2026屆新高考物理熱點復(fù)習(xí)

實驗:測量做直線運動物體的瞬時速度第5講一、實驗裝置二、實驗器材電火花計時器(或電磁打點計時器)、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細繩、槽碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源。三、實驗步驟1.按原理圖安裝好實驗裝置,打點計時器固定在長木板無滑輪的一端。2.細繩一端拴在小車上,另一端跨過滑輪掛上槽碼,紙帶穿過打點計時器固定在小車的后面。3.把小車停在靠近打點計時器處,接通電源后,釋放小車。4.增減所掛的槽碼(或在小車上放置重物),更換紙帶再做兩次實驗。四、數(shù)據(jù)處理

2.勻變速直線運動中測速度和加速度(1)依據(jù)紙帶判斷小車是否做勻變速直線運動。①x1、x2、x3、…、xn是相鄰兩計數(shù)點間的距離。②Δx是兩個連續(xù)相等時間內(nèi)的位移差:Δx1=x2-x1,Δx2=x3-x2……③若Δx等于恒量(aT2),則說明小車做勻變速直線運動;反之,只要小車做勻變速直線運動,它在任意兩個連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)的位移之差就一定相等。(2)求小車的速度與加速度。

③利用速度—時間圖像求加速度。a.作出速度—時間圖像,通過圖像的斜率求解小車的加速度。b.剪下相鄰計數(shù)點的紙帶緊排在一起求解加速度。五、注意事項1.平行:紙帶、細繩要和長木板平行。2.靠近:釋放小車前,應(yīng)使小車停在靠近打點計時器的位置。3.兩先兩后:實驗時應(yīng)先接通電源,后釋放小車;實驗后先斷開電源,后取下紙帶。4.減小誤差:小車另一端掛的槽碼個數(shù)要適當(dāng),避免速度過大而使紙帶上打的點太少,或者速度太小使紙帶上打的點過于密集。5.紙帶選取:選擇一條點跡清晰的紙帶,舍棄點密集部分,適當(dāng)選取計數(shù)點。6.準(zhǔn)確作圖:在坐標(biāo)紙上,縱、橫軸選取合適的標(biāo)度,描點連線時不能連成折線,應(yīng)作一條直線,讓各點盡量落到這條直線上,落不到直線上的各點應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè),偏離較遠的點舍棄。六、誤差分析1.根據(jù)紙帶測量的位移有誤差。2.電源頻率不穩(wěn)定,造成相鄰兩點的時間間隔不完全相等。3.紙帶運動時打點不穩(wěn)定引起測量誤差。4.用作圖法作出的v-t圖像并不是一條直線。5.木板的粗糙程度并非完全相同?；A(chǔ)性實驗考點一

[例1]【實驗原理與實驗操作】(2024·安徽二模)如圖甲所示的實驗裝置“測量小車做直線運動的瞬時速度”,完成下列相關(guān)內(nèi)容。(1)下列實驗要求或操作,正確的有

(填正確答案標(biāo)號)。

A.必須使用交流電源B.鉤碼質(zhì)量必須遠小于小車質(zhì)量C.必須傾斜長木板以平衡小車所受到的阻力D.小車應(yīng)靠近打點計時器釋放E.先接通電源,再釋放小車ADE【解析】(1)根據(jù)打點計時器的工作原理,可知實驗需要使用交流電源,故A正確;在“測量小車做直線運動的瞬時速度”的實驗中需要小車做勻變速直線運動且加速度不宜過大,而不需要平衡摩擦力,也不需要考慮繩上的拉力是否近似等于重力,即不需要鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量,故B、C錯誤;為了能多打出一些點便于數(shù)據(jù)處理,小車應(yīng)靠近打點計時器釋放,故D正確;實驗中應(yīng)先接通電源,再釋放小車,故E正確。(2)圖乙是某次實驗中一條紙帶上截取的一段,在連續(xù)打出的點上依次標(biāo)記a、b、c、d四個點,則c點的讀數(shù)為

cm。已知打點計時器每隔0.02s打一個點,則在打下c點時,小車的瞬時速度為

m/s(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

7.400.625

[例2]【實驗數(shù)據(jù)處理與誤差分析】(2024·貴州卷,11)智能手機內(nèi)置很多傳感器,磁傳感器是其中一種。現(xiàn)用智能手機內(nèi)的磁傳感器結(jié)合某應(yīng)用軟件,利用長直木條的自由落體運動測量重力加速度。主要步驟如下:(1)在長直木條內(nèi)嵌入7片小磁鐵,最下端小磁鐵與其他小磁鐵間的距離如圖甲所示。(2)開啟磁傳感器,讓木條最下端的小磁鐵靠近該磁傳感器,然后讓木條從靜止開始沿豎直方向自由下落。(3)以木條釋放瞬間為計時起點,記錄下各小磁鐵經(jīng)過傳感器的時刻,數(shù)據(jù)如表所示。h/m0.000.050.150.300.500.751.05t/s0.0000.1010.1750.2470.3190.3910.462(4)根據(jù)表中數(shù)據(jù),補全圖乙中的數(shù)據(jù)點,并用平滑曲線繪制下落高度h隨時間t變化的h-t圖線。【答案及解析】(4)根據(jù)題表中數(shù)據(jù)在題圖乙中補全數(shù)據(jù)點,并用平滑曲線擬合各數(shù)據(jù)點,如圖所示。(5)由繪制的h-t圖線可知,下落高度隨時間的變化是

(選填“線性”或“非線性”)關(guān)系。

非線性【解析】(5)由(4)中所作圖線可知各數(shù)據(jù)點不在同一直線上,故下落高度隨時間的變化是非線性的。(6)將表中數(shù)據(jù)利用計算機擬合出下落高度h與時間的平方t2的函數(shù)關(guān)系式為h=4.916t2(SI)。據(jù)此函數(shù)可得重力加速度大小為

m/s2。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)

9.83

創(chuàng)新性實驗考點二

[例3]【實驗原理的創(chuàng)新】(2024·貴州貴陽三模)某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置測量重力加速度,其中光柵板上交替排列著等寬度的遮光帶和透光帶(寬度用d表示)。實驗時將光柵板置于光電傳感器上方某高度,令其自由下落穿過光電傳感器。光電傳感器所連接的計算機可連續(xù)記錄遮光帶、透光帶通過光電傳感器的時間間隔Δt。(1)該同學(xué)測遮光帶(透光帶)的寬度如圖乙所示,其值為

cm。

4.40【解析】(1)根據(jù)題圖乙可知,遮光帶(或透光帶)的寬度為4.40cm。(2)該同學(xué)記錄時間間隔的數(shù)據(jù)如表所示,根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù),編號為3的遮光帶通過光電傳感器的平均速度大小為v3=

m/s(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。

編號1遮光帶2遮光帶3遮光帶……Δt/10-3s73.0438.6730.00……1.5

(3)某相鄰遮光帶和透光帶先后通過光電傳感器的時間間隔為Δt1、Δt2,則

重力加速度g=

(用d、Δt1、Δt2表示)。

[例4]【數(shù)據(jù)處理的創(chuàng)新】(2024·黑龍江大慶三模)某同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置探究物體做直線運動時速度二次方與位移的關(guān)系。小車左端和紙帶相連,右端用細繩跨過定滑輪和鉤碼相連。鉤碼下落,帶動小車運動,打點計時器打出紙帶。某次實驗得到的紙帶和相關(guān)數(shù)據(jù)如圖乙所示。(1)已知圖乙中相鄰兩個計數(shù)點的時間間隔均為0.1s。以打出A點時小車位置為初始位置,將打出B、C、D、E、F各點時小車的位移x填到表中,小車各點對應(yīng)速度的二次方為v2,則表中xAD=

cm,=

m2/s2。

34.51.21位移區(qū)間ABACADAEAFx/cm10.522.0xAD48.062.5計數(shù)點BCDE—v2/(m2·s-2)1.441.691.96—

(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)得到小車速度的二次方v2隨位移x的變化關(guān)系,如圖丙所示。可知小車運動的v2-x圖線為一條直線,此直線用方程v2=kx+b表示,其中k=

m/s2,b=

m2/s2。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

位移區(qū)間ABACADAEAFx/cm10.522.0xAD48.062.5計數(shù)點BCDE—v2/(m2·s-2)1.441.691.96—2.01.0【解析】

(2)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)取圖線上兩點(0.22,1.44)、(0.48,1.96),

代入v2=kx+b,得k=2.0m/s2,b=1.0m2/s2。(3)根據(jù)(2)中的直線方程可以判定小車做勻加速直線運動,則打出A點時小

車的速度大小vA=

,小車的加速度大小a=

。(結(jié)果用字母k、b表示)

[例5]【實驗器材的創(chuàng)新】(2024·四川成都一模)某學(xué)習(xí)小組在做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中,利用頻閃照相研究小車從斜面上滑下的運動。將小車從斜軌上由靜止釋放,用頻閃相機從小車運動的側(cè)面進行照相,得到如圖所示的照片,頻閃儀的頻率為10Hz。用刻度尺量出照片中OA=3.18cm,OB=6.74cm,OC=10.69cm,OD=15.05cm,照片中小車的長度為L1=1.03cm,小車的實際長度為L2=10.30cm。(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可推知,小車在O點的速度

(選填“為零”或“不為零”)。

不為零【解析】(1)由題給數(shù)據(jù)可得OA=3.18cm,AB=3.56cm,BC=3.95cm,CD=4.36cm,顯然OA∶AB∶BC∶CD≠1∶3∶5∶7,由于相鄰的時間間隔相同,則小車在O點時的速度不為零。(2)根據(jù)以上信息,可求得小車實際運動過程中的加速度大小a=

m/s2。

(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

3.9

(3)如果當(dāng)時頻閃儀的實際頻率為12Hz,而做實驗的同學(xué)們并不知道,那么測得的加速度與真實值相比會

(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。

偏小

(滿分:50分)課時作業(yè)1.(8分)(2024·廣西百色檢測)利用如圖甲所示的實驗裝置“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”。(1)使用電火花計時器時的基本步驟如下:A.接通開關(guān),聽到放電聲后拖動紙帶;B.把計時器固定在長木板上,將紙帶從墨粉紙盤下面穿過打點計時器;C.將電火花計時器插頭插入相應(yīng)的電源插座;D.當(dāng)紙帶完全通過電火花計時器后,及時關(guān)閉電火花計時器。上述步驟正確的順序是

(按順序填寫步驟前的字母)。

BCAD【解析】(1)使用電火花計時器時,首先要把計時器固定在長木板上,將紙帶從墨粉紙盤下面穿過打點計時器,然后將電火花計時器插頭插入相應(yīng)的電源插座,接通開關(guān),聽到放電聲,開始拖動紙帶,當(dāng)紙帶完全通過電火花計時器后,及時關(guān)閉電火花計時器。故操作順序為BCAD。(2)某實驗小組所得紙帶上打出的部分計數(shù)點如圖乙所示(其中每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點未畫出),打點計時器的頻率為50Hz。x1=5.09cm,

x2=7.10cm,x3=9.10cm,x4=11.09cm,x5=13.10cm,x6=15.10cm。打點計時器在打E點時小車的速度vE=

m/s,根據(jù)紙帶計算出小車運動的加速度大小a=

m/s2。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

1.22.0

2.(10分)(2024·云南楚雄期末)用如圖所示的實驗裝置來研究滑塊沿斜面運動的規(guī)律?；瑝K剛被釋放時,打開水箱的閥門,讓水流入量筒,滑塊與擋板碰撞時關(guān)閉水箱的閥門。調(diào)整并記錄滑塊與擋板之間的距離x,然后研究x與運動時間t的關(guān)系,并判斷滑塊的運動狀況,水箱中水面下降高度可忽略不計。回答下列問題:(1)當(dāng)滑塊開始運動時,水箱中的水開始

(選填“穩(wěn)定均勻”或“穩(wěn)定不均勻”)地流入量筒,滑塊下滑過程所用的時間t與量筒中的水的體積V成

(選填“正比”或“反比”)。

穩(wěn)定均勻正比【解析】(1)當(dāng)滑塊開始運動時,水箱中的水開始穩(wěn)定均勻地流入量筒,滑塊下滑過程所用的時間t與量筒中的水的體積V成正比。(2)當(dāng)滑塊做勻加速直線運動時,x與

(選填“V”或“V2”)成正比,改變斜面的傾角,若斜面的傾角越大,則V2-x圖像的斜率

(選填“越大”或“越小”)。

V2越小

3.(10分)(2024·湖南長沙期末)某實驗小組用如圖甲所示裝置來測量物體做勻變速直線運動的加速度,在水平氣墊導(dǎo)軌上放置一滑塊(滑塊上固定有遮光條),一不可伸長的細繩跨過輕質(zhì)定滑輪,兩端分別與滑塊和懸掛物連接,滑塊和滑輪間的細繩與導(dǎo)軌平行?；瑝K由靜止釋放,測得滑塊上遮光條通過光電門1、2的遮光時間。已知遮光條的寬度為d,光電門1、2中心間的距離為L,回答下列問題。(1)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d,示數(shù)如圖乙所示。該遮光條的寬度d=

mm。

5.25【解析】(1)游標(biāo)卡尺的精確度為0.05mm,該遮光條的寬度d=5mm+5×0.05mm=5.25mm。(2)實驗過程中測得遮光條通過光電門1、2的遮光時間分別為Δt1=0.0035s、Δt2=0.0015s。遮光條通過第一個光電門的速度大小為v1=

m/s,遮光條通過第二個光電門的速度大小為v2=

m/s。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)

1.503.50

(3)測得兩光電門之間的距離L=0.5m,滑塊的加速度大小為a=

m/s2。

(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)

10.0

4.(10分)(2024·江蘇南通期中)小明利用如圖甲所示的實驗裝置探究物體受到空氣阻力時,其運動速度隨時間的變化規(guī)律。實驗時,在小車上安裝薄板(圖中未畫出),以增大空氣對小車運動的阻力。保持光電門1的位置不變,小車由靜止釋放,記錄下?lián)豕馄ㄟ^光電門2的遮光時間Δt,以及經(jīng)過光電門1、2的時間間隔t,并計算出滑塊經(jīng)過光電門2的速度v,改變光電門2的位置,多次

實驗。(1)實驗中是否需要小車每次從同一位置釋放

(選填“需要”或“不需要”)。

需要【解析】(1)實驗需要小車經(jīng)過光電門1時的速度不變,故需要小車每次從同一位置釋放。(2)正確實驗得到小車速度v與時間t的數(shù)據(jù)如下表,在圖乙方格紙中作出v-t圖像。時間t/s0.51.01.52.02.53.0速度v/(m·s-1)0.220.280.330.370.400.42【答案及解析】(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在v-t坐標(biāo)系中描點,并用平滑的曲線連接,得到v-t圖像如圖所示。(3)v-t圖像中縱軸上的截距表示

。擋光片通過光電門1時小車的速度大小【解析】(3)用t表示小車經(jīng)過光電門1、2的時間間隔,t=0時對應(yīng)小車通過光電門1的時刻,故v-t圖像中縱軸上的截距表示擋光片通過光電門1時小車的速度大小。(4)請寫出t=2s時小車加速度的計算方法?！窘馕觥?4)v-t圖像的斜率表示加速度,故作出t=2s時圖像的切線,該切線的斜率即為該時刻小車的加速度。。t=2s時圖像的切線斜