第二章 第一节 匀变速直线运动的特点-【导与练】2023-2024学年高中物理必修第一册同步全程学习全书word（新教材，粤教版）

[本章学业要求] 物理观念:能理解位移、速度和加速度的内涵,能用公式、图像等方法描述匀变速直线运动;能用匀变速直线运动的规律解释生活中的一些现象.具有与直线运动相关的初步的运动观念. 科学思维:能在特定情境中运用匀变速直线运动模型解决问题;能对常见的匀变速直线运动问题进行分析,能用科学研究中的极限方法分析物理问题,通过推理,获得结论;具有寻找证据的意识;有从不同角度检验结论的意识. 科学探究:能完成“探究匀变速直线运动的特点”等物理实验.能根据已有实验方案,使用打点计时器等器材收集数据,会妥善保存原始信息;能分析纸带记录的信息,形成初步的结论,能分析实验中的误差;能参考教科书内容撰写简单的实验报告. 科学态度与责任:能结合近代实验科学产生的背景,初步认识实验对物理学发展的推动作用;知道学习物理需要实事求是,有与他人合作的意愿;知道实验器材的改进能促进人们认知的发展. 第一节　匀变速直线运动的特点 一、实验目的 1.探究小球沿倾斜直槽运动的速度变化特点. 2.研究小球沿倾斜直槽运动的位移变化特点. 二、实验装置图 探究小球沿倾斜直槽运动的速度变化特点 研究小球沿倾斜直槽运动的位移变化特点 三、实验原理 1.通过测量小球沿倾斜直槽滚下,在不同时刻的速度,确定小球速度随时间的变化情况,探究小球运动速度变化的特点. 2.利用频闪照相机对小球的运动拍照,得到小球运动中相同时间内位置的改变,研究小球运动的位移变化特点. 四、实验器材 1.倾斜直槽、数字计时器和光电门组成的计时装置、直径为D=0.02 m的小球、刻度尺. 2.倾斜直槽、小球、频闪照相机、刻度尺. 五、实验步骤 1.探究小球运动的速度变化 (1)安置倾斜直槽和光电门B、光电门C,并连接数字计时器. (2)将小球从靠近竖直支架A的位置由静止释放. (3)通过数字计时器分别记录小球通过光电门B、光电门C的时间,用刻度尺测量光电门B、C间距离并填入数据表中. (4)重复(2),记录小球由光电门B到光电门C的时间并填入数据表中. (5)改变光电门C的位置,重复(2)、(3)、(4). 2.研究小球运动的位移变化 (1)安置倾斜直槽和频闪照相机. (2)将小球从靠近竖直支架A释放的同时开启频闪照相机,得到小球运动的位置随时间改变的照片. 特别说明:运用小车在长木板上做加速运动获取的打点纸带,利用第一章第四节的方法,同样可以达到探究匀变速直线运动的速度、位移变化的特点. 一、数据处理 1.探究小球速度变化的特点 (1)计算每次实验中小球经过光电门B、C的速度,并填入数据表中. 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 (2)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,描点作出小球运动的v-t图像. 可得到小球运动的速度随时间变化图像为一条倾斜的直线. 2.研究小球运动的位移变化特点 (1)从小球运动的闪光照片中从方便读数的位置开始,依次记录小球的位置. (2)依次计算小球的位移s1、s2、s3…sn. (3)计算小球相邻位移的变化s2-s1,s3-s2…sn-sn-1. 3.结论 小球在倾斜直槽内运动时速度随时间均匀变化,即加速度不变,加速度恒定不变的直线运动叫作匀变速直线运动;做匀变速直线运动的物体,在任意两个连续相等的时间内的位移之差是相等的. 二、误差分析 误差 产生原因 减小方法 偶然 误差 照片上小球位置读数有误差 眼睛观察照片上小球的同一侧,且读数时视线正视刻度尺刻度 描点作图不准确 尽量测多组数据,认真描点,坐标轴的单位长度选取合适,使图像尽量分布在较大的坐标平面内 系统 误差 倾斜直槽的粗糙程度不完全相同 尽量选用粗糙程度均匀的倾斜直槽 三、注意事项 1.在多次实验中,小球从同一位置(紧靠支架A)由静止释放. 2.光电门B的位置保持不变,且离小球释放点尽可能远一些. 3.光电门C的位置改变多次,均需记录小球通过光电门C的时间和由B到C的时间. 4.作v-t图像时,分别适当选取坐标轴的单位长度,使图线分布在坐标系较大范围内. 5.利用频闪相机拍摄小球释放后运动的闪光照片时,应使相机离倾斜直槽尽量远一些. 类型一　匀变速直线运动的速度特点 [例1] 某实验小组利用如图a所示的装置探究滑块在