第二章 匀变速直线运动的规律-【正禾一本通】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（教科版）

1．匀变速直线运动的研究 [学习目标]　1．知道什么是匀变速直线运动。　2．进一步练习使用打点计时器。　3．会利用平均速度求瞬时速度。　4．会利用v －t图像处理实验数据，据此判断物体的运动性质并求加速度。 一、匀变速直线运动 1．定义 在物理学中，把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：加速度不变。 3．分类 (1)匀加速直线运动：物体的速度随时间均匀增加。 (2)匀减速直线运动：物体的速度随时间均匀减小。二、研究小车运动的实验原理及操作 三、数据处理及分析 (一)数据处理 1．利用纸带计算瞬时速度 (1)将纸带中便于测量的点作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明0、1、2、3、4、…，测量各计数点到0点的距离x，并记录在表中。 位置编号 0 1 2 3 4 5 时间t/s x/m v/(m·s－1) － － (2)分别计算出相邻的两计数点之间的距离x1、x2、x3、… (3)利用vn＝求得计数点1、2、3、4的瞬时速度，填入上面的表格中。 2．作出小车运动的v －t图像 (1)定标度、描点：坐标轴的标度选取要合理，并根据表格中的数据在此坐标系中描点。 (2)连线：画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧。 3．实验中计算加速度的两种方法 (1)公式法：利用已测得的两组数据(tn，vn)和(tm，vm)代入公式a＝＝求解。 (2)图像法：在v －t图像上任意取两个间隔较远的点(这两个点不是我们表格中已测得的点)，找出它们的坐标值，然后把它们的坐标值代入公式a＝＝中求出加速度，即用图线的斜率求加速度。 (二)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。 (三)注意事项 1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。 2．先接通电源，等打点稳定后，再释放小车。 3．要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，当小车到达滑轮前及时用手按住。 4．牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上的点太少；或者加速度太小，而使各段位移差别不大，使误差增大。 5．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较大的坐标平面内。　　 知识点一　实验原理与操作 在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器在纸带上打的点记录了小车的运动情况。某同学做此实验时的步骤如下： A．拉住纸带，把小车停在靠近打点计时器的位置，先放开纸带，再接通电源 B．将打点计时器固定在长木板上 C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面挂上适当的钩码 D．小车停止运动后，直接取下纸带 E．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔 F．换上新纸带，再重复操作两次，然后从各纸带中选取一条点迹清晰的进行测量并数据处理 其中错误或遗漏的步骤有 (1)________________；(2)________________________________________________________________________。 将以上步骤完善后，其合理的顺序为________________________________________。 解析：　实验过程中应先接通电源，再放开纸带；取纸带前应先断开电源，所以错误操作是A、D步骤。该实验步骤中合理的顺序为BECADF。 答案：　(1)A中应先接通电源，再放开纸带　(2)D中取纸带前应先断开电源　BECADF 实验步骤可简化为放置→固定→连接→先接后放，开始实验→重复实验→数据分析，同时还要注意几步：固定时定滑轮要伸出桌面，打点计时器固定于远离定滑轮的一端；开始实验时先接通电源，后释放小车。　　 针对练：(多选)关于“测定匀变速直线运动的加速度”的实验操作，下列说法错误的是(　　) A．长木板不能一端高一端低 B．在释放小车前，小车应紧靠在打点计时器上 C．应先接通电源，待打点计时器开始打点后再放小车 D．要在小车到达定滑轮前使小车停止运动 AB　[实验过程中，长木板可以平放，不能侧向倾斜，但适当一端高一端低，也是可以的，故选项A错误；在释放小车前，小车应在靠近打点计时器处，不能紧靠在打点计时器上，故选项B错误；应先通电后再放小车，故选项C正确；不要让小车碰在滑轮上，故选项D正确。] 知识点二　实验数据处理 在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz，记录小车运动的纸带如图甲所示，在