第二章 第一节 匀变速直线运动的特点-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一物理必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（粤教版）

第一节　匀变速直线运动的特点 【核心素养目标】 物理观念 通过实验，认识匀变速直线运动的速度特点和位移特点，进一步理解匀变速直线运动的物体加速度不变。 科学思维 匀变速直线运动是最简单的变速运动，通过相关学习，要让学生了解物理研究过程中通常采取的是由浅入深、循序渐进的研究思路。 科学探究 围绕匀变速直线运动的特点进行实验探究，通过实验认识匀变速直线运动的速度特点、位移特点，使学生从中学会仪器的操作，培养学生的观察力和归纳能力。 知识点一　匀变速直线运动的速度特点 实验：探究小球沿倾斜直槽运动速度变化的特点 1．实验原理 利用数字计时器计算瞬时速度：小球直径D与经过光电门的时间t的比值是小球经过光电门的平均速度，用该平均速度表示小球经过光电门的瞬时速度。 2．实验器材 数字计时器、交流电源、倾斜直槽、小球(直径为0.02 m)、坐标纸。 3．实验步骤 (1)如图所示，将直径D＝0.02 m的小球从紧靠竖直支架A的位置由静止释放，小球沿粗糙程度均匀的倾斜直槽向下滚动。 (2)用数字计时器分别采集小球经过B、C两个光电门的时间，计算得到小球通过光电门B、C的瞬时速度，从同一位置A再次由静止释放小球，通过数字计时器测量小球经过两个光电门之间的时间。 (3)改变光电门C的位置，重复操作，将实验数据填入表格，并作出小球运动的v -t图像。 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 学生用书↓第26页 4.数据处理：在坐标纸上建立直角坐标系，以小球经过两个光电门之间的时间t为横轴，小球经过光电门的速度v为纵轴，在图中描点作出小球运动的v -t图像。 5．实验结论：各点在v -t图像中可大致拟合成一条直线，说明小球在倾斜直槽内运动时，速度随时间均匀地变化，即在相等时间内速度的变化相等。 在“探究匀变速直线运动的速度特点”的实验中，一条记录小车运动情况的纸带如图甲所示。在其上取了A、B、C、D、E五个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点没有画出，打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz。 (1)由纸带上的数据计算小车通过B、C、D点时的速度分别为vB＝________m/s，vC＝________m/s，vD＝________m/s。(计算结果均保留3位有效数字) (2)在如图乙所示的坐标系中作出小车运动的v -t图像(从打出A点时开始计时)。 (3)根据(2)所作图像能确定小车做匀变速直线运动吗？并说明理由：______________________ _______________________________________________________________________________。 解析：(1)用平均速度代替中间时刻的瞬时速度，可得vB＝ m/s＝1.38 m/s vC＝ m/s＝2.64 m/s vD＝ m/s＝3.90 m/s。 (2)根据(1)中求出的速度在坐标系中描点连线，可得v -t图像如图所示。 (3)能，由图像知：a＝不变化，故能判定小车做匀变速直线运动。 答案：(1)1.38　2.64　3.90　(2)见解析图 (3)能，理由见解析 针对练．在“探究匀变速直线运动的速度特点”的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz，记录小车运动的一段纸带如图甲所示，在纸带上选取A、B、C、D、E、F六个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出。 (1)由纸带提供的数据求出打下C、E两点时小车的速度，并填入下表： 计数点 B C D E 计数点对应的时刻t/s 0 0.1 0.2 0.3 打下计数点时小车的速度v/(m ·s－1) 0.25 0.45 (2)根据上表中的数据，在图乙中作出小车运动的v -t图线，并分析小车速度随时间变化的规律为：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)根据作出的v -t图线可得小车运动的加速度为________m/s2。 解析：(1)相邻两计数点间的时间间隔为T＝0.1 s，用一段很短时