備考2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)講義第一章運(yùn)動(dòng)的描述勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究實(shí)驗(yàn)一測(cè)量做直線運(yùn)動(dòng)物體的瞬時(shí)速度命題點(diǎn)3實(shí)驗(yàn)原理創(chuàng)新

命題點(diǎn)3試驗(yàn)原理創(chuàng)新5.[測(cè)平均速度/2024全國(guó)甲]某同學(xué)利用如圖（a）所示的試驗(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)小車運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶.某次試驗(yàn)得到的紙帶和相關(guān)數(shù)據(jù)如圖（b）所示.（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A點(diǎn)時(shí)小車的位置為初始位置，將打出B、C、D、E、F各點(diǎn)時(shí)小車的位移Δx填到表中，小車發(fā)生對(duì)應(yīng)位移所用時(shí)間和平均速度分別為Δt和v－.表中ΔxAD＝24.00cm，v－AD＝80.0cm/位移區(qū)間ABACADAEAFΔx（cm）6.6014.60ΔxAD34.9047.30v－（cm/s66.073.0v－87.394.6（2）依據(jù)表中數(shù)據(jù)，得到小車平均速度v－隨時(shí)間Δt的變更關(guān)系，如圖（c）所示.在圖中補(bǔ)全試驗(yàn)點(diǎn)（3）從試驗(yàn)結(jié)果可知，小車運(yùn)動(dòng)的v－－Δt圖線可視為一條直線，此直線用方程v－＝kΔt＋b表示，其中k＝70.0（69.7～70.3均可）cm/s2，b＝59.0（58.7～59.3均可）cm/s.（結(jié)果均保留（4）依據(jù)（3）中的直線方程可以判定小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，得到打出A點(diǎn)時(shí)小車的速度大小vA＝b，小車的加速度大小a＝2k.（結(jié)果均用字母k、b表示）解析（1）由題圖（b）中紙帶的相關(guān)數(shù)據(jù)可知ΔxAD＝6.60cm＋8.00cm＋9.40cm＝24.00cm，由平均速度的定義可知vAD＝ΔxAD3T＝2（2）將坐標(biāo)點(diǎn)（0.3s，80.0cm/s）在題圖中描點(diǎn)，如圖所示.（3）將圖中的試驗(yàn)點(diǎn)用直線擬合，如圖所示，可知斜率k＝101.0－59.00.6（4）小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有x＝v0t＋12at2，變形可得xt＝v＝v0＋12at，故在t＝0時(shí)，即打出A點(diǎn)時(shí)小車的速度大小vA＝b，小車的加速度大小a滿意12a＝k，即a6.[光電門測(cè)速/2024遼寧]某同學(xué)利用如圖所示的裝置測(cè)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）.試驗(yàn)時(shí)將光柵板置于光電傳感器上方某高度，令其自由下落穿過(guò)光電傳感器.光電傳感器所連接的計(jì)算機(jī)可連續(xù)記錄遮光帶、透光帶通過(guò)光電傳感器的時(shí)間間隔Δt.（1）除圖中所用的試驗(yàn)器材外，該試驗(yàn)還須要刻度尺（選填“天平”或“刻度尺”）.（2）該同學(xué)測(cè)得遮光帶（透光帶）的寬度為4.50cm，記錄時(shí)間間隔的數(shù)據(jù)如下表所示.編號(hào)1遮光帶2透光帶3遮光帶…Δt（×10－3s）73.0438.6730.00…依據(jù)上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得編號(hào)為3的遮光帶通過(guò)光電傳感器的平均速度大小v3＝1.5m/s（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）.（3）某相鄰遮光帶和透光帶先后通過(guò)光電傳感器的時(shí)間間隔分別為Δt1、Δt2，則重力加速度g＝2d（Δt1－Δt2）Δt1（4）該同學(xué)發(fā)覺(jué)所得試驗(yàn)結(jié)果小于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?qǐng)寫出一條可能的緣由：光柵板下落過(guò)程中受到空氣阻力的作用.解析（1）由試驗(yàn)裝置可知，光電傳感器能記錄遮光帶、透光帶通過(guò)光電傳感器的時(shí)間間隔Δt，該時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，因此須要測(cè)量遮光帶、透光帶的寬度，則須要的試驗(yàn)器材為刻度尺.（2）編號(hào)為3的遮光帶經(jīng)過(guò)光電傳感器的平均速度大小為v3＝dΔt3，由表格中記錄的數(shù)據(jù)可知v3＝4.50×1（3）遮光帶經(jīng)過(guò)光電傳感器的平均速度大小為v1＝dΔt1，透光帶經(jīng)過(guò)光電傳感器的平均速度大小為v2＝dΔt2，速度由大小為v1變更到大小為v2所用的時(shí)間為Δt＝Δt1＋Δt22，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有v2方法點(diǎn)撥測(cè)量瞬時(shí)速度、加速度的試驗(yàn)方法利用紙帶測(cè)量（利用滴水針頭替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器）利用vn＝xn