=x5-x23x2,a3=x6-x33x2,再算出a1、a2、a3的平均值a=x1+x2+x33=(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3)9x2,也就是物体的加速度。
②图象法:求出打各个计数点时纸带的瞬时速度,再作出v-t图象,图线的斜率则为物体做匀变速直线运动的加速度。
2.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、电源、复写纸。
3.实验步骤(1)仪器安装①把附有定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,细绳跨过定滑轮,下边挂上合适的钩码,把纸带穿过打点计时器,并把它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加速滑行。
(2)测量与记录①把小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,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。
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=0.1 s。
用毫米刻度尺测量每相邻两计数点间的距离,并填入设计的表格中。
高考物理一轮复习 第1章 运动的描述 匀变速直线运动 实验1 测量做直线运动物体的瞬时速度教案(含解
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，学会利用纸带上的点测瞬时速度。
2．研究物体做匀变速直线运动的规律，会利用纸带计算匀变速直线运动的加速度。
二、实验原理1．打点计时器原理2．用“平均速度法”求速度瞬时速度无法直接测量，因此根据极限的思想，要测量某点的瞬时速度，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 ＝Δx Δt中，当Δt →0时v 是瞬时速度。
3．加速度的求解方法(1)“逐差法”求加速度，然后取平均值。
(2)“图象法”求加速度，即求出多个点的速度，画出v t 图象，直线的斜率即加速度。
三、实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)、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、复写纸。
四、实验步骤1．把带有滑轮的长木板平放在实验桌上(如图所示)。
2．把打点计时器固定在长木板的一端，将纸带穿过打点计时器限位孔。
3．将小车停在靠近打点计时器的位置，用细绳一端连小车，另一端挂上适当的钩码。
4．先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动打点，小车停止运动后立即关闭电源。
5．换上新的纸带，重复实验两次。
五、数据处理1．处理的方法(1)根据极限思想求瞬时速度：在公式v ＝Δx Δt中，当Δt →0时，v 是瞬时速度。
(2)匀变速直线运动中利用平均速度求瞬时速度：v n ＝x n －1＋x n 2T。
(3)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，利用逐差法求解平均加速度(如图所示)，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。
(4)利用速度—时间图象求加速度，作出速度—时间图象，通过图象的斜率求解物体的加速度。
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。
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新课标全国高考考前复习物理
实验一 研究匀变速直线运动
1. 在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，某同学的操作步骤如下，其中错误或遗漏的步骤有(遗
漏可编上序号F、G„„)________．
A．拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器处先放开纸带，再接通电源
B．将打点计时器固定在平板上，并接好电源
C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码
D．取下纸带
E．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔
将以上步骤完善并按合理顺序填写在横线上
________________________________________________________________________
解析 A中应先接通电源再放开纸带，D中先断开电源，使计时器停止工作，再取下纸
带；遗漏F，换上新纸带重复实验三次．
答案 ADF BECADF
2．如实图1－1所示是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干纸带中选中的一条纸带的一部分，
他每隔4个点取一个计数点，图上注明了他对各计数点间距离的测量结果．
实图1－1
(1)为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，填入表内(单位：cm).
x2－x1 x3－x2 x4－x3 x5－x4 x6－x5
Δx
1.60 1.55 1.12 1.53 1.61 1.88
各位移差与平均值最多相差0.05cm，由此可以得出结论：小车的位移差在________范围
内相等，所以小车的运动是________．
(2)根据匀变速直线运动的规律，可以求得物体的加速度a＝ΔxT2＝________m/s2.
(3)根据an－3＝xn－xn－33T2，可求出a1＝x4－x13T2＝________m/s2，a2＝x5－x23T2＝________m/s2，
a3＝x6－x33T2＝________m/s2，所以，a
＝a1＋a2＋a33＝________m/s2.
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答案 (1)任意两个连续相等的时间里、在误差允许的 匀加速直线运动 (2)1.58
(3)1.59 1.57 1.59 1.58
3．如实图1－2是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带．
实图1－2
(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________．
(2)A、B、C、D是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出．从图中
读出A、B两点间距x＝________；C点对应的速度是________(计算结果保留三位有效
数字)．
解析 (1)打点计时器频率为50 Hz，周期T＝1f＝0.02 s，故打相邻两点的时间间隔为
0.02 s；(2)两相邻计数点间的时间间隔为T＝0.02×5 s＝0.1 s，由图读出x＝7.0 mm＝
0.70 cm.C点对应速度vC＝xBC＋xCD2T＝0.90＋1.102×0.1 cm/s＝0.100 m/s.
答案 (1)0.02 s (2)0.66～0.70 cm 0.100 m/s
4．如实图1－3是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计
数点，加速度大小用a表示．
实图1－3
①OD间的距离为________cm.
②实图1－4是根据实验数据绘出的s－t2图线(s为各计数点至同一起点的距离)，斜率
表示________，其大小为________m/s2(保留三位有效数字)．
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实图1－4
解析 ①1 cm＋1 mm×2.0＝1.20 cm.
②加速度的一半，
12a＝2.8－0×10
－2
0.06－0
m/s2＝0.467 m/s2，
所以加速度大小a≈0.933 m/s2.
答案 (1)①1.20 ②加速度的一半 0.933
5．一小球在桌面上做匀加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球运动过程中
在每次曝光时的位置，并将小球的位置编号，得到的照片如实图1－5所示．由于底片保管不当，其中
位置4处被污损．若已知摄影机连续两次曝光的时间间隔均为1 s，则利用该照片可求出：小球运动的
加速度约为________m/s2.位置4对应的速度为________ m/s，能求出4的具体位置吗？________.求解
方法是：____________________(不要求计算，但要说明过程)．
实图1－5
解析 从图中读出5、6之间的距离为
37.5 cm－24.0 cm＝13.5 cm,2、3之间的距离为
6.0 cm－1.5 cm＝4.5 cm，
利用逐差法有x56－x23＝3aT2，
求出a＝3.0×10－2 m/s2；
位置4对应的速度为
v
4
＝x352T＝24.0－6.02×10－2 m/s＝9×10－2 m/s；
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欲求4的具体位置，
可以采用逐差法利用(x6－x4)－(x4－x2)＝4aT2求解．
答案 3.0×10－2(2.8×10－2～3.1×10－2均可) 9×10－2 能 利用(x6－x4)－(x4－x2)＝
4aT2可以求出位置4的具体位置(其他方法合理均可)
6．在“研究匀变速直线运动”的实验中，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了O，A，
B，C，D，E，F
共7个计数点(图中每相邻两个记数点间还有四个打点计时器打下的点未画出)，如实图
1－6所示．打点计时器接的是50 Hz的低压交流电源．他将一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和
记数点O对齐，从刻度尺上直接读取数据记录在表中．
实图1－6
线段 OA OB OC OD OE OF
数据/cm 0.54 1.53 2.92 4.76 7.00 9.40
①由以上数据可计算出打点计时器在打A，B，C，D，E各点时物体的速度，如下表所
示.
各点速度 vA vB vC vD vE
数据/(×10－2m/s) 7.70 12.0 16.2 20.4
表中E点的速度应该为________m/s.
②试根据表格中数据和你求得的E点速度在右上方所给的坐标中，作出v－t图象，如实图
1－7.从图象中求得物体的加速度a＝________m/s2(取两位有效数字)
实图1－7
解析 (1)根据匀变速运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度即vE＝DF2T，
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OF－OD＝DF＝4.64 cm，T＝0.1 s，v
E
＝2.32×10－2m/s加速度可根据图中数据求出图线
斜率．
答案 (1)①23.2×10－2
②0.42(0.40～0.44)