第二章 第1节　匀变速直线运动的研究（课件 学案）高中物理 教科版（2019）必修 第一册

第1节　匀变速直线运动的研究 一、匀变速直线运动 1.定义：速度随时间均匀变化的直线运动。（匀变速直线运动中，加速度保持不变） 2.v-t图像：匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线。 3.分类 （1）匀加速直线运动：a和v同向，速度随时间均匀增加。 （2）匀减速直线运动：a和v反向，速度随时间均匀减小。 二、实验：研究小车的运动 方案1：用打点计时器进行研究 1.实验原理与设计 （1）利用纸带计算瞬时速度：以纸带上某点为中间时刻取一小段位移，用这段位移的平均速度表示这点的瞬时速度。 （2）判断小车的运动规律 方法一：取任意两个点，计算两点间的加速度a＝＝，若取不同的两个点，求得的加速度都相等，则小车的运动是匀变速直线运动。 方法二：绘制v-t图像，若v-t图像是一条倾斜的直线，则小车的运动是匀变速直线运动。 2.实验器材 打点计时器（带导线）、交流电源、刻度尺、纸带、一端附有定滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、复写纸、坐标纸等。 3.实验步骤 （1）安装实验器材，连接好电路，如图所示。 （2）把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下面挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。 （3）使小车停在打点计时器处，先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点，再按同样的方法（不改变钩码个数）打出两条纸带。从这三条纸带中选用一条最清晰的，记录为纸带Ⅰ。 （4）增减钩码再打纸带：增加一个钩码，按上述方法打出纸带Ⅱ。在打纸带Ⅰ时的基础上减少一个钩码，仍按上述方法打出纸带Ⅲ。 4.数据处理 （1）计算法 ①选纸带、标计数点：从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个点，作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明0，1，2，3，4…如图所示。 ②测距离：依次测出0～1、0～2、0～3、0～4…的距离x1、x2、x3、x4… ③求瞬时速度：1、2、3、4…各点的瞬时速度分别为：v1＝、v2＝、v3＝、v4＝… ④计算各段的加速度：a1＝，a2＝，a3＝… ⑤根据计算的加速度，分析速度随时间变化的规律。 （2）图像法 ①建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点。 ②画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点忽略不计，如图所示。 ③观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律。 （3）实验结论：小车速度随时间均匀变化。 5.注意事项 （1）开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。 （2）先接通电源，等打点稳定后，再释放小车。 （3）打点完毕，立即关闭电源。 （4）选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点迹密集部分，适当选取计数点（注意计数点与计时点的区别），弄清楚所选的时间间隔T等于多少。 （5）测量各段距离，应尽可能地一次测量完毕。 （6）在坐标纸上画v-t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像尽量有效利用坐标纸的面积。 方案2：用位移传感器进行研究 1.实验结构示意图（如图所示） 2.实验原理与操作 （1）位移传感器由发射端和接收端组成，发射端固定在小车上，接收端悬挂在轨道顶端上方，通过位移传感器测量小车各时刻的位移。 （2）将位移传感器获得的数据通过数据采集器输入到计算机，由计算机软件进行处理，生成v-t的散点图，然后进行“线性拟合”，得到v-t图像。 （3）由v-t图像分析小车速度随时间变化的规律。 3.实验结论：小车速度随时间均匀变化。 题型一 实验原理与操作 【典例1】　在“研究小车的运动”的实验中，某同学操作的实验步骤如下，找出错误或遗漏的步骤（遗漏步骤可编上序号F、G…）： A.拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸 ... ...