专题2.7 实验：探究速度随时间变化的规律-2022-2023学年高一物理举一反三系列（人教版2019必修第一册）（解析版）

3.0 envi 2025-03-17 17 4 1.05MB 20 页 3知币

专题 2.7 实验：探究匀变速直线运动

【人教版】

【题型 1 实验原理与操作】..............................................................................................................

【题型 2 公式法处理数据】..............................................................................................................

【题型 3 实验器材的创新】..............................................................................................................

【题型 4 实验原理的创新】..............................................................................................................

【题型 5 数据处理的创新】..............................................................................................................

【题型 6 误差分析】..........................................................................................................................

【题型 7 图像法处理数据】..............................................................................................................

【题型 8 数列问题】..........................................................................................................................

【题型 1 实验原理与操作】

【例 1】在“研究匀变速直线运动”实验中，某实验小组实施了以下实验步骤，其中有错

误的步骤是(

)

A．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

B．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，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面

C．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，重复两次

D．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，第

六个点作为计数点 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，

根据公式求出 a

答案：C

【解析】把附有滑轮的长木板放在实验桌上，由于小车通过细绳连接重物且跨过定滑轮，

所以要使滑轮伸出桌面，为了更好的利用纸带的长度，所以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，故 A项与题意不相符；再把一条细绳拴在小车上，细绳跨

过滑轮，为了使得小车的速度不会太快，所以下边挂上合适的钩码且每次必须由静止释放

小车，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面，故 B项与题意不相符；

把小车停在靠近打点计时器处，接通交流电源后，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，重复两次，故 C项与题意相符；为了减

小测量误差，应去掉开头比较密集的点和每 5个点取一计数点，故 D项与题意不相符．

【变式 1-1】在测量做直线运动物体的瞬时速度实验中，某同学用一端装有定滑轮的长木板、

小车、打点计时器(频率为 50 Hz)、槽码、纸带、细线组成如图甲所示的装置，用槽码拉动

小车，使其做匀变速直线运动，得到如图乙所示的一条纸带，纸带中相邻两个计数点之间

有四个点未标出。

某同学操作实验步骤如下，有错误或不需要的步骤是：__________________________。

A．将打点计时器固定在长木板上，并连接好电路

B．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔

C．适当抬高长木板的左端，在不挂槽码的情况下，轻推小车，小车能匀速运动

D．把一条细线拴在小车上，细线跨过定滑轮，下面吊着适当重的槽码

E．将小车移至靠近打点计时器处

F．先释放纸带，再接通打点计时器

解析：其中不需要的步骤是 C，本实验研究的是匀变速直线运动，是否存在摩擦阻力对实

验没有影响，只要加速度恒定即可；错误的步骤是 F，实验时不能先释放纸带，再接通打

点计时器，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，所

以应该先接通电源，再释放纸带。

答案：不需要的步骤是 C，错误的步骤是 F

【变式 1-2】在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列做法正确的是

A．作 v-t图象时，必须用圆滑曲线连线且经过每一个点

B．先使纸带运动，再接通电源

C．牵引小车的钩码越多越好

D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处

答案：D

【解析】作 v-t图象时，应用刻度尺作出直线，穿过尽可能多的点，不在直线上的点均匀分

布在直线两侧，故 A错误；先接通电源，再使纸带运动，故 B错误；牵引小车的钩码不能

太多，故 C错误；为充分利用纸带，将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，故 D正

确。故选 D。

【变式 1-3】以下是探究小车速度随时间变化规律的实验的一些步骤，其正确顺序是_____

_．

①把穿过打点计时器的纸带固定在小车上；

②把打点计时器固定在木板上，并接好电路；

③更换纸带，再做两次；

④把长木板放在桌面上，并使滑轮伸出桌面；

⑤使小车停在打点计时器附近，先接通电源，后放开小车；

⑥将细绳拴在小车上并绕过定滑轮，下面挂上适量的钩码；

⑦断开电源，取出纸带．

答案：④②①⑥⑤⑦③

【解析】在实验中，应先固定好木板，再固定打点计时器，将纸带穿过打点计时器并固定

在小车上，绕过定滑轮，并挂上适量钩码．准备就绪后应先让小车停在打点计时器附近，

然后接通电源，再释放小车，打点结束后关闭电源，更换纸带，再做两次．

【题型 2 公式法处理数据】

【例 2】某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动.

他实验时将打点计时器接到频率为 50 Hz 的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数

点如下图所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出).s1＝3.59 cm，s2＝4.41 cm，s3

＝5.19 cm，s4＝5.97 cm，s5＝6.78 cm，s6＝7.64 cm.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.(结果均保留两位有效数

字)

答案　0.80　0.40

解析　相邻的两计数点间的时间间隔 T＝0.1 s，利用 v-t 图像可得小车的加速度 a＝0.80

m/s2

打点计时器在打 B点时小车的速度 vB＝＝ m/s＝0.40 m/s

【变式 2-1】某同学利用图（a）所示的实验装置探究物块速度随时间的变化．物块放在桌

面上，细绳的一端与物块相连，另一端跨过滑轮挂上钩码．打点计时器固定在桌面左端，

所用交流电源频率为 50 Hz．纸带穿过打点计时器连接在物块上．启动打点计时器，释放物

块，物块在钩码的作用下拖着纸带运动．打点计时器打出的纸带如图（b）所示（图中相邻

两点间有 4个点未画出）．

根据实验数据分析，该同学认为物块的运动为加速度不变的加速运动．回答下列问题：

（1）在打点计时器打出 B点时，物块的速度大小为_______m/s．在打出 D点时，物块的速

度大小为_______m/s；（保留两位有效数字）

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