實(shí)驗(yàn)1勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究

!01新高考命題熱點(diǎn)

,2核心考點(diǎn)綜述

11）實(shí)驗(yàn)原理

p）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

3）實(shí)驗(yàn)誤差分析

卜）實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新熱點(diǎn)

典型真題精練

M創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)新考法

卜）利用頻閃探究汽車(chē)啟動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

12）利用手機(jī)連拍探究運(yùn)動(dòng)規(guī)律

3）用手機(jī)phyphox軟件的“磁力計(jì)”功能測(cè)小車(chē)的加速度

|4）用光電門(mén)測(cè)重力加速度

|5）滴水計(jì)時(shí)研究物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

!05分層強(qiáng)化訓(xùn)練

新高考“勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究”實(shí)驗(yàn)命題熱點(diǎn)聚焦多方面。在實(shí)驗(yàn)原理上，著重對(duì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器原理的精準(zhǔn)

理解，如頻率與打點(diǎn)周期關(guān)系，以及利用紙帶推導(dǎo)速度、加速度公式的深度考查，常結(jié)合生活實(shí)例分析。數(shù)據(jù)處

理方面，逐差法與圖像法是重點(diǎn)。逐差法需靈活運(yùn)用并剖析誤差，圖像法要求深入理解斜率、截距等物理意義，

如通過(guò)v-t圖像求加速度與初速度。誤差分析上，系統(tǒng)誤差涵蓋打點(diǎn)、摩擦及裝置調(diào)試等，偶然誤差涉及讀數(shù)、

操作不規(guī)范等，都需明確影響并提出對(duì)策。創(chuàng)新拓展也成熱點(diǎn)，包括光電門(mén)等現(xiàn)代科技手段應(yīng)用，以及給定器材

1

設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)，考查學(xué)生創(chuàng)新思維與綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ嫣嵘龑W(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)。

、實(shí)驗(yàn)原理

1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器原理:

電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器,工作電壓是4-6V。當(dāng)電源的頻率是50Hz時(shí)，它每隔0.02s

打一個(gè)點(diǎn)。電火花計(jì)時(shí)器的工作電壓是220V,同樣當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí)，打點(diǎn)周期為0.02s。這兩種計(jì)時(shí)器在

實(shí)驗(yàn)中可以記錄物體在不同時(shí)刻的位置，通過(guò)對(duì)紙帶的分析來(lái)研究物體的運(yùn)動(dòng)情況。例如，在研究勻變速直線運(yùn)

動(dòng)時(shí)，我們可以根據(jù)紙帶上點(diǎn)的間隔來(lái)判斷物體是做加速運(yùn)動(dòng)還是減速運(yùn)動(dòng)。如果點(diǎn)與點(diǎn)之間的間隔逐漸增大，

那么物體做加速運(yùn)動(dòng)；反之則做減速運(yùn)動(dòng)。

2.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律應(yīng)用：

一一17

勻變速直線運(yùn)動(dòng)有兩個(gè)重要的公式，V=%+R和X=+5成。在實(shí)驗(yàn)中，我們可以通過(guò)測(cè)量紙帶的數(shù)

據(jù)來(lái)驗(yàn)證這些公式。例如，我們可以測(cè)量相鄰兩點(diǎn)之間的距離和對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔（打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期已知），

利用&（T為打點(diǎn)周期）來(lái)計(jì)算加速度。然后根據(jù)某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于相鄰兩點(diǎn)間的平均速度

來(lái)求出物體在不同時(shí)刻的速度，進(jìn)而驗(yàn)證勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式。

"2T

二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

1.逐差法求加速度：

在實(shí)驗(yàn)中，為了減小誤差，通常采用逐差法來(lái)計(jì)算加速度。例如，紙帶上有六個(gè)點(diǎn)，相鄰兩點(diǎn)時(shí)間間隔為T(mén),

我們把紙帶分成時(shí)間間隔為3T的兩段。設(shè)第一段位移為XI、X2、X3,第二段位移為X4、X5、X6。根據(jù)

則4=卜+匕+4）―卜尸2+七）。這種方法可以充分利用紙帶的數(shù)據(jù)，減小偶然誤差。

2.圖像法處理數(shù)據(jù)：

我們可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制v-t圖像。通過(guò)測(cè)量不同時(shí)刻的瞬時(shí)速度，以時(shí)間t為橫軸，速度v為縱軸建立

直角坐標(biāo)系。將測(cè)量得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)描繪在坐標(biāo)系中，然后用一條直線擬合這些點(diǎn)。直線的斜率表示加速度a,截

距表示初速度vo。這種方法直觀地展示了物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化，并且可以通過(guò)對(duì)直線的擬合程度來(lái)判斷實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

的準(zhǔn)確性。

三、實(shí)驗(yàn)誤差分析

1.系統(tǒng)誤差：

2

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器本身存在誤差，如打點(diǎn)的時(shí)間間隔可能會(huì)有微小的偏差。另外，紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的摩擦力

也會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。例如，摩擦力會(huì)使物體實(shí)際加速度比理論計(jì)算值偏小。為了減小這種系統(tǒng)誤差，我們

可以盡量使紙帶平整，減小紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的摩擦阻力，并且對(duì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器進(jìn)行定期校準(zhǔn)。

2.偶然誤差：

在測(cè)量紙帶的長(zhǎng)度時(shí)，由于讀數(shù)的不準(zhǔn)確會(huì)產(chǎn)生偶然誤差。比如，在讀取毫米刻度尺上的數(shù)據(jù)時(shí)，眼睛的位

置不同可能導(dǎo)致讀數(shù)存在偏差。為了減小偶然誤差，我們可以采用多次測(cè)量求平均值的方法。同時(shí)，在讀取數(shù)據(jù)

時(shí)，要確保視線垂直于刻度尺。

四、實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新熱點(diǎn)

1.與傳感器結(jié)合的實(shí)驗(yàn)：

現(xiàn)在可以利用光電門(mén)傳感器等設(shè)備來(lái)代替打點(diǎn)計(jì)時(shí)器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。光電門(mén)可以精確地測(cè)量物體通過(guò)某一位置的

瞬時(shí)速度，并且可以將數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行處理。這樣可以大大提高實(shí)驗(yàn)的精度和效率。例如，在研究滑

塊在斜面上的勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在斜面的不同位置安裝光電門(mén)，通過(guò)測(cè)量滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)的時(shí)間和擋光片的寬

度來(lái)計(jì)算滑塊的瞬時(shí)速度，然后利用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。

2.多物體聯(lián)動(dòng)實(shí)驗(yàn)：

可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究多個(gè)物體的勻變速直線運(yùn)動(dòng)及其相互關(guān)系。比如，用細(xì)繩連接兩個(gè)物體，一個(gè)物體放在斜

面上，另一個(gè)物體通過(guò)滑輪懸掛，研究它們?cè)诓煌瑮l件下（如改變斜面的傾角、物體的質(zhì)量等）的加速度和位移

關(guān)系，這可以加深學(xué)生對(duì)牛頓第二定律和勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合理解。

K典型真題精煉:

【例1】（2023?全國(guó)?高考真題）某同學(xué)利用如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)平均速度與時(shí)

間的關(guān)系。讓小車(chē)左端和紙帶相連。右端用細(xì)繩跨過(guò)定滑輪和鉤碼相連。鉤碼下落，帶動(dòng)小車(chē)運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)

計(jì)時(shí)器打出紙帶。某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶和相關(guān)數(shù)據(jù)如圖（b）所示。

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶小車(chē)

（1）已知打出圖（b）中相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔均為0.1s.以打出N點(diǎn)時(shí)小車(chē)位置為初始位置，將打

出2、C、。、￡、尸各點(diǎn)時(shí)小車(chē)的位移Ax填到表中，小車(chē)發(fā)生對(duì)應(yīng)位移和平均速度分別為Ax和J,表中Ax”。=

3

cm,vAD=cm/s。

III111

麗.60+8.00^-9.40>!<10.90——12.40—

?????(

BC6石F、

單位:cm

圖(b)

位移區(qū)間ABACADAEAF

Ax(cm)6.6014.60^AD34.9047.30

v(cm/s)66.073.0VAD87.394.6

（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)得到小車(chē)平均速度［隨時(shí)間加的變化關(guān)系，如圖（c）所示o在答題卡上的圖中補(bǔ)全實(shí)

驗(yàn)點(diǎn)，

|v/(cm-s'')

105

95

85

75

65

A〃s

55,

00.10.20.30.40.506

圖(c)

（3）從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的j—加圖線可視為一條直線，此直線用方程;;=左4+6表示，其中左二

cm/s2,b=cm/So（結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）

（4）根據(jù)（3）中的直線方程可以判定小車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，得到打出A點(diǎn)時(shí)小車(chē)速度大小打=

小車(chē)的加速度大小〃=o（結(jié)果用字母左、b表示）

【例2】（2022?北京?高考真題）某同學(xué)利用自由落體運(yùn)動(dòng)測(cè)量重力加速度，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，打點(diǎn)計(jì)

時(shí)器接在頻率為50.0Hz的交流電源上。使重錘自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在隨重錘下落的紙帶上打下一系列點(diǎn)

跡。挑出點(diǎn)跡清晰的一條紙帶，依次標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)1,2,8,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有1個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)。分別測(cè)出

相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離再，并求出打點(diǎn)2,3,…，7時(shí)對(duì)應(yīng)的重錘的速度。在坐標(biāo)紙上建立V—

坐標(biāo)系，根據(jù)重錘下落的速度作出V—圖線并求重力加速度。

4

(1)圖2為紙帶的一部分，打點(diǎn)3時(shí)，重錘下落的速度%=m/s(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

3匕?上?;單位：。外

["3.835:6~(

圖2

(2)除點(diǎn)3外，其余各點(diǎn)速度對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)已在圖3坐標(biāo)系中標(biāo)出，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出速度匕對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，

并作出v_/圖線o

(3)根據(jù)圖3,實(shí)驗(yàn)測(cè)得的重力加速度8=m/s?(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

(4)某同學(xué)居家學(xué)習(xí)期間，注意到一水龍頭距地面較高，而且發(fā)現(xiàn)通過(guò)調(diào)節(jié)水龍頭閥門(mén)可實(shí)現(xiàn)水滴逐滴下

落，并能控制相鄰水滴開(kāi)始下落的時(shí)間間隔，還能聽(tīng)到水滴落地時(shí)發(fā)出的清脆聲音。于是他計(jì)劃利用手機(jī)

的秒表計(jì)時(shí)功能和刻度尺測(cè)量重力加速度。為準(zhǔn)確測(cè)量，請(qǐng)寫(xiě)出需要測(cè)量的物理量及對(duì)應(yīng)的測(cè)量方法。_

5

【變式1】利用頻閃探究汽車(chē)啟動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

（2024?湖南長(zhǎng)沙?二模）某興趣小組用皮尺和帶閃光的遙控汽車(chē)研究其啟動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，如圖甲所示。實(shí)驗(yàn)

步驟如下：

（1）已知相鄰兩次閃光時(shí)間間隔相同，從某次閃光開(kāi)始計(jì)時(shí)并計(jì)數(shù)1次，在第50次閃光結(jié)束計(jì)時(shí)，總時(shí)

間為9.80s；

（2）將皮尺鋪在平直的水平路面上，遙控汽車(chē)平行放置在皮尺旁，閃光時(shí)能照亮皮尺上的刻度。一位同學(xué)

遙控小車(chē)讓其從靜止開(kāi)始做直線運(yùn)動(dòng)，小車(chē)剛啟動(dòng)瞬間恰好發(fā)出第一次閃光，另一位同學(xué)用手機(jī)錄像記錄

下小車(chē)運(yùn)動(dòng)情況;

（3）用手機(jī)視頻編輯軟件查看視頻，讀出小車(chē)每次閃光時(shí)后輪的位置坐標(biāo)，記錄在下面表格;

閃光序數(shù)1234567

小車(chē)位置X（m）0.010.060.170.330.520.700.90

小車(chē)速度y（m-s-1）00.40匕0.880.930.95/

（4）用v=F近似計(jì)算小車(chē)在不同位置的速度，其中匕=（保留2位有效數(shù)字）；

（5）根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)在乙圖中描點(diǎn)作出小車(chē)的圖像,由圖像可知小車(chē)啟動(dòng)過(guò)程加速度―

（填“變大”“變小”或“不變”）。

【變式2】利用手機(jī)連拍探究運(yùn)動(dòng)規(guī)律

（2024?湖南?模擬預(yù)測(cè)）某興趣小組想利用手機(jī)的連拍功能探究物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如圖甲

所示，小球與物塊用跨過(guò)光滑輕滑輪的輕繩連接，且小球的質(zhì)量大于物塊的質(zhì)量，輕繩與物塊相連的一端

與斜面平行，與小球相連的一端豎直，小球旁邊固定一刻度尺。一位同學(xué)將物塊由靜止釋放，另一位同學(xué)

6

用手機(jī)的連拍功能對(duì)小球的下落過(guò)程進(jìn)行連續(xù)拍照。已知手機(jī)每秒拍攝20張照片，某同學(xué)從第一張開(kāi)始每

隔一張取出一張照片，得到五張圖片中小球的位置，分別標(biāo)記為/、B、C、D、E,如圖乙所示。

(1)圖乙中小球下端的位置分別是必=10.68cm,xn=cm>xc=22.75cm,x°=32.43cm,X￡=44.54cm；該小

組分析這些數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)物塊在相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之差相等，得到物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的結(jié)論。

(2)物塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小為m/s2?(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(3)小球經(jīng)過(guò)。位置時(shí)，物塊的瞬時(shí)速度大小為_(kāi)____m/so(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(4)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的部分操作及誤差，下列說(shuō)法正確的是o

A.刻度尺應(yīng)固定在豎直平面內(nèi)

B.斜面粗糙會(huì)帶來(lái)偶然誤差

C.輕繩與斜面不平行會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)誤差

【變式3】用手機(jī)phyphox軟件的“磁力計(jì)”功能測(cè)小車(chē)的加速度

(2024?重慶九龍坡?三模)如圖圖甲是研究小組用智能手機(jī)phyphox軟件的“磁力計(jì)”功能測(cè)量小車(chē)在斜面上

運(yùn)動(dòng)的加速度。將手機(jī)的感應(yīng)端緊貼斜面放置，圓柱形磁粒固定在小車(chē)的前后端，兩磁粒中心之間的距離

為九當(dāng)小車(chē)前后端磁粒依次經(jīng)過(guò)手機(jī)時(shí)，“磁力計(jì)”記錄下前后磁粒經(jīng)過(guò)手機(jī)的時(shí)間間隔A3如圖乙。

(1)由圖乙可知,前后端磁粒依次經(jīng)過(guò)手機(jī)的時(shí)間間隔At=So

(2)某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，第一次手機(jī)置于位置1,小車(chē)由靜止釋放，讀取時(shí)間間隔為A5第二次將手機(jī)沿小車(chē)運(yùn)動(dòng)

方向移動(dòng)距離￡(L>d),置于位置2,再次靜止釋放小車(chē)，讀取時(shí)間間隔為A0則加速度的表達(dá)式。

=。(用題中所給物理量的字母表示)

(3)對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的理解，下列說(shuō)法正確的是。

A.第二次小車(chē)可以從不同位置由靜止釋放

B.若增加小車(chē)的長(zhǎng)度不會(huì)影響初、末速度的測(cè)量值

C.若實(shí)驗(yàn)操作都準(zhǔn)確無(wú)誤，加速度的測(cè)量值仍偏大

7

【變式4】用光電門(mén)測(cè)重力加速度

（2024?廣東佛山?二模）某實(shí)驗(yàn)小組計(jì)劃利用物體作自由落體運(yùn)動(dòng)來(lái)測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取Ｐ∶髡业揭话?/p>

特殊的工件，工件的鏤空部分為若干個(gè)大小相同的正方形，兩個(gè)相鄰正方形間有大小相同的“梁”，兩相鄰鏤

空正方形的上邊界之間的間距為肌實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，過(guò)程如下:

□

□

□

T□

□

□

甲乙

（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量?jī)蓚€(gè)相鄰鏤空正方形之間“梁”的寬度d,示數(shù)如圖乙所示，寬度"mm?

（2）固定光電門(mén)的位置，在光電門(mén)的正上方某高度處豎直懸掛工件，靜止釋放工件，工件保持豎直狀態(tài)完

全通過(guò)光電門(mén)。

（3）測(cè)量時(shí)，應(yīng).（選填"A”或"B"，其中A為“先釋放工件，后接通數(shù)字計(jì)時(shí)器”，B為“先接通數(shù)字

計(jì)時(shí)器，后釋放工件”）。數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄下工件上每一條“梁”通過(guò)光電門(mén)的遮光時(shí)間，其中第一條“梁”遮

光時(shí)間為4。

（4）計(jì)算第一條“梁”通過(guò)光電門(mén)的速度v=（用題中已知或測(cè)得的物理量符號(hào)表示），如此類(lèi)推可

得到其它“梁”通過(guò)光電門(mén)的速度。

（5）以每條“梁”通過(guò)光電門(mén)的速度平方V?為縱坐標(biāo)，人為橫坐標(biāo)作出圖丙，已知圖像的截距為6,斜率為比

可得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?=（用題中已知或測(cè)得的物理量符號(hào)表示）。

丙

【變式5】滴水計(jì)時(shí)研究物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

（2024?全國(guó)?模擬預(yù)測(cè)）某實(shí)驗(yàn)小組利用礦泉水瓶自制了滴水計(jì)時(shí)器，然后利用水寫(xiě)布（滴水后可在一定時(shí)

8

間內(nèi)保留水的痕跡)研究物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.他將滴水器固定在水平桌面的上方，出水口到桌面的距離為訪,

每當(dāng)水滴滴到水寫(xiě)布上時(shí)，下一滴水剛好開(kāi)始下落，如圖甲所示，然后把與水寫(xiě)布連接的電動(dòng)小車(chē)放置在

水平桌面上，不計(jì)水寫(xiě)布的厚度。

h

甲乙丙

⑴用手拉動(dòng)小車(chē)，水寫(xiě)布上的水滴分布如圖乙所示，則小車(chē)做(填“加速”或“減速”)運(yùn)動(dòng);

(2)開(kāi)動(dòng)小車(chē)，水寫(xiě)布上的水滴分布如圖丙所示.已知水寫(xiě)布上一個(gè)格的寬度為乙當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,

則A水滴落到水寫(xiě)布上時(shí)小車(chē)的速度大小v=，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度大小。=

1.(2024?貴州?高考真題)智能手機(jī)內(nèi)置很多傳感器，磁傳感器是其中一種。現(xiàn)用智能手機(jī)內(nèi)的磁傳感器

結(jié)合某應(yīng)用軟件，利用長(zhǎng)直木條的自由落體運(yùn)動(dòng)測(cè)量重力加速度。主要步驟如下：

h/m

0.10.20.30.40.5t/s

圖(a)圖(b)

(1)在長(zhǎng)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(a)所示。

(2)開(kāi)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(kāi)始沿豎直方向自由下落。

9

圖線?

（5）由繪制的〃-圖線可知，下落高度隨時(shí)間的變化是（填“線性”或“非線性”）關(guān)系。

（6）將表中數(shù)據(jù)利用計(jì)算機(jī)擬合出下落高度〃與時(shí)間的平方產(chǎn)的函數(shù)關(guān)系式為"=4.916/（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）

2.（2023?浙江?高考真題）在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。

圖1

①需要的實(shí)驗(yàn)操作有（多選）；

A.調(diào)節(jié)滑輪使細(xì)線與軌道平行

B.傾斜軌道以補(bǔ)償阻力

C.小車(chē)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器靜止釋放

D.先接通電源再釋放小車(chē)

②經(jīng)正確操作后打出一條紙帶，截取其中一段如圖2所示。選取連續(xù)打出的點(diǎn)0、1、2、3、4為計(jì)數(shù)點(diǎn)，

則計(jì)數(shù)點(diǎn)1的讀數(shù)為cm。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源的頻率為50Hz,則打計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)小車(chē)

的速度大小為：m/s（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

01234

|iiii|iiii|iiii|iiii|iiii|Tii|iiii|iiii|iiii|iiii|iiii|iiii|iiii|iiiipiii|iiii|iiii|iiii|iiii|iiii|iiii|iiii|iiii|ini|

0cm23456789101112

圖2

3.（2022?江蘇?高考真題）小明利用手機(jī)測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋瑢?shí)驗(yàn)場(chǎng)景如圖1所示，他將一根木條平

放在樓梯臺(tái)階邊緣，小球放置在木條上，打開(kāi)手機(jī)的“聲學(xué)秒表”軟件，用鋼尺水平擊打木條使其轉(zhuǎn)開(kāi)后，小

球下落撞擊地面，手機(jī)接收到鋼尺的擊打聲開(kāi)始計(jì)時(shí)，接收到小球落地的撞擊聲停止計(jì)時(shí)，記錄下?lián)舸蚵?/p>

與撞擊聲的時(shí)間間隔t,多次測(cè)量不同臺(tái)階距離地面的高度h及對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔

10

(1)現(xiàn)有以下材質(zhì)的小球，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)當(dāng)選用

A.鋼球B.乒乓球C.橡膠球

(2)用分度值為1mm的刻度尺測(cè)量某級(jí)臺(tái)階高度人的示數(shù)如圖2所示，則力=cm。

圖2

(3)作出2〃-r圖線，如圖3所示，則可得到重力加速度g=m/s2.

3.5,

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5人A…

0.050.100.150.200.250.300.35

圖3

(4)在圖1中，將手機(jī)放在木條與地面間的中點(diǎn)附近進(jìn)行測(cè)量，若將手機(jī)放在地面/點(diǎn)，設(shè)聲速為v,考

慮擊打聲的傳播時(shí)間，則小球下落時(shí)間可表示為「=(用鼠，和v表示)。

(5)有同學(xué)認(rèn)為，小明在實(shí)驗(yàn)中未考慮木條厚度，用圖像法計(jì)算的重力加速度g必然有偏差。請(qǐng)判斷該觀

11

點(diǎn)是否正確，簡(jiǎn)要說(shuō)明理由

4.（2022?全國(guó)?高考真題）用雷達(dá)探測(cè)一高速飛行器的位置。從某時(shí)刻（f=0）開(kāi)始的一段時(shí)間內(nèi)，該飛

行器可視為沿直線運(yùn)動(dòng)，每隔1s測(cè)量一次其位置，坐標(biāo)為x,結(jié)果如下表所示:

t/s0123456

x/m050710941759250533294233

回答下列問(wèn)題：

（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可判斷該飛行器在這段時(shí)間內(nèi)近似做勻加速運(yùn)動(dòng)，判斷的理由是：；

（2）當(dāng)x=507m時(shí)，該飛行器速度的大小v=m/s；

（3）這段時(shí)間內(nèi)該飛行器加速度的大小。=m/s2（保留2位有效數(shù)字）。

5.（2021?湖北?高考真題）某同學(xué)假期在家里進(jìn)行了重力加速度測(cè)量實(shí)驗(yàn)。如圖（a）所示，將一根米尺

豎直固定，在米尺零刻度處由靜止釋放實(shí)心小鋼球，小球下落途經(jīng)某位置時(shí)，使用相機(jī)對(duì)其進(jìn)行拍照，相

機(jī)曝光時(shí)間為：s。由于小球的運(yùn)動(dòng)，它在照片上留下了一條模糊的徑跡。根據(jù)照片中米尺刻度讀出小球

所在位置到釋放點(diǎn)的距離“、小球在曝光時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的距離A/。計(jì)算出小球通過(guò)該位置時(shí)的速度大小v,

進(jìn)而得出重力加速度大小g。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

次數(shù)12345

AZ/cm0.850.860.820.830.85

v/(m-s-1)4.254.104.154.25

H/m0.91810.94230.85300.88600.9231

（1）測(cè)量該小球直徑時(shí)，游標(biāo)卡尺示數(shù)如圖（b）所示，小球直徑為mm。。

（2）在第2次實(shí)驗(yàn)中，小球下落》=0.9423m時(shí)的速度大小片m/s（保留3位有效數(shù)字）；第3

次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮=m/s?（保留3位有效數(shù)字）。

（3）可以減小本實(shí)驗(yàn)重力加速度大小測(cè)量誤差的措施有.

12

A.適當(dāng)減小相機(jī)的曝光時(shí)間

B.讓小球在真空管中自由下落；

C.用質(zhì)量相等的實(shí)心鋁球代替實(shí)心鋼球

6.（2021?天津?高考真題）某實(shí)驗(yàn)小組利用手機(jī)的錄像功能拍下小球在斜面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。

為便于記錄小球各個(gè)時(shí)刻在斜面上的位置，將錄像中時(shí)間間隔為T(mén)的連續(xù)7幅畫(huà)面合成到同一張圖中，示

意如圖。依次測(cè)得小球各相鄰位置間的距離為王、X?、￡、x4>三、x6o

①寫(xiě)出小球在位置1的速度表達(dá)式。

②要求充分利用測(cè)量數(shù)據(jù)，寫(xiě)出小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度表達(dá)式。

③在測(cè)量小球相鄰位置間距時(shí)由于實(shí)驗(yàn)者讀數(shù)產(chǎn)生的誤差是誤差。（填“偶然”或“系統(tǒng)”）

7.（2025?福建?模擬預(yù)測(cè)）某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用如圖所示的裝置測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋F架臺(tái)的下端

固定光電門(mén)，上端固定一電磁鐵，實(shí)驗(yàn)時(shí)接通開(kāi)關(guān)，直徑為d的小鐵球被電磁鐵吸住，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，小鐵球

立即做自由落體運(yùn)動(dòng)，小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)電腦記錄擋光時(shí)間3小鐵球的釋放點(diǎn)的球心到光電門(mén)中心的距離

為心多次改變小鐵球的釋放點(diǎn)到光電門(mén)的距離人并記錄相應(yīng)的擋光時(shí)間人

C<J==0

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

光電門(mén)

I

[一.I

（1）小鐵球經(jīng)過(guò)光電門(mén)瞬間的速度大小為尸,若用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求重力加速度，則重力加速度

（均用*、d、f”中的物理量表示）。

（2）該小組同學(xué)欲利用圖像法求重力加速度，建立好坐標(biāo)系后以〃為縱軸，欲將圖線擬合成一條直線，應(yīng)以一

（填“廣，卜針或“卜）為橫軸，若圖線的斜率大小為左，則重力加速度g=（用“晨表示）。

8.（2025?江西撫州?模擬預(yù)測(cè)）某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律:

13

⑴某同學(xué)選用如圖1所示的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，則應(yīng)按（選填“甲”“乙”或“丙”）圖中的方法連接電源。

（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的其中一條紙帶的計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖2所示，相鄰兩點(diǎn)之間的距離分別為邑、s小…、Sg,時(shí)

間間隔均為T(mén)。打下紙帶上。點(diǎn)時(shí)，小車(chē)的速度大小為，下列計(jì)算小車(chē)加速度大小的式子中,

最優(yōu)的是.

75￡FG

????

舁

小

小

S2~S3S5小S6S8

<

圖2

A.

Sg-56|S1一$5

B.612T°2T2

$8一$5S~!一§4§5-$2

C.+

3T23T23T23T2

a_$8—§4$7-S3+§6_S]§5一邑

D.414T24T24T24T2

9.（2025?廣東?一模）如圖甲是用一部智能手機(jī)的軟件“磁力計(jì)”測(cè)量小車(chē)在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度的示意圖,

圓柱形磁粒固定在小車(chē)的前后端，兩磁粒中心之間的距離為d,將手機(jī)的感應(yīng)端緊貼斜面放置。某次實(shí)驗(yàn),

當(dāng)小車(chē)兩磁粒依次經(jīng)過(guò)手機(jī)時(shí)，“磁力計(jì)”記錄下前后磁粒經(jīng)過(guò)手機(jī)的時(shí)間間隔4,圖像如圖乙。

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，第一次手機(jī)置于位置1,小車(chē)由靜止釋放，讀取時(shí)間間隔為△人則小車(chē)經(jīng)過(guò)位置1的速度大小

為；第二次將手機(jī)置于位置2,在同一位置靜止釋放小車(chē)，讀取小車(chē)經(jīng)過(guò)位置2的時(shí)間間隔為AG，1、

2之間距離s,則加速度的表達(dá)式。=-（用題中所給物理量的字母表示）

（2）為了減小誤差，手機(jī)放置點(diǎn)和小車(chē)出發(fā)點(diǎn)的距離應(yīng)該盡量______（選填“遠(yuǎn)”“近”）一些。

10.（2024?四川遂寧?模擬預(yù)測(cè)）某同學(xué)用如圖所示的裝置來(lái)測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋琌D為豎直木板，讓

小球從。點(diǎn)等高處由靜止釋放，右側(cè)用一束平行光照射小球，小球在下落的過(guò)程中便在木板上留下影子。

14

用頻閃照相機(jī)拍攝小球在木板上影子的位置，如圖中的。、4B、C、。幾個(gè)點(diǎn)。現(xiàn)測(cè)得。點(diǎn)到各點(diǎn)的距離

分別為八為、刈、h.,回答下列問(wèn)題:

/。

s

平

C

行

光

（1）為了減小空氣對(duì)小球的阻力，應(yīng)選擇質(zhì)量_________（選填“小”、“大”，下同），體積的小球

來(lái)做實(shí)驗(yàn)。

（2）由勻加速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得，影子在。點(diǎn)時(shí)的速度是在B點(diǎn)時(shí)的速度的倍。若照相機(jī)的閃光

周期為7,則當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊谋磉_(dá)式為8=（用？、八4由、月中符號(hào)表示）。

11.（2024?陜西西安?三模）利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和光電門(mén)傳感器測(cè)量自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1

所示，主要器材有：①光電門(mén)；②工字型擋光片；③鐵架臺(tái)。

dd

ttidhg

10.01270.00830.021.57982.40960.15?

（1）運(yùn)用該實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量自由落體運(yùn)動(dòng)加速度的實(shí)驗(yàn)原理（用表中的物理量符號(hào)表示）。

（2）若某次實(shí)驗(yàn)使用的工字型擋光片尺寸如圖2所示，工字型擋光片的寬度介0.02m,兩檔光片之間的距離h

為0.15m。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采集的某一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示，則測(cè)得自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度為（結(jié)

果保留兩位小數(shù)）

（3）除實(shí)驗(yàn)中偶然誤差外，寫(xiě)出一條可能產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)測(cè)量誤差的原因：o

12.（2024?海南省直轄縣級(jí)單位?模擬預(yù)測(cè)）某課外實(shí)驗(yàn)小組使用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量重力加速度的

15

大小。實(shí)驗(yàn)時(shí)，他們先用米尺測(cè)量分液漏斗下端到水桶底部的距離肌然后使漏斗中的水一滴一滴地下落,

調(diào)整閥門(mén)，使水滴落到桶底的同時(shí)，下一滴水剛好從漏斗的下端滴落。用秒表測(cè)量從第1個(gè)水滴自漏斗的

下端滴落至第n個(gè)水滴落到桶底所用的時(shí)間t.

（1）用米尺測(cè)量分液漏斗下端到水桶底部的距離肌如圖乙所示，分液漏斗下端與米尺零刻度處對(duì)齊，水桶

底部與米尺上的a點(diǎn)處對(duì)齊，則距離h為cm。

（2）重力加速度大小可表示為g=（用4、n、/表示）。

（3）若想測(cè)量的重力加速度值更準(zhǔn)確，請(qǐng)給出一條合理化建議：o

13.（2024?重慶?模擬預(yù)測(cè)）用如圖（a）所示裝置來(lái)探究滑塊在斜面上下滑的加速度。實(shí)驗(yàn)步驟如下:

①游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片的寬度d；

②光電門(mén)固定于斜面上的。點(diǎn)，并與數(shù)字計(jì)時(shí)器相連；

③帶有擋光片的滑塊從。點(diǎn)上方P點(diǎn)靜止釋放，測(cè)得。、尸兩點(diǎn)間距離為工，滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)的遮光時(shí)間

為4;

④改變尸點(diǎn)的位置，多次重復(fù)步驟③。

（1）由圖（b）可知遮光片的寬度介mm。

⑵滑塊過(guò)光電門(mén)O的瞬時(shí)速度%=（用小加表示）。

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出Z-畫(huà)T圖像為一條過(guò)原點(diǎn)的直線，如圖（c）所示，圖線斜率為左，則滑塊的加速度〃=

16

（用d和左表示）o

14.（2024?甘肅?一模）用圖（°）所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量重力加速度。在豎直桿上裝有兩個(gè)光電門(mén)A和B,

用直尺測(cè)量光電門(mén)之間的距離〃，用光電門(mén)計(jì)時(shí)器測(cè)量小球從光電門(mén)A到B的時(shí)間t。

實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)采用固定光電門(mén)B的位置，改變光電門(mén)A的位置進(jìn)行多次測(cè)量，表中給出了測(cè)量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)

處理后作出函數(shù)圖像，如圖（6）。

（1）請(qǐng)補(bǔ)充圖（b）中縱坐標(biāo)的物理量___________

A.小球在光電門(mén)A處的速度VAB.小球在光電門(mén)B處的速度％

C.小球在任意位置的速度D.小球在48間的平均速度

（2）寫(xiě)出圖（6）中直線的函數(shù)關(guān)系式（用〃、/、g、也表示）。

（3）由圖（6）計(jì)算出直線斜率的值為-4.889,則測(cè)得的重力加速度為m/s2（保留3位有效

數(shù)字）。

A（m）0.4000.6000.8001.0001.2001.400

（）0.0760.1200.1680.2200.2830.368

15.（2024?廣東深圳?一模）某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器分析自身步行時(shí)的速度特征，把接在50Hz的交流電源

上的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在與人腰部等高的桌面上，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔，一端固定在人腰部，人沿直

17

(2)沿著計(jì)數(shù)點(diǎn)位置把紙帶裁開(kāi)并編號(hào)，按編號(hào)順序把剪出的紙帶下端對(duì)齊并排粘貼在坐標(biāo)紙上，剪出的紙

帶長(zhǎng)度代表打出這段紙帶時(shí)間內(nèi)的平均速度，把每段紙帶上邊中點(diǎn)連接成線，如下圖所示，若用圖中曲線

描述人運(yùn)動(dòng)的速度一時(shí)間關(guān)系，如果用縱坐標(biāo)表示速度大小，橫坐標(biāo)表示時(shí)間，則紙帶的橫寬d對(duì)應(yīng)橫坐

標(biāo)中的時(shí)間長(zhǎng)度為s,請(qǐng)根據(jù)下圖估算該同學(xué)的步幅為mo(保留兩位有效數(shù)字)

16.(2024?北京海淀?三模)在高中階段，我們學(xué)習(xí)了多種測(cè)量物體加速度的方法。

(1)通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，可以測(cè)量小車(chē)的加速度。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到了一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，

找一個(gè)合適的點(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)。1=0),然后每隔01s選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖中N、8、C、。、￡、歹…所

示。某同學(xué)測(cè)量了相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離：04=7.05cm,AB=7.68cm,BC=8.31cm,CD=8.95cm,

DE=9.57cm,￡F=10.20cm,請(qǐng)計(jì)算該小車(chē)的加速度/=____m/s2(保留小數(shù)點(diǎn)后兩位)

C-0ABCDEF)

)??????,)

(2)通過(guò)光電門(mén)，同樣可以測(cè)量物體的加速度。如圖，滑塊上安裝了寬度為2.0cm的遮光條，滑塊在牽引力

作用下先后通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)，配套的數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄了遮光條通過(guò)第一光電門(mén)的時(shí)間△%=0.20s,通過(guò)第二

個(gè)光電門(mén)的時(shí)間42=0Q5S,遮光條從開(kāi)始遮住第一個(gè)光電門(mén)到開(kāi)始遮住第二個(gè)光電門(mén)的時(shí)間:=2.5s,試

估算滑塊的加速度。2=—m/s?(保留兩位有效數(shù)字)，該估算值與真實(shí)值相比—(選填“偏大”、“偏小”

或“相同”)

(3)頻閃照片也是一種測(cè)量加速度的方法。在暗室中，照相機(jī)的快門(mén)處于常開(kāi)狀態(tài)，頻閃儀每隔一定時(shí)間發(fā)

出一次短暫的強(qiáng)烈閃光，照亮運(yùn)動(dòng)的物體，于是膠片上記錄了物體在幾個(gè)閃光時(shí)刻的位置。某時(shí)刻，將一

小球從。點(diǎn)由靜止釋放，頻閃儀每隔0.04s閃光一次。以。點(diǎn)為原點(diǎn)，豎直向下為正方向建立坐標(biāo)軸，并測(cè)

量各時(shí)刻的位置坐標(biāo)為、％、退…。下圖是小球自由下落時(shí)的部分頻閃照片示意圖，照片中的數(shù)字是小球

18

下落的距離（單位：cm）。小崔同學(xué)為了減小偶然誤差，他建議做x—產(chǎn)圖，把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入（如片=0.0016s2