學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2020-2021學(xué)年物理新教材粵教版必修第一冊(cè)教師文檔：第2章第1節(jié)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)含解析第一節(jié)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.［物理觀念]知道勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念，了解其加速度恒定,相等時(shí)間內(nèi)速度變化、位移差的內(nèi)容，會(huì)解釋相關(guān)問(wèn)題．2.［科學(xué)思維]掌握用實(shí)驗(yàn)法及圖像來(lái)處理物理規(guī)律,能解決相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)問(wèn)題，得出規(guī)律．3。［科學(xué)探究］通過(guò)利用實(shí)驗(yàn)探究規(guī)律，學(xué)會(huì)與他人合作、交流,提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?并能聯(lián)系實(shí)際．4.[科學(xué)態(tài)度與責(zé)任]學(xué)會(huì)在實(shí)驗(yàn)操作中尊重客觀數(shù)據(jù)，實(shí)事求是,養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣．一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)1．勻變速直線運(yùn)動(dòng)：把加速度恒定不變的變速直線運(yùn)動(dòng)叫作勻變速直線運(yùn)動(dòng)．2．勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度和加速度特點(diǎn)：做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，在相等時(shí)間內(nèi)的速度變化相等，加速度恒定．3．勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移特點(diǎn)：做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，在任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)的位移之差相等．說(shuō)明:加速度恒定是指加速度大小、方向都不變．二、實(shí)驗(yàn)探究：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度特點(diǎn)1．實(shí)驗(yàn)原理與方法（1）用數(shù)字計(jì)時(shí)器測(cè)量小球經(jīng)過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的時(shí)間．（2)計(jì)算出平均速度,用小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)的平均速度代替瞬時(shí)速度．（3)利用v。t圖像探究加速度的變化情況．2．實(shí)驗(yàn)器材傾斜直槽、小球、光電門(mén)兩個(gè)、數(shù)字計(jì)時(shí)器．3．實(shí)驗(yàn)與探究（1）實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,并打開(kāi)電源．(2)讓小球沿粗糙程度均勻的傾斜直槽向下滾動(dòng),記下小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)B和光電門(mén)C的遮光時(shí)間t1、t2.并計(jì)算出瞬時(shí)速度v1、v2都填入表格中．(3)讓小球重復(fù)剛才過(guò)程，記下從B到C的時(shí)間t，測(cè)量出BC間位移s。填入表格中．(4)改變光電門(mén)c的位置，重復(fù)第(2)第（3)步五次，把數(shù)據(jù)都填入表格中．項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)次數(shù)小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)B的遮光時(shí)間t1/s12345小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)B的瞬時(shí)速度v1/(m·s－1）小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)C的遮光時(shí)間t2/s小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)C的瞬時(shí)速度v2/(m·s－1）小球經(jīng)過(guò)兩個(gè)光電門(mén)之間的位移s/m小球經(jīng)過(guò)兩個(gè)光電門(mén)之間的時(shí)間t/s4．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法——圖像法(1）以小球經(jīng)過(guò)兩個(gè)光電門(mén)之間的時(shí)間t為橫軸，小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)的速度v為縱軸，描點(diǎn)作出小球運(yùn)動(dòng)的v-t圖像．（2）由圖像可知，各數(shù)據(jù)大致擬合成一條斜率不變化的傾斜直線，由a＝eq\f（vt－v0,t)可知加速度不變化．(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，是勻變速直線運(yùn)動(dòng)．5．實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)（1)傾斜直槽的粗糙程度要均勻．（2)做第（3）步時(shí)與第（2)步小球釋放情況相同．（3）圖像法處理數(shù)據(jù)要擬合一下，效果更直觀．（4）兩光電門(mén)之間的位移測(cè)量要估讀到下一位．【例1】在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度"的實(shí)驗(yàn)中,一條記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶如圖甲所示，在其上取了A、B、C、D、E5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源的頻率為50Hz.甲乙（1)由紙帶上的數(shù)據(jù)計(jì)算vB＝________m/s，vC＝________m/s，vD＝________m/s.(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(2）在如圖乙所示坐標(biāo)系中作出小車運(yùn)動(dòng)的v。t圖像(從打出A點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí))．(3）根據(jù)(2）所作圖像能確定小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)嗎？說(shuō)明理由．[解析］(1）用平均速度代替中間時(shí)刻瞬時(shí)速度的辦法求打出B、C、D點(diǎn)時(shí)小車的速度,可得vB＝eq\f(27.60×10－2,0。2)m/s＝1.38m/svC＝eq\f(60。30－7.50×10－2，0.2)m/s＝2.64m/svD＝eq\f(105。60－27。6×10－2,0.2)m/s＝3.90m/s。(2)根據(jù)(1）中求出的速度在坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線,可得v-t圖像如圖所示．（3）能．由圖像知:a＝eq\f(Δv，Δt）不變化，故能判定小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)．［答案]（1)1.38,2。64，3.90（2）見(jiàn)解析（3）能，見(jiàn)解析【例2】將小球從緊靠豎直支架A的位置由靜止釋放,小球沿著傾斜直槽向下運(yùn)動(dòng)，得到下圖的頻閃照片．經(jīng)測(cè)量s1＝3。00cm,s2＝6.50cm,s3＝10。0cm,s4＝13.50cm,s5＝17.00cm.根據(jù)以上數(shù)據(jù)(1）判定小球是否是加速運(yùn)動(dòng)；（2)試判定小球做勻變速直線運(yùn)動(dòng)．［解析］(1)因?yàn)閟1＜s2＜s3＜s4＜s5，即是在相同時(shí)間內(nèi)，運(yùn)動(dòng)位移越來(lái)越大，所以是加速運(yùn)動(dòng)．(2）Δs1＝s2－s1＝3。50cm，Δs2＝s3－s2＝3.50cm，Δs3＝s4－s3＝3.50cm，Δs4＝s5－s4＝3。50cm故有Δs1＝Δs2＝Δs3＝Δs即在一連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)增加的位移是相等的．證明小球是做勻變速直線運(yùn)動(dòng)．［答案］(1）是（2）見(jiàn)解析1勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v。t圖像，斜率不變.2連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)增加的位移Δs相等.1．如圖所示，氣墊導(dǎo)軌上滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)，其上的遮光條將光遮住,電子計(jì)時(shí)器可自動(dòng)記錄遮光時(shí)間Δt，測(cè)得遮光條的寬度為Δx,用eq\f（Δx，Δt)近似代表滑塊通過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度．為使eq\f（Δx，Δt)更接近瞬時(shí)速度，正確的措施是（）A．換用寬度更窄的遮光條B．提高測(cè)量遮光條寬度的精確度C．使滑塊的釋放點(diǎn)更靠近光電門(mén)D．增大氣墊導(dǎo)軌與水平面的夾角A［此實(shí)驗(yàn)中利用平均速度等效替代瞬時(shí)速度，故只能盡量減小計(jì)算平均速度的位移，即換用寬度更窄的遮光條,故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．］2．一小車在桌面上從靜止開(kāi)始做加速直線運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)用高速攝影機(jī)在同一底片上多次曝光，記錄下小車每次曝光的位置，并將小車的位置編號(hào)．如圖甲所示，1位置恰為小車剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的瞬間的位置，從此時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，攝影機(jī)連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔均相同,小車從1位置到6位置的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)各位置的速度分別為v1＝0,v2＝0.06m/s，v3＝______m/s,v4＝0。18m/s，v5＝________m/s（均保留兩位小數(shù)）．在圖乙所示的坐標(biāo)紙上作出小車的速度—時(shí)間圖像(保留描點(diǎn)痕跡）．［解析]小車做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)v＝at知，速度之比等于運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比,小車運(yùn)動(dòng)到2位置、3位置、4位置、5位置的時(shí)間之比為1∶2∶3∶4，因?yàn)関2＝0。06m/s，則v3＝0。12m/s,v5＝0。24m/s.據(jù)各點(diǎn)的瞬時(shí)速度，作出v。t圖如圖所示．［答案]見(jiàn)解析3．如圖所示是每秒拍攝10次的小球沿斜面勻加速滾下的頻閃照片，照片中直尺的最小刻度為1cm，開(kāi)始兩次小球的影像A、B不清晰,此后C、D、E、F位置圖中已標(biāo)出．試由此確定小球運(yùn)動(dòng)的加速度大?。劢馕觯輛D＝eq\f（xE－xC，2T）＝eq\f（47。0－17。0×10－2,0。2）m/s＝1.50m/svE＝eq\f（xF－xD,2T）＝eq\f(67.0－30。0×10－2，0.2）m/s＝1。85m/s則加速度大小a＝eq\f(Δv,Δt）＝eq\f（vE－vD，T）＝3。5m/s2.［答案］3.5m/s24．某學(xué)習(xí)小組在“用氣墊導(dǎo)軌和數(shù)字計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中采用了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置．（1)已知遮光條的寬度為Δd。實(shí)驗(yàn)時(shí),將氣墊導(dǎo)軌接通氣泵，通過(guò)調(diào)平螺絲調(diào)整氣墊導(dǎo)軌使其與水平面有一定的傾斜角度．輕推滑塊使其在氣墊導(dǎo)軌上自左向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，遮光條通過(guò)第一個(gè)光電門(mén)的時(shí)間為Δt1，遮光條通過(guò)第二個(gè)光電門(mén)的時(shí)間為Δt2,則滑塊通過(guò)第一個(gè)光電門(mén)時(shí)的速度表達(dá)式為_(kāi)_______(用字母表示)．（2)已知遮光條從開(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)間為ΔT,則滑塊的加速度表達(dá)式為_(kāi)_________________(用字母表示)．（3）為減小實(shí)驗(yàn)誤差，可采取的方法是(）A．增大遮光條寬度ΔdB．減小遮光條寬度ΔdC．增大兩光電門(mén)間距D．減小兩光電門(mén)間距[解析]（1）由于遮光條很窄，通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間也很短，其平均速度可認(rèn)為等于瞬時(shí)速度，即v1＝eq\f（Δd,Δt1）。(2）a＝eq\f(v2－v1，ΔT)＝eq\f(\f(Δd,Δt2)－\f（Δd,Δt1）,ΔT）.（3)減小遮光條寬度，可使平均速度更接近瞬時(shí)速度，增加兩光電門(mén)間距，可減小偶然誤差．［答案］(1)eq\f(Δd,Δt1）(2）eq\f(\f(Δd,Δt2）－\f(Δd,Δt1),ΔT）(3)BC5．如圖所示是采用每秒閃光10次的頻閃照相機(jī)拍攝的小球在水平面上運(yùn)動(dòng)的頻閃照片．照片中每?jī)蓚€(gè)相鄰小球影像的間隔時(shí)間是T＝0。1s，這樣便記錄了小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，而小球運(yùn)動(dòng)的位移可以用刻度尺測(cè)出．試根據(jù)圖中信息作出小球運(yùn)動(dòng)的v.t圖像，并求出小球運(yùn)動(dòng)的加速度．［解析］求各點(diǎn)的瞬時(shí)速度可轉(zhuǎn)化為求各段的平均速度．vA＝eq\f(xOB,2T）＝0.08m/svB＝eq\f（xAC,2T）＝0。12m/svC＝eq\f(xBD，2T）＝0.16m/svD＝eq\f(xCE,2T)＝0.20m/s作出的v.t圖像如圖所示．由此可得,小球運(yùn)動(dòng)的加速度約為a＝0。4m/s2。［答案］0。4m/s2.6．在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，算出小車經(jīng)過(guò)各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度如下：計(jì)數(shù)點(diǎn)序號(hào)123456計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻/s0.100。200.300。400。500.60通過(guò)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)的速度/(cm·s－1)44。062。081。0100。0110。0168。0為了計(jì)算加速度，合理的方法是（）A．根據(jù)任意兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度用公式a＝eq\f（Δv，Δt)算出加速度B．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出v.t圖像,量出其傾角α，由公式a＝tanα求出加速度C．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出v.t圖像，由圖像上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的速度、時(shí)間,用公式a＝eq\f（Δv,Δt）算出加速度D．依次算出通過(guò)連續(xù)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的加速度，算出平均值作為小車的加速度C［方法A的偶然誤差較大．方法D求出的加速度實(shí)際上也僅由始、末兩個(gè)速度決定，偶然誤差也較大．只有利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出對(duì)應(yīng)的v-t圖像才可充分利用所測(cè)量的數(shù)據(jù)，減小偶然誤差．由于在物理圖像中，兩坐標(biāo)軸的分度大小往往是不等的,根據(jù)同一組數(shù)據(jù)，可以畫(huà)出傾角不同的許多圖線，方法B是錯(cuò)誤的．正確方法是根據(jù)圖像找出相距較遠(yuǎn)的兩時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的速度值,然后利用公式a＝eq\f(Δv，Δt)算出加速度，即方法C，故C正確．]7．現(xiàn)用頻閃照相方法來(lái)研究物塊的變速運(yùn)動(dòng)．在一小物塊沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，用頻閃相機(jī)拍攝的不同時(shí)刻物塊的位置如圖所示．拍攝時(shí)頻閃頻率是10Hz，通過(guò)斜面上固定的刻度尺讀取的5個(gè)連續(xù)影像間的距離依次為x1、x2、x3、x4。已知斜面頂端的高度h和斜面的長(zhǎng)度s，數(shù)據(jù)如表所示，重力加速度大小g＝9。80m/s2.單位:cmx1x2x3x4hs10.7615.0519.3423.6548。0080。00根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知物塊的加速度a＝________m/s2(保留3位有效數(shù)字）．[解析］相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間T＝eq\f(1，f)＝0.1s兩點(diǎn)速度v21＝eq\f（x1＋x2，2T）,v34＝eq\f(x3＋x4,2T)。加速度為a＝eq\f(v34－v12，2T)＝eq\f（x3＋x4－x1＋x2,4T2)＝4。30m/s2。［答案］4。308．光電計(jì)時(shí)器是一種常用的計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b分別是光電門(mén)的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有滑塊從a、b間通過(guò)時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示出物體的擋光時(shí)間．現(xiàn)有某滑塊在斜面上滑行，先后通過(guò)光電門(mén)1和2，計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為t1＝5×10－2s、t2＝3×10－2s，從光電門(mén)1到光電門(mén)2所經(jīng)歷的總時(shí)間Δt＝0.15s，用分度值為1mm的刻度尺測(cè)量滑塊的長(zhǎng)度為d，示數(shù)如圖乙所示．（1）滑塊的長(zhǎng)度d為多少？(2）滑塊通過(guò)光電門(mén)1和2的速度v1、v2的大小分別為多少?（3）求滑塊的加速度大?。?小數(shù)點(diǎn)后保留兩位小數(shù))［解析]（1)由題圖可知d＝4。45cm.（2）通過(guò)光電門(mén)的速度分別為v1＝eq\f（d,t1）＝0。89m/s，v2＝eq\f(d,t2）≈1。48m/s。（3)滑塊的加速度a＝eq\f（Δv,Δt)＝eq\f（1.48－0.89，0。15）m/s2≈3．93m/s2。［答案](1)4。45cm（2)0。89m/s,1。48m/s(3）3.93m/s29．光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b分別是光電門(mén)的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以精確地把物體從開(kāi)始擋光到擋光結(jié)束的時(shí)間記錄下來(lái)．現(xiàn)利用圖乙所示的裝置研究滑塊的運(yùn)動(dòng),圖中MN是水平桌面，Q是長(zhǎng)木板與桌面的接觸點(diǎn)，1和2是固定在長(zhǎng)木板上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門(mén)，與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫(huà)出,長(zhǎng)木板頂端P點(diǎn)懸有一鉛錘，實(shí)驗(yàn)時(shí),讓滑塊從長(zhǎng)木板的頂端滑下，光電門(mén)1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為t1＝1.0×10－2s、t2＝4。0×10－3s。用精度為0.05mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量滑塊的寬度為d＝1。010cm。甲乙(1)滑塊通過(guò)光電門(mén)1時(shí)的速度v1＝________m/s,滑塊通過(guò)光電門(mén)2時(shí)的速度v2＝________m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)（2）由此測(cè)得的瞬時(shí)速度v1和v2只是—個(gè)近似值,它們實(shí)質(zhì)上是通過(guò)光電門(mén)1和2時(shí)的________，要使瞬時(shí)速度的測(cè)量值更接近于真實(shí)值，可將________的寬度減小一些．（3）為了計(jì)算出滑塊的加速度，除了測(cè)量d、t1和t2之外,還需要測(cè)量_________