《2025年高考调研高考总复习讲义高中物理人教版》

＞ 例 2 (2023·浙江模拟)某同学利用如图所示电路做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。

(1) 某次实验中打出的纸带如图甲所示，则该同学出错的原因是 B。

A. 纸带置于复写纸上方
B. 纸带没有穿过限位孔
C. 打点计时器使用了交流电源
D. 所挂钩码太多
(2) 该同学在老师指导下纠正上述错误后，正确打出纸带如图乙所示，根据纸带计算各点瞬时速度，将 $ D $ 点的速度填入下表(保留三位有效数字)。


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(3) 在图丙所示坐标系中作出小车的 $ v-t $ 图线。

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(4) 并根据图线求出 $ a = $0.26$ \, m/s^2 $(保留两位有效数字)；
(5) 将图线延长与纵轴相交，此交点的物理意义是 A点的瞬时速度。

答案：
例2 【答案】
(1)B
(2)0.180
(3)见解析
(4)0.26
(5)A点的瞬时速度
【解析】
(1)纸带置于复写纸上方，不能在纸带上打下点，故A项错误；纸带没有穿过限位孔，纸带不能做直线运动，故打下的点迹不在一条直线上，故B项正确；打点计时器需要使用交流电源，所挂钩码太多，加速度大，点比较稀疏，会导致纸带上的点比较少，故C、D两项错误。故选B项。
(2)根据匀变速直线运动推论，D点瞬时速度为v_D = $\frac{x_{CE}}{0.2 s}$ = $\frac{(6.10 - 2.50)×10^{-2}}{0.2}$ m/s = 0.180 m/s。
(3)根据表中数据，描点并拟合这些点作出一条直线，让尽可能多的点分布在线上，不在线上的点均匀分布在线的两侧，故小车的v - t图线如图

(4)v - t图线斜率表示加速度，在图线上找到两个方便读数且相距较远的点，计算加速度为a = $\frac{0.30 - 0.10}{0.76}$ m/s² ≈ 0.26 m/s²。
(5)将图线延长与纵轴相交，此交点的物理意义是0时刻的速度，即纸带上打出A点的瞬时速度。

＞ 例 3 (2021·全国甲卷)为测量小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数，一同学将贴有标尺的瓷砖的一端放在水平桌面上，形成一倾角为 $ \alpha $ 的斜面(已知 $ \sin \alpha = 0.34 $，$ \cos \alpha = 0.94 $)，小铜块可在斜面上加速下滑，如图所示。该同学用手机拍摄小铜块的下滑过程，然后解析视频记录的图像，获得 $ 5 $ 个连续相等时间间隔(每个时间间隔 $ \Delta T = 0.20 \, s $)内小铜块沿斜面下滑的距离 $ s_i $($ i = 1, 2, 3, 4, 5 $)，如下表所示。


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由表中数据可得，小铜块沿斜面下滑的加速度大小为 0.43 $ m/s^2 $，小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数为 0.32。(结果均保留 $ 2 $ 位有效数字，重力加速度大小取 $ 9.80 \, m/s^2 $)

答案： 例3 【答案】 0.43 0.32
【解析】 由于5段位移的时间间隔连续相等，为减小误差，去掉第一段后由Δx = aT²可得a = $\frac{(s_5 + s_4) - (s_2 + s_3)}{(2ΔT)^2}$ ≈ 0.43 m/s²；对小铜块由牛顿第二定律可得mg sinα - μmg cosα = ma，代入数据解得μ ≈ 0.32。

＞ 例 4 （2020·江苏）疫情防控期间“停课不停学”，小明同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄物体自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如图 $ 1 $ 所示。
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(1) 家中有乒乓球、小塑料球和小钢球，其中最适合用作实验中下落物体的是 小钢球。
(2) 下列主要操作步骤的正确顺序是 ______。（填写各步骤前的序号）
① 把刻度尺竖直固定在墙上
② 捏住小球，从刻度尺旁静止释放
③ 手机固定在三角架上，调整好手机镜头的位置
④ 打开手机摄像功能，开始摄像
(3) 停止摄像，从视频中截取三帧图片，图片中的小球和刻度如图 $ 2 $ 所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为 $ \frac{1}{6} \, s $，刻度尺的分度值是 $ 1 \, mm $，由此测得重力加速度为 9.6(9.5～9.7) $ m/s^2 $。
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(4) 在某次实验中，小明释放小球时手稍有晃动，视频显示小球下落时偏离了竖直方向。从该视频中截取图片， 仍能(选填“仍能”或“不能”)用(3)中的方法测出重力加速度。

答案： 例4 【答案】
(1)小钢球
(2)①③④②
(3)9.6(9.5～9.7)
(4)仍能
【解析】
(1)要测量当地的重力加速度需要尽量减小空气阻力的影响，所以密度大体积小的小钢球最适合；
(2)要完成实验首先应该将刻度尺竖直固定在墙上，安装好三角架，调整好手机摄像头的位置；因为下落时间很短，所以一定要先打开摄像头开始摄像，然后再将小球从刻度尺旁由静止释放，故顺序为①③④②；
(3)由三张图片读出小球所在位置的刻度分别为2.50 cm，26.50 cm，77.20 cm；小球做自由落体运动，根据Δx = gT²可得g = $\frac{Δx}{T^2}$ = $\frac{(77.20 - 26.50)×10^{-2} - (26.50 - 2.50)×10^{-2}}{(\frac{1}{6})^2}$ m/s² ≈ 9.6 m/s²。
(4)因为就算小球偏离了竖直方向，但是小球在竖直方向上的运动依然是自由落体运动，对实验结果无影响，故仍能用前面的方法测量出重力加速度。