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.docxVIP

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v

2.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=xn

3.利用逐差法求解平均加速度

a1=x4-x13T2，a2=

则a=a1+a

4.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