(讲义)第2章 1.匀变速直线运动的研究-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册(教科版2019)

1．匀变速直线运动的研究 1．知道匀变速直线运动的定义． 2．了解匀变速直线运动的分类． 3．学会使用打点计时器研究小车的运动情况． 4．学会使用传感器研究小车的运动． 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． 2．特点 (1)任意相等时间内Δv相等，速度均匀变化； (2)加速度大小、方向都不变化(选填“变化”或“不变化”). 3．分类 (1)匀加速直线运动：速度随时间均匀增加的匀变速直线运动． (2)匀减速直线运动：速度随时间均匀减小的匀变速直线运动． 二、实验：研究小车的运动 1．方案1：用打点计时器进行研究 (1)与第一章第四节实验采取类似的装置图，但与其不同的在于不再使用手拉细线，而是用细线下方悬挂钩码的方式来拉动小车，使其运动． (2)用手按住小车，使其保持静止，先开启打点计时器的电源，待工作稳定后释放小车，使它在恒定拉力作用下开始运动，并打出一条纸带． (3)测量位移、位移差与其对应的时刻填入表格． (4)求瞬时速度、画v­t图像． 2．方案2：用位移传感器进行研究 (1)利用传感器实验系统，我们可以在计算机屏幕上直接获得相关实验结果． (2)实验系统包括位移传感器、数据采集器、计算机、力学轨道、小车等． (3)获得数据利用软件线性拟合得到v­t图像． 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)匀变速直线运动是速度均匀变化的直线运动． (√) (2)物体的加速度为负值时，不可能是匀加速直线运动． (×) (3)速度随时间不断增加的运动叫作匀加速直线运动． (×) (4)打点计时器可以使用直流电源． (×) 2．关于匀变速直线运动，下列说法正确的是(　　) A．是加速度不变、速度随时间均匀变化的直线运动 B．是速度不变、加速度变化的直线运动 C．是速度随时间均匀变化、加速度也随时间均匀变化的直线运动 D．当加速度不断减小时，其速度也一定不断减小 A　[匀变速直线运动是速度均匀变化，而加速度不变的直线运动，故A正确．] 3．(多选)如图所示的四个图像中，表示物体做匀加速直线运动的是(　　) A　　　　B　　　　C　　　D AD　[匀加速直线运动的v­t图像是一条远离时间轴的倾斜直线，选项A中速度为负值代表速度方向与规定正方向相反，但速度在均匀增大，选项D中速度为正值，代表速度方向与规定正方向相同，速度不断均匀增大，故A、D正确．] 如果C919飞机沿直线做匀速运动，它的v­t图像是一条平行于时间轴的直线．在本节课的实验中，小车在重物牵引下运动的v­t图像是一条倾斜的直线，它表示小车在做什么样的运动？ 提示：(1)v­t图像为平行于时间轴的直线，表示物体的速度不随时间变化，做匀速运动． (2)图像为倾斜的直线，表示小车的速度随时间均匀发生变化，做速度均匀变化的变速运动． 考点1　匀变速直线运动的v­t图像初步探究 1．匀速直线运动的v­t图像：如图甲所示，由于匀速直线运动的速度不随时间改变，因而v­t图像是一条平行于时间轴的直线．从图像中可以直接读出速度的大小和方向． 甲　　　　　　　乙 2．匀变速直线运动的v­t图像：如图乙所示，匀变速直线运动的v­t图像是一条倾斜的直线． (1)直线a反映了速度随着时间是均匀增加的，为匀加速直线运动的图像． (2)直线b反映了速度随着时间是均匀减小的，为匀减速直线运动的图像． (3)直线c反映了速度随着时间先均匀减小，后均匀增加，由于加速度不变，整个运动过程也是匀变速直线运动． 【典例1】　(多选)甲、乙两物体从同一位置出发沿同一直线运动，两物体运动的v­t图像如图所示，下列判断正确的是(　　) A．甲做匀速直线运动，乙做匀变速直线运动 B．两物体两次速度相同的时刻分别在第1 s末和第4 s末 C．乙在前2 s内做匀加速直线运动，2 s后做匀减速直线运动 D．2 s后，甲、乙两物体的速度方向相反 BC　[由v­t图像知，甲以2 m/s的速度做匀速直线运动，乙在0～2 s内做匀加速直线运动，加速度a1＝2 m/s2，2～6 s内做匀减速直线运动，加速度a2＝－1 m/s2，A错误，C正确；t＝1 s和t＝4 s时二者速度相同，B正确；0～6 s内甲、乙的速度方向都沿正方向，D错误．] 分析v­t图像时应注意的两点 (1)加速度是否变化看有无折点：在折点位置，图线的倾斜程度改变，表示此时刻物体的加速度改变，v­t图像为曲线，可认为曲线上处处是折点，加速度时刻在改变． (2)速度方向是否改变看与时间轴有无交点：在与时间轴的交点位置前后，纵坐标的符号改变，表示物体的速度方向改变． 1．(多选)如图所示是质点做直线运动的v­t图像，则有(　　) A．在前6 s内物体做匀变速直线运动 B．在2～4 s内质点做匀变速直线运动 C．4 s末质点的速度大小是4 m