2.1 匀变速直线运动的研究（讲义）-【状元桥·优质课堂】2022-2023学年新教材高中物理必修第一册（教科版2019）

第二章匀变速直线运动的规律 ●第二章 匀变速直线运动的规律 第1讲 匀变速直线运动的研究 答案精解P7 [学习目标]1.知道匀变速直线运动的概念及分类（物理观念）.2.进一步练习使用打点计时器（科学 探究).3.会利用平均速度求瞬时速度（物理观念）.4.会利用-t图像处理实验数据，并由图像计算 小车的加速度和判断小车的运动情况（科学思维） 课前·教材预案 教材梳理 放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面.木板上放 知识点一 匀变速直线运动 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 1.定义： 随时间均匀变化的直线运动叫 钩码的细绳， 作匀变速直线运动.匀变速直线运动中， 保持不变 匀加速直线运动 2.分类 直线运动 知识点二实验：用打点计时器研究小车的运动 1.实验原理 (2)用手按住小车，使它在靠近打点计时器的 (1)利用纸带计算瞬时速度：以纸带上某点为 位置保持静止状态.先 取一小段位移，用这段位移的 ,待它稳定工作后 (选填“开 表示这点的瞬时速度， 启打点计时器的电源”或“释放小车”)，使它在 (2)用v-t图像表示小车的运动情况：以速度 恒定拉力作用下开始运动，并打出一条纸带， v为 时间t为 建立直角坐 标系，用描点法画出小车的v-t图像，图线的 随后立即关闭电源。 表示加速度的大小，如果0-t (3)换上新纸带，并增减所挂钩码（或在小车上 图像是一条倾斜的直线，则该运动是匀变速直 放置重物)重新操作两次 线运动 4.数据记录 2.实验器材 (1)采集数据 小车、附有滑轮的长木板、打点计时器、纸带、 舍掉纸带开头一些 的点，找一个 细绳、钩码 坐标纸 电源 适当的点作为计时起点.可选择相隔0.1s(或 3.实验步骤 更短)的若干计数点进行测量.将结果填入下 (1)如图所示，把一端带有定滑轮的长木板平 面表格中， ·23· 物理教科必修第一册 课堂学案 计数点序号 A “靠近”或“远离”)打点计时器。 计数点对应的时刻t(s (2)先 ,等打点稳定后，再 计数点的位置坐标xm (选填“启动打点计时器”或“放 相邻计数点的间距△x'm 开小车”) 平均速度/(m·s1) (3)打点完毕，立即关闭电源， (2)求各计数点的瞬时速度 (4)选取一条点迹清晰的纸带，舍掉开头点迹 各计数点对应的瞬时速度用 来 密集部分，选取适当的计数点（注意计数点与 代替。 计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T等 5.数据分析 于多少 方法一：取任意两个点，用它们的速度差△= (5)不要分段测量各段距离，应尽可能地一次 2一除以相应的时间差△t=t2一t,求得加 测量完毕（可统一量出各计数点到计时起点之 速度.如果取不同的两个点，求得的加速度都 间的距离). 相等，则小车的运动是 直线运动. (6)在坐标纸上画v-t图像时，注意坐标轴单 方法二：绘制v-t图像 位长度的选取，应使图像大致布满坐标纸. (1)在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时 知识点三用位移传感器研究小车的运动 间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐 1.实验器材 标系中描点，绘制v-t图像，如图所示 位移传感器、数据采集器、计算机、力学轨道、 小车等 2.实验步骤 (1)要进行硬件系统的连接和调整.将轨道支 架与力学轨道连接在一起，使轨道倾斜放置； t:9 将位移传感器的发射端固定在小车上；将位移 (2)如果该图像在误差允许的范围内，可以看 传感器的接收端悬挂在轨道顶端上方，并与接 作一条倾斜的直线，则该运动是 直线 收端处在同一平面内；通过数据线，将位移传 运动， 感器、数据采集器和计算机连接起来. (3)根据所画？-t图像求出小车运动的加速 (2)对软件系统进行设置.启动计算机，同时将 度a 小车放置在斜面顶端保持静止，打开位移传感 6.结论 器发射端的开关，进人软件界面，在采集设置 (1)匀变速直线运动中某段区间的平均速度， 中点击“调零”按钮；设置记录时间间隔和数据 等于该区间中间时刻的瞬时速度， 采样数， (2)匀变速直线运动中，相邻的相等时间间隔 (3)点击软件“开始”按钮的同时，释放小车，表 内的位移差值为一常数， 格自动记录数据 7.注意事项 (4)通过计算机软件的图像分析中的“线性拟 (1)开始释放小车时，应使小车 (选填 合”功能，得到v-t图像. ·24· 第二章匀变速直线运动的规律 课堂·深度探究 考点一实验原理与操作 考点二实验数据处理 【例题1】在“研究小车的运动”的实验中. 【例题2】在“研究小车的运动”的实验中，打点计 (1)下列给出的器材中，有一部分已经选好 时器使用的交流电源的频率为50Hz,记录 了，请选出还需要的器材. 小车运动的一段纸带如图甲所示，在纸带上 A.电磁打点计时器B.天平C.低压交