2.1 匀变速直线运动的特点（Word教师用书）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中物理必修 第一册（粤教版2019）

第一节　匀变速直线运动的特点 1．探究匀变速直线运动的速度特点． 2．探究匀变速直线运动的位移特点． 1．用光电门探究小球沿倾斜直槽运动时，速度变化的特点． 2．用频闪照相机探究小球沿倾斜直槽向下运动的位移特点． 光电门、数字计时器、频闪照相机、斜槽、小球、坐标纸等． 1．如图所示，将两个光电门B、C相距一定的距离安装在斜槽上，并将数字计时器和光电门连结好． 2．将直径D＝0.02 m的小球从斜槽顶部A释放．让小球沿着粗糙程度均匀的倾斜直槽向下滚动． 3．用数字计时器分别采集小球经过B、C两个光电门的时间．计算小球通过光电门B、C时的瞬时速度． 4．从同一位置A再次由静止释放小球，改变光电门C的位置，重复上述操作，将五次获得的数据填入表格中． 项目 实验次数 1 2 3 4 5 小球经过光电门B的遮光时间t1/s 小球经过光电门B的瞬时速度v1/(m·s－1) 小球经过光电门C的遮光时间t2/s 小球经过光电门C的瞬时速度v2/(m·s－1) 小球经过两个光电门之间的位移s/m 小球经过两个光电门之间的时间t/s 5.去掉光电门和数字计时器，将小球从位置A再次释放，用频闪照相机对小球的运动拍照． 6．根据斜槽刻度尺上的示数，选取连续的几段，对位移的变化进行研究． 1．以小球经过两个光电门之间的时间t为横轴，以小球经过光电门的速度v为纵轴，在坐标纸上建立坐标系．根据表格中的数据描点作出小球运动的v­t图像． 2．忽略误差的影响，v­t图像大致为一条直线．由此证明小球在倾斜槽内的加速度不变． 3．比较频闪照片上各段位移，发现s1＜s2＜s3＜s4＜s5，进一步研究Δs1＝s2－s1，Δs2＝s3－s2……在误差范围内，Δs1＝Δs2＝……由此证明做匀变速直线运动的物体，在任意两个连续相等的时间内的位移之差是相等的． 1．斜槽倾斜角度要合适、粗糙程度要均匀． 2．每一次要将小球从同一位置释放． 3．两光电门B、C的距离要尽量大些． 4．作图像时要让画出的直线连接尽可能多的点，舍弃离直线较远的点． 1．木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀． 2．根据纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬时速度有误差． 3．作v­t图像时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差． 光电计时器是一种常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有滑块从a、b间通过时，光电计时器就可以显示出物体的挡光时间．现有某滑块在斜面上滑行，先后两次通过光电门1和2，计时器显示的挡光时间分别是t1＝5×10－2s、t2＝3×10－2s，从光电门1到光电门2所经历的总时间t＝0.15 s，用分度值为1 mm的刻度尺测量小滑块的长度d，示数如图乙所示． (1)读出滑块的长度d为________ cm. (2)滑块通过光电门的速度v1、v2分别为________m/s、________m/s. (3)滑块的加速度大小为________．(计算结果保留两位小数) 解析　(1)由图可知d＝8.42 cm－4.00 cm＝4.42 cm.(2)通过光电门的速度v1＝＝m/s＝0.88 m/s v2＝＝ m/s＝1.47 m/s. (3)根据a＝ a＝ m/s2＝3.93 m/s2. 答案　(1)4.42　(2)0.88　1.47　(3)3.93 m/s2 [训练1]　光电计时器是一种常用计时仪器，其结构如图所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当一辆带有挡光片的小车从a、b间通过时，光电计时器就可以显示挡光片的挡光时间．现有一辆小车带有宽度为d(很窄)的挡光片做匀变速直线运动，先后通过第一个光电门和第二个光电门，光电计时器记录下的挡光时间分别是t1和t2，挡光片从第一个光电门运动到第二个光电门用时t. (1)小车通过第一个光电门的平均速度为____________； (2)如果将小车通过光电门的平均速度看作小车的瞬时速度，小车从第一个光电门运动到第二个光电门的加速度为__________________． 解析　小车通过第一个光电门的平均速度为，加速度a＝＝＝. 答案　(1)　(2) 如图1所示为用打点计时器研究小车运动情况的装置：实验时由静止释放钩码，小车开始做匀加速直线运动，在小车进入布面前钩码已经落地了，小车在平玻璃板上做匀速直线运动，后来在布面上做匀减速直线运动，所打出的纸带的一部分如图2所示，纸带上相邻两点对应的时间间隔T＝0.02 s，试分析：(以下结果均保留三位有效数字) 图1 图2 图3 (1)由图2可知，小车在玻璃板上做匀速运动的速度大小为v＝________m/s；打点计时器打