第05講實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律

內(nèi)容導(dǎo)航——預(yù)習(xí)三步曲

第一步：學(xué)

析教材學(xué)知識：教材精講精析、全方位預(yù)習(xí)

練習(xí)題講典例：教材習(xí)題學(xué)解題、快速掌握解題方法

練考點(diǎn)強(qiáng)知識：4大核心考點(diǎn)精準(zhǔn)練

第二步：記

串知識識框架：思維導(dǎo)圖助力掌握知識框架、學(xué)習(xí)目標(biāo)復(fù)核內(nèi)容掌握

第三步：測

過關(guān)測穩(wěn)提升：小試牛刀檢測預(yù)習(xí)效果、查漏補(bǔ)缺快速提升

知識點(diǎn)1教材原型實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

研究小車在重物牽引下運(yùn)動時，小車的速度隨時間變化的規(guī)律。

二、實(shí)驗(yàn)思路

1．需要測量的物理量：小車在不同時刻的瞬時速度。可用打點(diǎn)計(jì)時器測量。

2．實(shí)驗(yàn)方案

如圖，小車在槽碼的牽引下運(yùn)動，通過研究紙帶上的信息，就可以知道小車運(yùn)動的速度是怎樣隨時間變化

的。

3．實(shí)驗(yàn)器材

打點(diǎn)計(jì)時器、一端帶有滑輪的長木板、小車、紙帶、細(xì)繩、槽碼、刻度尺、導(dǎo)線、交變電源。

三、實(shí)驗(yàn)步驟

1．按照實(shí)驗(yàn)裝置圖，把一端帶有定滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使定滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時器固

定在長木板上沒有定滑輪的一端，連接好電路。

2．木板上放一個可以左右移動的小車，小車一端連接穿過打點(diǎn)計(jì)時器的紙帶，另一端連接繞過滑輪系有槽

碼的細(xì)繩。

3．把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時器的位置，啟動計(jì)時器，然后放開小車，讓它拖著紙帶運(yùn)動，打點(diǎn)計(jì)時器會在

1

紙帶上打下一行小點(diǎn)，隨后，立即關(guān)閉電源。

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(shí)驗(yàn)。

四、數(shù)據(jù)記錄

1．采集數(shù)據(jù)

為了便于測量，舍掉紙帶開頭過于密集的點(diǎn)，找一個適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)作為計(jì)時起點(diǎn)?？蛇x擇相隔0.1s(或更短)的若

干計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測量

2．求解并記錄各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時速度

(1)各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時速度的計(jì)算方法

計(jì)算某計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時速度時，應(yīng)取以該計(jì)數(shù)點(diǎn)為中間時刻的較近的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移Δx，并求該段位移的

平均速度，這個平均速度近似等于該點(diǎn)的瞬時速度。

x2

如果圖中相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔用T表示，則1、2、3、4、…各點(diǎn)的瞬時速度分別為：vx＝，vx

12T2

x3－x1x4－x2x5－x3

＝，vx＝，vx＝

2T32T42T

五、數(shù)據(jù)分析

1．以時間t為橫軸、速度v為縱軸建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)表中的v、t數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)。

2．用平滑曲線(包括直線)將這些點(diǎn)連起來，讓這條線通過盡可能多的點(diǎn)。如果有些點(diǎn)難以落在曲線上，應(yīng)

該使它們大致均勻地分布在曲線兩側(cè)。這樣曲線就更符合實(shí)際的規(guī)律。

3．實(shí)驗(yàn)結(jié)論

根據(jù)表中的數(shù)據(jù)作出v-t圖像如下。由圖可知，小車的速度隨時間均勻增大。

六、注意事項(xiàng)

1．細(xì)繩應(yīng)該與長木板的表面平行。

2．為防止槽碼落地，且避免小車跟滑輪相碰，可在長木板有滑輪的一端裝上帶彈簧的釘子(或橡皮泥)。

3．開始放開小車時，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時器。

4．先啟動打點(diǎn)計(jì)時器，再放開小車。

2

5．打完一條紙帶后要立即關(guān)閉電源，再取下紙帶。

6．牽引小車的槽碼個數(shù)要適當(dāng)，以免小車速度過大而使紙帶上的點(diǎn)太少，或者速度太小，而使各段位移差

別不大，使誤差增大。

7．一次測量完畢各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離，而不是分別直接測量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離。

8．作v-t圖像時，注意坐標(biāo)軸單位長度的選取，使v、t數(shù)據(jù)點(diǎn)盡量分布在整個坐標(biāo)平面。

洞悉誤差分析

實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生原因減小方法

根據(jù)紙帶測量的位移一次測量完畢各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離，而不是分別直接

偶然有誤差測量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離

誤差

作v-t圖像時，注意坐標(biāo)軸單位長度的選取，使v、t數(shù)據(jù)

作圖有誤差

點(diǎn)盡量分布在整個坐標(biāo)平面

系統(tǒng)木板的表面狀況不完

選用表面狀況盡量相同的木板

誤差全相同

知識點(diǎn)2實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新

1．瞬時速度的測量方法：由打點(diǎn)紙帶求瞬時速度→測定遮光片的寬度d和遮光片通過光電門的擋光時間

d

Δt，由v＝求瞬時速度；用滴水針頭代替打點(diǎn)計(jì)時器打紙帶求瞬時速度

Δt

2．情景創(chuàng)新

3

教材習(xí)題01

為研究實(shí)驗(yàn)小車沿斜面向下運(yùn)動的規(guī)律，把打點(diǎn)計(jì)時器紙帶的一端固定在小車解題方法

上，小車拖動紙帶運(yùn)動時，紙帶上打出的點(diǎn)如圖所示。①每隔0.1s剪斷得

到的紙帶長度之

比為平均速度之

比

某同學(xué)用以下方法繪制了小車運(yùn)動的圖像。先把紙帶每隔剪斷，得

(1)vt0.1s②平均速度之比

到若干短紙條。再把這些紙條并排貼在一張紙上，使這些紙條下端對齊，作為

也等于中間時刻

時間坐標(biāo)軸，標(biāo)出時間。最后將紙條上端中心連起來，于是得到圖像。請

vt的速度之比

你按以上辦法（用一張薄紙壓在圖上，復(fù)制得到紙帶）繪制這個vt圖像。

(2)這樣做有道理嗎？說說你的看法。

【答案】(1)根據(jù)紙帶可以得出對應(yīng)的圖象如圖所示；

(2)因?yàn)榧魯嗟募垘玫臅r間都是t=0.1s，即時間t相等，所以紙帶的長度之比等于此段紙帶的平

均速度之比；而此段紙帶的平均速度等于這段紙帶中間時刻的速度，最后得出結(jié)論紙帶的長度之比

等于此段紙帶的平均速度之比，還等于各段紙帶中間時刻的速度之比，即紙帶的高度之比等于中間

時刻速度之比。因此該做法是合理的。

教材習(xí)題02

列車沿長直坡路向下行駛。開始時速度表上的示數(shù)是解題方法

54km/h，以后每5s讀取一次數(shù)據(jù)，見表①速度單位的換算：1m/s=3.6km/h

表列車速度表②根據(jù)速度值建立如圖所示坐標(biāo)，描

點(diǎn)且將點(diǎn)擬合成一條直線

時間t/s051015202530

4

速度

54596570768186

v/(kmh1)

速度

v/(ms1)

(1)在表中填寫以ms1為單位表示的速度值。

(2)作出列車速度與時間關(guān)系的vt圖像。

【【答案】(1)15m/s；16.4m/s；18.1m/s；19.4m/s；21.2m/s；22.5m/s；23.9m/s；

(2)

考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)器材與原理

1．小明同學(xué)用圖示裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)時小明啟動計(jì)時器，然后放開小車，讓它拖

著紙帶做勻加速直線運(yùn)動。用計(jì)算機(jī)軟件處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制出小車的vt圖像可能是下列圖中的（）

A．B．C．D．

【答案】A

【詳解】小車在細(xì)繩的牽引下做勻加速直線運(yùn)動，速度越來越大。

故選A。

2．某一學(xué)習(xí)小組的同學(xué)想通過打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上打出的點(diǎn)跡來探究小車速度隨時間變化的規(guī)律，實(shí)驗(yàn)裝

置如圖所示。

5

（1）常見的打點(diǎn)計(jì)時器有兩種：和，它們使用的都是電源（填“直流”或“交流”），

當(dāng)電源頻率為50Hz時，每隔s打一個點(diǎn)。

（2）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是。

A．釋放紙帶的同時，接通電源

B．先接通電源打點(diǎn)，后釋放紙帶運(yùn)動

C．先釋放紙帶運(yùn)動，后接通電源打點(diǎn)

D．紙帶上的點(diǎn)跡越密集，說明紙帶運(yùn)動的速度越大

（3）要測量小車的速度。除打點(diǎn)計(jì)時器（含所用電源、紙帶、墨粉紙盤）外還必須使用的測量工具是。

【答案】電磁打點(diǎn)計(jì)時器電火花打點(diǎn)計(jì)時器交流0.02B刻度尺

【詳解】（1）[1][2][3]常見的打點(diǎn)計(jì)時器有兩種：電磁打點(diǎn)計(jì)時器和電火花打點(diǎn)計(jì)時器，它們使用的都是交

流電源。

[4]當(dāng)電源頻率為50Hz時，每隔0.02s打一個點(diǎn)。

（2）[5]ABC．由于小車速度較快，且運(yùn)動距離有限，打出的紙帶長度也有限，為了能在長度有限的紙帶上

盡可能多地獲取間距適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶，故AC錯誤，B正確；

D．紙帶上的點(diǎn)跡越密集，說明紙帶運(yùn)動的速度越小，故D錯誤。

故選B。

（3）[6]除打點(diǎn)計(jì)時器（含所用電源、紙帶、墨粉紙盤）外還必須使用的測量工具是刻度尺，用于測量紙帶

上的點(diǎn)間距離。

考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)步驟

3．（多選）下列關(guān)于“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)操作中，正確的是（）

A．在釋放小車前，小車要緊靠打點(diǎn)計(jì)時器

B．打點(diǎn)計(jì)時器應(yīng)放在長木板有滑輪的一端

C．應(yīng)先接通電源，在打點(diǎn)計(jì)時器打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車

D．小車停止運(yùn)動后，應(yīng)立即關(guān)閉電源，再取下紙帶

【答案】ACD

【詳解】A．在釋放小車前，小車要緊靠打點(diǎn)計(jì)時器，這樣紙帶會得到充分利用，會得到更多的數(shù)據(jù)，減小

實(shí)驗(yàn)誤差，A正確；

B．打點(diǎn)計(jì)時器應(yīng)放在長木板沒有滑輪的一端，B錯誤；

6

C．應(yīng)先接通電源，在打點(diǎn)計(jì)時器打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車，這樣對減小實(shí)驗(yàn)誤差有利，C正確；

D．小車停止運(yùn)動后，應(yīng)立即關(guān)閉電源，再取下紙帶，D正確。

故選ACD。

4．（多選）在“探究小車速度隨時間變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，下列關(guān)于電磁打點(diǎn)計(jì)時器的說法中正確的是（）

A．電磁打點(diǎn)計(jì)時器正常工作使用的是低壓交流電源

B．打點(diǎn)計(jì)時器的打點(diǎn)周期與電壓高低有關(guān)

C．在釋放小車前，小車要靠近打點(diǎn)計(jì)時器

D．應(yīng)先接通電源，后釋放小車

【答案】ACD

【詳解】A．電磁打點(diǎn)計(jì)時器正常工作使用的是約8V的低壓交流電源，A正確；

B．打點(diǎn)計(jì)時器的打點(diǎn)周期只與交流電源的頻率有關(guān)，與電壓高低無關(guān)，B錯誤；

C．在釋放小車前，小車要靠近打點(diǎn)計(jì)時器，有利于紙帶的充分利用，C正確；

D．應(yīng)先接通電源，后釋放小車，有利于紙帶的充分利用，D正確。

故選ACD。

5．用打點(diǎn)計(jì)時器、平板、小車等器材做研究勻變速直線運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)。

(1)穿入打點(diǎn)計(jì)時器限位孔的紙帶，正確的是（填“甲”或“乙”）

(2)如圖是學(xué)生即將釋放小車之前的裝置圖及操作，以下存在錯誤的是（）

A．細(xì)線與木板不平行

B．打點(diǎn)計(jì)時器接的是直流電源

C．小車釋放的位置離計(jì)時器較遠(yuǎn)

D．無論什么計(jì)時器，使用時均要先接通電源，后釋放紙帶

【答案】(1)甲；(2)ABC

【詳解】（1）穿入打點(diǎn)計(jì)時器限位孔的紙帶，對于電火花計(jì)時器，應(yīng)該墨粉紙盤在上，紙帶在下，對于電

磁打點(diǎn)計(jì)時器，應(yīng)該復(fù)寫紙?jiān)谏希垘г谙隆?/p>

故選甲。

（2）A．為給小車提供一個恒定的拉力，細(xì)線應(yīng)與木板平行，故A錯誤；

B．打點(diǎn)計(jì)時器應(yīng)使用交流電源，故B錯誤；

C．小車釋放前應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時器，故C錯誤；

7

D．無論什么計(jì)時器，使用時均要先接通電源，后釋放紙帶，故D正確。

故選ABC。

考點(diǎn)三利用紙帶計(jì)算某點(diǎn)的瞬時速度

6．某同學(xué)在“研究勻變速直線運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶的一部分如圖所示。打點(diǎn)計(jì)時器所接交流電源

的頻率為50Hz。

(1)打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上打下相鄰兩點(diǎn)的時間間隔為s。

(2)從圖中可讀出C、D兩點(diǎn)間的距離xcm。

(3)打點(diǎn)計(jì)時器打下B點(diǎn)時紙帶的速度大小為m/s（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

【答案】(1)0.02；(2)1.10；(3)0.40

【詳解】（1）打點(diǎn)計(jì)時器所接交流電源的頻率為50Hz，由周期與頻率的關(guān)系公式可得，在紙帶上打下相鄰

兩點(diǎn)的時間間隔為

11

Ts0.02s

f50

（2）刻度尺的最小刻度是0.1cm，則從圖中可讀出C、D兩點(diǎn)間的距離為

x3.70cm2.60cm1.10cm

（3）由勻變速直線運(yùn)動在某段時間內(nèi)中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度可得，打點(diǎn)計(jì)時器打

下B點(diǎn)時紙帶的速度大小為

xx2.601.00

vAC102ms0.40ms

Bt2T20.02

7．小華同學(xué)在做“用打點(diǎn)計(jì)時器測速度”的實(shí)驗(yàn)時，從打下的若干紙帶中選出了如圖所示的一條紙帶，已知

打點(diǎn)計(jì)時器使用的電源頻率為50Hz，每兩個相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個點(diǎn)沒有畫出，各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離已在

圖中標(biāo)出。

（1）為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的，除了有打點(diǎn)計(jì)時器、紙帶、小車、細(xì)繩、導(dǎo)線、低壓交變電源、槽碼、長木板

外，還需要的儀器有；

A．刻度尺B．鐵架臺C．停表D．天平

8

（2）圖中兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為T=s；

（3）根據(jù)紙帶提供的信息，小華同學(xué)已經(jīng)計(jì)算出了打下1、2、3、4、6這五個計(jì)數(shù)點(diǎn)時小車的速度，請你

幫助他計(jì)算出打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時小車的速度v5=m/s。

【答案】A0.10.53

【詳解】（1）[1]A．本實(shí)驗(yàn)需要刻度尺測量紙帶上的點(diǎn)間距，故A需要；

B．該實(shí)驗(yàn)在水平桌面上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不需要鐵架臺，故B不需要；

C．因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時器本身就是計(jì)時儀器，所以不需要秒表，故C不需要；

D．該實(shí)驗(yàn)不需要測量槽碼和小車的質(zhì)量，故D不需要。

故選A；

（2）[2]交流電的頻率為50Hz，即每隔0.02s打一個點(diǎn)，每兩個相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個點(diǎn)沒有畫出，所以相鄰

計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為

T=0.02×5s=0.1s

（3）[3]打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時小車的瞬時速度為

x26.5515.95102

v46m/s0.53m/s

52T20.1

8．（1）電磁打點(diǎn)計(jì)時器使用電壓約為的（選填“交流”或“直流”）電源。

（2）在“練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時器”的實(shí)驗(yàn)中，利用重物牽引小車，用電磁打點(diǎn)計(jì)時器打點(diǎn)，打點(diǎn)的頻率為f=50

Hz，實(shí)驗(yàn)時得到一條清晰的紙帶。取紙帶上的A、B、C……共7個點(diǎn)進(jìn)行研究，這7個點(diǎn)和刻度尺標(biāo)度的

對應(yīng)關(guān)系如圖所示。

①小車相對圖中方位向（選填“左”或“右”）運(yùn)動；

②A點(diǎn)到D點(diǎn)對應(yīng)的平均速度是m/s，F(xiàn)點(diǎn)對應(yīng)的瞬時速度是m/s；（以上兩空均保

留三位有效數(shù)字）

③如果當(dāng)時交變電流的頻率是f=51Hz，而計(jì)算時仍按f=50Hz，那么速度的測量值將（選填“偏

大”“偏小”或“相等”）。

【答案】8V交流左0.1380.226偏小

【詳解】（1）[1]電磁打點(diǎn)計(jì)時器使用電壓約為8V的低壓交流電源。

[2]電磁打點(diǎn)計(jì)時器使用電壓約為8V的低壓交流電源。

（2）[3]小車做加速運(yùn)動，所以相同時間內(nèi)的位移越來越大，可知小車帶著紙帶向左運(yùn)動

[4]相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔為

T50.02s0.1s

A點(diǎn)到D點(diǎn)對應(yīng)的平均速度是

9

x4.15102

vADm/s0.138m/s

AD3T0.3

[5]F點(diǎn)對應(yīng)的瞬時速度

x(10.616.09)102

vvBGm/s0.226m/s

FEG2T0.2

[6]如果交變電流的實(shí)際頻率是f=51Hz，則實(shí)際打點(diǎn)的周期小于0.02s，而仍按f=50Hz計(jì)算，會使速度的

測量值小于真實(shí)值，即測量結(jié)果偏小。

考點(diǎn)四描繪v-t圖像并求加速度

9．某同學(xué)在“用打點(diǎn)計(jì)時器測速度”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時器記錄了被小車拖動的紙帶的運(yùn)動情況（交流電

頻率是50Hz），在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個計(jì)數(shù)點(diǎn)。其相鄰點(diǎn)間的距離如圖所示，每

兩個相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個點(diǎn)未畫出。（以下計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

（1）電磁打點(diǎn)計(jì)時器是一種使用交流電源的計(jì)時儀器，根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時器打出的紙帶，下列選項(xiàng)中：

A．時間間隔B．位移C．平均速度D．瞬時速度

我們可以從紙帶上直接得到的物理量是，測量得到的物理量是，通過計(jì)算能得到的物理量是

（填選項(xiàng)前的字母）。

（2）根據(jù)紙帶上各個計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，計(jì)算出打下B、C、D、E、F五個點(diǎn)時小車的瞬時速度，各個速度

值如下表。計(jì)算出B點(diǎn)速度的大小。

vBvCvDvEvF

－

數(shù)值/(m·s1)0.4790.5600.6400.721

將B、C、D、E、F各個時刻的瞬時速度標(biāo)在直角坐標(biāo)系中，并畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關(guān)系圖

線。

（3）根據(jù)圖像求出小車的加速度a=。

【答案】ABCD/DC0.400

10

0.803m/s2

【詳解】（1）[1]因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時器的頻率為50Hz，則從紙帶上直接得到的物理量是時間間隔，相鄰的點(diǎn)跡

（計(jì)時點(diǎn)）之間的時間間隔為0.02s,故選A；

[2]可以用刻度尺測量出小車的位移大小，故選B；

[3]平均速度和瞬時速度的大小可以通過位移大小與對應(yīng)的時間間隔計(jì)算出來。故選CD。

（2）[4]每兩個相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個點(diǎn)未畫，則相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔為

T50.02s0.1s

根據(jù)速度公式可知，B點(diǎn)的瞬時速度

xx(3.624.38)102m

vABBC0.400m/s

B2T20.1s

[5]根據(jù)計(jì)算的B點(diǎn)速度及表中其他各點(diǎn)的速度在坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線，如圖所示

（3）[6]選用圖像中距離較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)求解加速度誤差更小，根據(jù)圖像可知小車的加速度

v0.721m/s0.400m/s

a0.803m/s2

t40.1s

10．結(jié)合“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)（裝置如圖甲），完成下列問題：

11

(1)如圖乙，刻度尺的0刻度與“0”點(diǎn)對齊，測量點(diǎn)“4”到“0”的距離為cm；該同學(xué)已將1、2、3、

4點(diǎn)對應(yīng)時刻的瞬時速度進(jìn)行計(jì)算填入表中，請你將測量點(diǎn)“5”對應(yīng)時刻的瞬時速度填入表中（結(jié)果保留三

位有效數(shù)字）；請你把“5”的數(shù)據(jù)補(bǔ)充到圖丙中，并擬合圖線。

測量點(diǎn)12345

瞬時速度（m·s-1）0.5010.5200.5250.540

()

(2)根據(jù)擬合好的圖像求出小車的加速度大小為a=m/s2.（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

(3)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是___________。

A．重復(fù)實(shí)驗(yàn)時，可以增加懸掛的槽碼，也可以在小車?yán)镌黾鱼^碼

B．實(shí)驗(yàn)時，牽引小車的細(xì)繩必須平行于長木板，而且長木板也必須水平放置

C．若實(shí)驗(yàn)時電源頻率略低于50Hz，但該同學(xué)并不知道，則小車速度測量值將大于實(shí)際值

D．如果實(shí)驗(yàn)用電火花計(jì)時器，實(shí)驗(yàn)時的電壓略低于220V，則加速度的測量值將小于實(shí)際值

【答案】(1)19.900.550

(2)0.120

(3)AC

【詳解】（1）[1]由圖乙可知，刻度尺的0刻度與“0”點(diǎn)對齊，測量點(diǎn)“4”到“0”的距離為19.90cm。

[2]由勻變速直線運(yùn)動在某段時間內(nèi)中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度可得，測量點(diǎn)“5”對應(yīng)時

12

刻的瞬時速度為

x30.919.9

v102ms0.550ms

5t100.02

[3]在圖丙中補(bǔ)點(diǎn)并擬合圖線，如圖所示。

（2）由圖像可得

v0.5500.490

ams20.120ms2

t0.5

（3）A．重復(fù)實(shí)驗(yàn)時，可以增加懸掛的槽碼，也可以在小車?yán)镌黾鱼^碼，這樣可以改變小車的速度和加速

度，A正確；

B．實(shí)驗(yàn)時，牽引小車的細(xì)繩必須平行于長木板，長木板可以水平放置或傾斜放置均可，只要小車能加速運(yùn)

動即可，B錯誤；

1

C．若實(shí)驗(yàn)時電源頻率略低于50Hz，可知打點(diǎn)周期T變大，但該同學(xué)并不知道，仍按0.02s計(jì)算，則小

f

車速度測量值將大于實(shí)際值，C正確；

D．如果實(shí)驗(yàn)用電火花計(jì)時器，實(shí)驗(yàn)時的電壓略低于220V，可知電源的頻率不變，則打點(diǎn)周期不變，則加

速度的測量值等于實(shí)際值，D錯誤。

故選AC。

知識導(dǎo)圖記憶

13

知識目標(biāo)復(fù)核

1．進(jìn)一步練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時器。

2.會利用紙帶求小車運(yùn)動的瞬時速度。

3.會利用v-t圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并由圖像計(jì)算小車的加速度和判斷小車的運(yùn)動情況。

一、單選題

1．在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，未啟動打點(diǎn)計(jì)時器，小車應(yīng)放置在()

A．靠近打點(diǎn)計(jì)時器位置B．長木板上的滑輪附近

C．打點(diǎn)計(jì)時器與滑輪的中點(diǎn)處D．任意位置

【答案】A

【詳解】在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，未啟動打點(diǎn)計(jì)時器，小車應(yīng)放置在靠近打點(diǎn)計(jì)時器

位置，以充分利用紙帶。

故選A。

2．在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，下列實(shí)驗(yàn)操作中，錯誤的是（）

A．打點(diǎn)計(jì)時器應(yīng)使用交流電源

B．將打點(diǎn)計(jì)時器固定在長木板無滑輪一端，并接好電源

C．實(shí)驗(yàn)開始時，先釋放小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時器電源

D．打點(diǎn)結(jié)束后，先斷開電源，再取下紙帶

【答案】C

【詳解】A．打點(diǎn)計(jì)時器應(yīng)使用交流電源，A正確；

B．將打點(diǎn)計(jì)時器固定在長木板無滑輪一端，并接好電源，B正確；

14

C．實(shí)驗(yàn)開始時，先接通打點(diǎn)計(jì)時器電源，在釋放小車，C錯誤；

D．打點(diǎn)結(jié)束后，先斷開電源，再取下紙帶，D正確。

故選C。

3．關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時器打出的紙帶,下列敘述錯誤的是()

A．點(diǎn)跡均勻,說明紙帶做勻速運(yùn)動B．點(diǎn)跡變稀,說明紙帶做加速運(yùn)動

C．點(diǎn)跡變密,說明紙帶做加速運(yùn)動D．相鄰兩點(diǎn)間的時間間隔相等

【答案】C

【詳解】A.點(diǎn)跡均勻，說明點(diǎn)間距相同，時間也相同，故是勻速運(yùn)動，故A正確；

B.點(diǎn)跡變稀，說明相同時間間隔內(nèi)的位移不斷增加，物體加速運(yùn)動，故B正確；

C.點(diǎn)跡變密，說明相同時間間隔內(nèi)的位移不斷減小，故做減速運(yùn)動，故C錯誤；

D.當(dāng)交流電頻率為50Hz時，每隔0.02s打一次點(diǎn)，相鄰兩點(diǎn)間的時間間隔相等，故D正確．

故選C．

二、實(shí)驗(yàn)題

4．一輛漏油的農(nóng)用“小四輪”在平直公路上勻加速行駛，若每隔1s漏下一滴，一位同學(xué)根據(jù)漏在路面上的油

滴分布，測量的數(shù)據(jù)如圖所示．根據(jù)測得的數(shù)據(jù)和油滴點(diǎn)跡分布可知，“小四輪”正向（填“左”

或“右”)做加速直線運(yùn)動．其中“小四輪”滴第7個油滴時的速度v7＝m/s，滴第9個油滴時的

速度V9＝m/s(后兩空結(jié)果保留3位有效數(shù)字)

【答案】右6.48×10－28.64×10－2

【詳解】因?yàn)檐囌趧蚣铀傩旭?，所以相同時間內(nèi)的位移越來越大，可以判斷出小車正在向右行駛；

2

(26.3913.43)10

根據(jù)紙帶處理求速度方法：vvm/s6.48102m/s

76821

2

(43.6726.39)10

同理得到vvm/s8.64102m/s

981021

5．下圖所示是計(jì)時器（填“電磁”或“電火花”），其工作時使用（選填“交變”或“直流”）電源，

工作電壓為V，當(dāng)電源的頻率是50Hz時，每隔s打一次點(diǎn)。下列用一條紙帶穿法正確的是

（填A(yù)或者B）

15

【答案】電火花交流2200.02B

【詳解】[1][2][3]圖中所示是電火花計(jì)時器，其工作時使用交變220V電源。

[4]當(dāng)電源的頻率是50Hz時，由

1

T0.02

f

可知，每隔0.02s打一次點(diǎn)。

[5]紙袋應(yīng)置于墨粉紙盤下面，故紙帶穿法正確的是B。

6．某同學(xué)用圖1所示的裝置研究小車做勻變速直線運(yùn)動的特點(diǎn)。

（1）實(shí)驗(yàn)中，除打點(diǎn)計(jì)時器（含交流電源、紙帶、復(fù)寫紙）、小車、平板和重物外，在下面的器材中，必

須使用的是（選填選項(xiàng)前的字母）。

A．刻度尺B．秒表C．天平D．彈簧測力計(jì)

（2）下列實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是（用字母填寫）。

A．關(guān)閉電源，取下紙帶

B．將小車?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時器附近，小車尾部與紙帶相連

C．把打點(diǎn)計(jì)時器固定在平板上，讓紙帶穿過限位孔

D．接通電源后，放開小車

（3）實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶如圖2所示，在紙帶上依次取O、A、B、C、D……若干個計(jì)數(shù)點(diǎn)，利用實(shí)

驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出打點(diǎn)時小車的速度v，以v為縱坐標(biāo)，t為橫坐標(biāo)，做出如圖3所示的vt圖象。根據(jù)圖象求

出小車的加速度a=m/s2（保留3位有效數(shù)字）。

16

【答案】ACBDA1.44

【詳解】（1）[1]A．需要用刻度尺測量計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離處理數(shù)據(jù)，故A需要；

B．打點(diǎn)計(jì)時器有計(jì)時功能，所以不需要秒表，故B不需要；

C．本實(shí)驗(yàn)是研究勻變直線運(yùn)動的特點(diǎn)，只讓小車做勻加速即可，不需要測量質(zhì)量，所以天平不需要，故C

不需要；

D．本實(shí)驗(yàn)是研究勻變直線運(yùn)動的特點(diǎn)，只讓小車做勻加速即可，不需要測量力，所以彈簧測力計(jì)不需要，

故D不需要。

故選A。

（2）[2]根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理以及實(shí)驗(yàn)過程，先安裝儀器，然后接通電源放開小車進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后關(guān)閉電源，取下

紙帶數(shù)據(jù)處理，則下列實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是DCBA。

（3）[3]根據(jù)圖像可得

v0.720

am/s21.44m/s2

t0.50

7．一打點(diǎn)計(jì)時器固定在斜面上某處，一小車拖著穿過打點(diǎn)計(jì)時器的紙帶從斜面上勻加速滑下。下圖是打出

的紙帶的一段，相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個點(diǎn)未畫出。已知打點(diǎn)計(jì)時器使用的交流電頻率為50Hz。

（1）部分實(shí)驗(yàn)步驟如下：

A．測量完畢，關(guān)閉電源，取出紙帶

B．接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時器工作穩(wěn)定后放開小車

C．將小車?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時器附近，小車尾部與紙帶相連

D．把打點(diǎn)計(jì)時器固定在平板上，讓紙帶穿過限位孔

17

上述實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是：（用字母填寫）；

（2）計(jì)算打下D點(diǎn)和E點(diǎn)時，小車的速度分別為vD=m/s，vE=m/s。

【答案】DCBA0.9m/s1.1m/s

【詳解】（1）[1]實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先安裝固定打點(diǎn)計(jì)時器，讓紙帶穿過限位孔，再將小車靠在打點(diǎn)計(jì)時器附近，小

車尾部與紙帶相連，然后接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時器工作穩(wěn)定后放開小車，最后測量完畢，關(guān)閉電源，取出

紙帶。

故正確的順序應(yīng)為：DCBA

（2）[2]相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個點(diǎn)未畫出，則周期為

T0.1s

打下D點(diǎn)時，小車的速度為

x（8.0010.00）0.01

vCEm/s0.9m/s

D2T20.1

[3]打下E點(diǎn)時，小車的速度為

x（10.0012.00）0.01

vDFm/s1.1m/s

E2T20.1

8．如圖甲所示，小車開始在水平玻璃板上運(yùn)動，后來在薄布面上做減速運(yùn)動。某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時器記錄小

車的運(yùn)動情況，所打出的紙帶及相鄰兩點(diǎn)間的距離（單位：cm）如圖乙所示，紙帶上相鄰兩點(diǎn)間對應(yīng)的時

間間隔為0.02s。

（1）計(jì)算打點(diǎn)計(jì)時器打出點(diǎn)2、3時小車的速度大小，填入表中。

計(jì)數(shù)點(diǎn)序號12345

-1

速度vn/（m·s）v1=0.75v2=v3=v4=0.45v5=0.35

（2）在平面直角坐標(biāo)系中作出小車在薄布上運(yùn)動的v-t圖像。()

（3）求出小車在玻璃板上的運(yùn)動速度大小。()

【答案】0.650.550.85m/s

18

【詳解】（1）[1][2]打點(diǎn)計(jì)時器打出點(diǎn)2、3時小車的速度大小分別為

1.401.20102

vm/s0.65m/s

20.04

1.201.00102

vm/s0.55m/s

30.04

（2）[3]以速度為縱坐標(biāo)、時間為橫坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系。用描點(diǎn)法作出小車在薄布上做減速運(yùn)動的v-t圖

像。將圖線延長，使其與縱軸相交，如圖所示。

（3）[4]由圖像可知，小車做減速運(yùn)動的初速度大小，即小車在玻璃板上的運(yùn)動速度大小為0.85m/s。

9．某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌和光電門測量滑塊的瞬時速度和加速度大小，裝置如圖所示。

(1)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有編號分別為I、II、III、IV的四塊寬度不同的遮光片，該同學(xué)先后將四塊遮光片裝在滑塊上，

在滑塊相同的運(yùn)動情況下使它們分別通過光電門1，并測得它們的遮光時間和速度大小如下表所示，則由表

中數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選擇編號為（填“I”、“II”、“III”或“IV”）的遮光片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)更為精確；

遮光片編號通過光電門1的時間（s）速度（m/s）

I0.230440.347

II0.174640.344

III0.116620.343

IV0.058500.342

(2)選好遮光片并調(diào)節(jié)好所有器材后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，某次實(shí)驗(yàn)測得滑塊先、后經(jīng)過光電門1、2的遮光時間分別為

t1、t2，并記錄了遮光片從開始遮住光電門1到開始遮住光電門2的時間間隔為t，遮光片的寬度為d，則

19

滑塊從光電門1運(yùn)動到光電門2的過程中平均加速度大小a。（用題目中所給的物理量符號表示）

2d11

【答案】(1)Ⅳ；(2)()

2tt2t1t2t1

【詳解】（1）根據(jù)

dvt

可知，Ⅳ號遮光片寬度最窄，則速度大小更接近經(jīng)過光電門時的瞬時速度大小，則選用Ⅳ號遮光片做實(shí)驗(yàn)

更精確。

（2）滑塊經(jīng)過第1個光電門的速度為

d

v1

t1

經(jīng)過第2個光電門的速度為

d

v2

t2

則平均加速度大小為

v2v2d11

a()

t2t12ttt2ttttt

t212121

22

10．光電計(jì)時器是一種研究物體運(yùn)動時常用的計(jì)時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示。a、b分別是光電門的激光發(fā)

射裝置和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時，光電計(jì)時器就可以顯示物體的遮光時間?，F(xiàn)將一滑塊（上

端固定有寬度為d的遮光條）放在氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊后測得滑塊通過光電門的過程中遮光條的遮光時

間為t。

(1)為了使測得的滑塊通過光電門時的速度更加接近真實(shí)值，應(yīng)選擇較（填“寬”或“窄”）的遮光條。

(2)用刻度尺測遮光條的寬度，測量結(jié)果如圖乙所示，則遮光條的寬度d=，滑塊通過光電門時的速

度大小v=（用題目給定的物理量符號表示）。

d

【答案】(1)窄；(2)0.40cm

t

【詳解】（1）為了使測得的滑塊通過光電門時的速度更加接近真實(shí)值，應(yīng)選擇較窄的遮光條，因?yàn)檎诠鈼l

越窄，遮光條通過光電門的時間越小，則遮光條通過光電門的平均速度越接近瞬時速度。

（2）[1]該刻度尺分度值為0.1cm，因此遮光條的寬度為

d=0.40cm

[2]根據(jù)光電門測速原理可知，滑塊通過光電門時的速度大小為

20

d

v

t

11．某同學(xué)按如圖所示裝置做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)。

（1）釋放小車時，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，指出該裝置或操作中錯誤的有。

A．電磁打點(diǎn)計(jì)時器接在直流電源上了

B．應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車

C．小車離打點(diǎn)計(jì)時器過遠(yuǎn)

（2）如圖乙為改正裝置后打下的一條紙帶的中間部分，A、B、C、D為其中連續(xù)打出的四個點(diǎn)（已知打點(diǎn)

計(jì)時器打點(diǎn)時間間隔T0.02s）。由于操作不慎，C點(diǎn)模糊了，小明仍用此紙帶來研究。從圖上可以讀得A

點(diǎn)在刻度尺上位置的讀數(shù)為cm，在打下C點(diǎn)時小車的速度最接近于m/s（結(jié)果保留三

位有效數(shù)字）。

【答案】AC2.951.40

【詳解】（1）[1]A．電磁打點(diǎn)計(jì)時器應(yīng)接在交流電源上，A錯誤；

B．應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車，B正確；

C．小車離打點(diǎn)計(jì)時器過遠(yuǎn)，小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時器，C錯誤。

故選AC。

（2）[2]A點(diǎn)在刻度尺上位置的讀數(shù)為2.95cm。

[3]打點(diǎn)計(jì)時器打點(diǎn)時間間隔T0.02s，在打下C點(diǎn)時小車的速度

xx(9.604.00)102

vDBm/s1.40m/s