第2章 1 匀变速直线运动的研究（教师用书word）-2022-2023学年新教材高中物理必修第一册【精讲精练】教科版

1　匀变速直线运动的研究 [学业要求与核心素养] 物理观念 匀变速直线运动。 科学思维 1．进一步练习使用打点计时器。 2．能从纸带上获取实验数据计算各点的瞬时速度。 3．学会用图像法处理实验数据，并能根据v－t图像描述小车运动速度随时间的变化规律。 一、匀变速直线运动 1．定义：速度随时间__均匀__变化的直线运动叫作匀变速直线运动。 2．特点 (1)加速度__不变__。 (2)v－t图像是一条倾斜的__直线__。 二、实验：研究小车的运动 1．实验器材：电磁打点计时器(或电火花计时器)、复写纸、导线、小车、纸带、细绳、槽码、__刻度尺__、__低压交流电源__、带有定滑轮的长铝板。 2．实验步骤 (1)如图所示，把一端附有定滑轮的长铝板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，打点计时器固定在长木板__没有滑轮__的一端，连接好电路。 (2)把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下面挂上适当的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端连在小车的后面。 (3)把小车停在__靠近__打点计时器的位置，先__接通电源__，后__释放小车__ (选填“接通电源”或“释放小车”)，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一行小点，随后立即关闭电源。 (4)换上新纸带，重复操作两次。 三、数据分析 1．取任意两个点，用a＝求得加速度。如果取不同的两个点，求得的加速度相等，则小车的运动是匀变速直线运动。 2．作出小车运动的v－t图像 (1)以速度v为纵轴，t为横轴。 (2)定标度：坐标轴的标度选取要合理，应使图像大致布满坐标纸。 (3)连线：用一条平滑的曲线或直线“拟合”这些点。 (4)如果画出的v－t图像是一条倾斜的直线，说明小车的运动是匀变速直线运动。 一、实验操作和误差分析 　(多选)在“探究速度随时间的变化规律”的实验中，下列方法有助于减小实验误差的是(　　) A．选取计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位 B．使小车运动的加速度尽量小些 C．舍去纸带上开始时密集的点，只利用点迹清晰、点间隔适当的那一部分进行测量、计算 D．适当增加挂在细绳下钩码的个数 [思路引导]　解答本题应注意以下关键点： 实验中小车的加速度应适当大些，从而使纸带上计数点间的距离较大，测量误差较小。 [解析]　选取的计数点间隔较大，在用直尺测量这些计数点间的间隔时，在测量绝对误差基本相同的情况下，相对误差较小，因此A项正确；在实验中，如果小车运动的加速度过小，打出的点很密，长度测量的相对误差较大，测量准确性降低，因此小车的加速度应适当大些，而使小车加速度增大的常见方法是适当增加挂在细绳下钩码的个数，以增大拉力，故B错误，D正确；为了减小长度测量的相对误差，舍去纸带上过于密集，甚至分辨不清的点，因此C项正确。 [答案]　ACD ●误差分析 (1)木板的粗糙程度不同会产生系统误差，实验中应尽量选用粗糙程度均匀的木板。 (2)根据纸带测量位移时会产生偶然误差，实验中应一次性测量各计数点到起始点的距离。 (3)作v－t图像时单位选择不合适或作图不准确会带来偶然误差，实验中应选取合适的坐标单位。 二、实验数据处理 　在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点(A点为第一个点)，相邻计数点间的时间间隔T＝0.1 s。 (1)根据_____________计算各点的瞬时速度，则vD＝__________m/s，vC＝____________m/s，vB＝__________m/s。 (2)在如图所示坐标系中画出小车的v－t图线，并根据图线求出a＝________。 (3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度的物理意义：________________________________________________________________________。 [解析]　(1)若时间较短，平均速度可以代替中间时刻的瞬时速度。 D点的瞬时速度 vD＝＝＝390 cm/s＝3.90 m/s， C点的瞬时速度 vC＝＝＝264 cm/s＝2.64 m/s， B点的瞬时速度 vB＝＝＝138 cm/s＝1.38 m/s。 (2)由(1)中数据画出小车的v－t图像如下图所示，由图线的斜率可求得小车的加速度 a＝＝12.6 m/s2。 (3)将图线延长后，与纵轴的交点的速度表示零时刻小车经过A点的速度大小。 [答案]　(1)利用某段时间内的平均速度表示中间时刻的瞬时速度　3.90　2.64　1.38 (2)见解析图　12.6 m/s2 (3)表示零时刻小车经过A点的速度大小 ●方法总结 数据处理的注意事项 (1)处理纸带时，一定要分清计时点和计数点，搞清计数点之间的时间间隔T。 (2)利用极限思