第三讲 探究速度随时间变化的规律、速度-时间公式-2021-2022学年上海新教材新高一物理暑期讲义（沪科版必修一）

第三讲 探究速度随时间变化的规律、速度-时间公式 开山小测 1.(多选)(2019·山西大学附中高一上学期期中)如图所示，小明骑自行车由静止沿直线运动，他在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内通过的位移分别为1 m、2 m、3 m、4 m，则(　BC　) A．他4 s末的瞬时速度为4 m/s B．他第2 s内的平均速度为2 m/s C．他4 s内的平均速度为2.5 m/s D．他1 s末的速度为1 m/s 解析：自行车速度是逐渐增大的，无法确定它的瞬时速度，只能求出平均速度，第2 s内平均速度为 m/s＝2 m/s；4 s内平均速度＝ m/s＝2.5 m/s。 2.(多选)手机导航越来越多成为人们出行的必备工具，绍兴多风景名胜，某游客游完兰亭后驾车去东湖，他打开手机导航，搜索了驾车线路，线路显示走常规路线距离22 km，需用时39分钟，选择走距离较短则有20 km，需用时45分钟，如果走高速优先则有27 km，需用时34分钟，则下列判断正确的是(　BD　) A．走常规路线的22 km指的是位移 B．走“距离较短”说明路程最小 C．选择走“距离较短”，则瞬时速率一定最小 D．走“高速优先”，平均速度最大 解析：走常规路线的22 km指的是路程，故A错误；走“距离较短”说明路程最小，故B正确；瞬时速率大小与距离无关，故C错误；路径不同，位移相等，平均速度等于位移除以时间，时间越短平均速度越大，故高速优先的平均速度最大，所以BD正确。 百科小知 杨振宁，1922年10月1日生于安徽合肥三河镇，清华大学高等研究院教授，香港中文大学博文讲座教授，是中国科学院院士、美国科学院院士、中央研究院院士、俄罗斯科学院院士、教廷宗座科学院院士、巴西科学院院士、委内瑞拉科学院院士、西班牙皇家科学院院士、英国皇家学会会员等。1949年，与恩利克·费米合作，提出基本粒子第一个复合模型。1956年与李政道合作，提出“弱相互作用中宇称不守恒理论”，共同获1957年诺贝尔物理学奖。1997年紫金山天文台将其发现的一颗国际编号为3421号的小行星命名为“杨振宁星”。2017年2月，已放弃外国国籍成为中国公民的原中国科学院外籍院士杨振宁正式转为中国科学院院士。2018年4月16日当选西湖大学校董会名誉主席 精讲精练 知识梳理 知识点 1　探究小车速度随时间变化的规律 1．实验目的 研究小车速度随时间变化的规律，测量小车在不同时刻的瞬时速度。 2．实验器材 _打点计时器_、一端附有定滑轮的长铝板、__小车__、纸带、细绳、槽码、__刻度尺__、导线、交流电源。 3．实验思路 如图所示，把一端带有__滑轮__的长铝板平放在实验桌上，铝板上放一个可以左右移动的__小车__，小车一端连接穿过打点计时器的__纸带__，另一端连接绕过滑轮系有__槽码__的细绳。小车在槽码的牵引下运动，通过研究纸带上的信息，就可以知道小车运动的速度是怎样随时间变化的。 4.实验步骤　 （1）按照图固定好实验器材，并连接好电路。 （2）把小车停在__靠近__打点计时器的位置。 （3）启动计时器，然后__放开__小车，让它拖着纸带运动。打点计时器在__纸带__上打下一行小点。 （4）__关闭__电源，取下纸带。 （5）增减所挂的槽码(或在小车上放置重物)，更换纸带，再做两次实验。 5.公式分析计算 （1）瞬时速度的计算：各计数点的瞬时速度可用以该点为中间时刻的一段时间内的__平均速度__来代替：vn＝。 （2）根据v－t图像判断运动性质： 用描点法可作出小车的v－t图像，根据图像的形状可判断小车的运动性质。 （3）加速度的计算：利用v－t图像的__斜率__求出小车的加速度。 6.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，计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源。 （3）要防止槽码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它。 （4）牵引小车的槽码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上的点太少，或者加速度太小，而使各段位移无多大差别，从而使误差增大，加速度的大小以能在50 cm长的纸带上清楚地取得六七个计数点为宜。 （5）要区别计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个点取一个计数点，即时间间隔为T＝0.02×5 s＝0.1 s。 （6）不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕(可先统一量出各计数点到计数起点O之间的距离)。读数时应估读到毫米的下一位。 （7）描点时最好用坐标纸，在纵、横轴上选取合适的单位，用细铅笔认真描点。 7.纸带的选取和处理 (1)多条纸带中选取一条点迹清晰且点迹排成直线的纸带进行处理。 (2)舍掉开头一段