第2章 第一节 匀变速直线运动的特点（课件PPT）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理必修第一册（粤教版2019）

第二章 匀变速直线运动 第一节　匀变速直线运动的特点 实验目的 1．会计算小球经过光电门的速度，会使用数字计时器采集时间。 2．学会用实验探究小球速度随时间变化的规律，会用v-t图像处理实验数据。 3．学会根据频闪照片分析小球做匀变速直线运动的位移变化特点。 实验原理 1．探究小球沿倾斜直槽运动速度变化的特点 通过改变光电门C的位置，得出小球由紧靠竖直支架A的位置由静止释放后经过不同位置时的速度，结合数字计时器记录的时间，做出v-t图像，分析小球速度变化规律。 2．匀变速直线运动的位移特点 根据用频闪照相机对运动小球拍摄的照片，分析小球在相等时间内的位移存在什么规律。 实验器材 带有倾斜直槽的支架、两个光电门、数字计时器、小球、刻度尺、坐标纸、频闪照相机等。 实验步骤 1．按照原理图安装好器材。 2．让小球从紧靠竖直支架A的位置由静止释放，记录下小球经过光电门B和光电门C的时间及小球由光电门B到光电门C的时间，填入表格中。 3．测出两光电门之间的距离s，填入表格中。 4．改变光电门的位置，重复第2、3步操作。 小球经过两个光电门实验数据表 小球直径D＝0.02 m 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．取走两光电门，让小球从紧靠竖直支架A的位置由静止释放，用频闪照相机对运动小球拍照。 数据分析 1．分析小球沿倾斜直槽运动的速度特点 (1)根据表格中获得的数据，计算小球经过光电门B、C时的速度。 (2)以速度v为纵轴，以小球经过两光电门的时间t为横轴，描点作出小球的v-t图像。 (3)可以得出小球运动的v-t图像是一条倾斜的直线，说明小球沿倾斜直槽运动时速度是均匀变化的，属于匀变速直线运动。 2．匀变速直线运动的位移特点 (1)用刻度尺测量相邻两球之间的位移。 (2)由数据可以得出s1<s2<s3<s4<s5，即相邻相等时间内的位移不相等，且在增加。 (3)由Δs1＝Δs2＝Δs3＝Δs4可得：相邻相等时间内增加的位移是相等的。 注意事项 1．保证每次释放小球的位置相同且由静止释放。 2．保持光电门B的位置不变。 3．在坐标纸上画v-t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像尽量分布在坐标平面中央。 4．在测量频闪照片相邻两球位置间距时，应将刻度尺与照片对齐，且一次性读出所需数据。 (一)利用光电门和数字计时器研究速度变化 [典例1]　数字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，数字计时器就可以显示出滑块的挡光时间。现有一滑块在斜面上滑行，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＝5×10－2 s，t2＝3×10－2 s，从光电门1到光电门2所经历的总时间t＝1.5 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)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________m/s2。 [答案]　(1)4.45(4.42～4.48都正确)　(2)0.89(0.88～0.90都正确)　1.48(1.47～1.49都正确)　(3)0.39(0.38～0.40都正确) (二)利用频闪照片分析小球的运动 [典例2]　一小球在桌面上从静止开始做加速运动，现用频闪相机在同一底片上多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置编号。如图甲所示，位置1恰为小球刚开始运动的瞬间，作为零时刻。相机连续两次曝光的时间间隔均为0.5 s，小球从位置1到位置6的运动过程中经过各位置的速度分别为v1＝0，v2＝0.06 m/s，v3最接近________ m/s，v4＝0.18 m/s，v5最接近________ m/s。在图乙中作出小球的速度—时间图像(保留描点痕迹)。 (1)小球在3位置的速度接近从2位置到4位置的过程中的平均速度。 (2)同理，小球在5位置的速度接近从4位置到6位置的过程中的平均速度。 (3)小球的加速度等于v-t图像的斜率。　　 1．如图所示，在斜面上有一个滑块，在滑块中央装有一宽度为L 的挡光片。当滑块经过斜面上的B点时，装在斜面上B点的光 电计时器(图中没有画出)记录挡