第2章 第1节 匀变速直线运动的特点（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中物理必修第一册（粤教版2019）

第二章　匀变速直线运动 第一节　匀变速直线运动的特点 栏目索引 实验基础 梳理 随堂达标 训练 实验素养 提升 实验基础 梳理 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 实验素养 提升 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 随堂达标 训练 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第二章　匀变速直线运动 谢谢观看！ eq \a\vs4\al(一、实验目的) 1．探究匀变速直线运动的速度特点． 2．探究匀变速直线运动的位移特点． eq \a\vs4\al(二、实验思路) 1．用光电门探究小球沿倾斜直槽运动时，速度变化的特点． 2．用频闪照相机探究小球沿倾斜直槽向下运动的位移特点． eq \a\vs4\al(三、实验器材) 光电门、数字计时器、频闪照相机、斜槽、小球、坐标纸等． eq \a\vs4\al(四、实验步骤) 1．如图所示，将两个光电门B、C相距一定的距离安装在斜槽上，并将数字计时器和光电门连结好． 2．将直径D＝0.02 m的小球从斜槽顶部A释放．让小球沿着粗糙程度均匀的倾斜直槽向下滚动． 3．用数字计时器分别采集小球经过B、C两个光电门的时间．计算小球通过光电门B、C时的瞬时速度． 4．从同一位置A再次由静止释放小球，改变光电门C的位置，重复上述操作，将五次获得的数据填入表格中． 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 项目 实验次数 1 2 3 4 5 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) 项目 实验次数 1 2 3 4 5 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 5.去掉光电门和数字计时器，将小球从位置A再次释放，用频闪照相机对小球的运动拍照． 6．根据斜槽刻度尺上的示数，选取连续的几段，对位移的变化进行研究． eq \a\vs4\al(五、数据处理) 1．以小球经过两个光电门之间的时间t为横轴，以小球经过光电门的速度v为纵轴，在坐标纸上建立坐标系．根据表格中的数据描点作出小球运动的v­t图像． 2．忽略误差的影响，v­t图像大致为一条直线．由此证明小球在倾斜槽内的加速度不变． 3．比较频闪照片上各段位移，发现s1＜s2＜s3＜s4＜s5，进一步研究Δs1＝s2－s1，Δs2＝s3－s2……在误差范围内，Δs1＝Δs2＝……由此证明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． eq \a\vs4\al(六、注意事项) 1．斜槽倾斜角度要合适、粗糙程度要均匀． 2．每一次要将小球从同一位置释放． 3．两光电门B、C的距离要尽量大些． 4．作图像时要让画出的直线连接尽可能多的点，舍弃离直线较远的点． eq \a\vs4\al(七、误差分析) 1．木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀． 2．根据纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬时速度有误差． 3．作v­t图像时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差． eq \a\vs4\al(要点一　光电计时器的应用) 光电计时器是一种常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有滑块从a、b间通过时，光电计时器就可以显示出物体的挡光时间．现有某滑块在斜面上滑行，先后两次通过光电门1和2，计时器显示的挡光时间分别是t1＝5×10－2s、t2＝3×10－2s，从光电门1到光电门2所经历的总时间t＝0.15 s，用分度值为1 mm的刻度尺测量小滑块的长度d，示数如图乙所示． (1)读出滑块的长度d为________ cm. (2)滑块通过光电门的速度v1、v2分别为________m/s、________m/s. (3)滑块的加速度大小为________．(计算结果保留两位小数) 解析　(1)由图可知d＝8.42 cm－4.00 cm＝4.42 cm.(2)通过光电门的速度v1＝ eq \f(d,t1) ＝ eq \f(4.42×10－2,5×10－2) m/s＝0.88 m/s v2＝ eq \f(d,t2) ＝ eq \f(4.42×10－2,3×10－2) m/s＝1.47 m/s. (3)根据a＝ eq \f(vt－v0,t) a＝ eq \f(1.47－0.88,0.15) m/s2＝3.93 m/s2. 答案　(1)4.42　(2)0.88　1.47　(3)3.93 m/s2 [训练1]　光电计时器是一种常用计时仪器，其结构如图所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当一辆带有挡光片的小车从a、b间通过时，光电计时器就可以显示挡光片的挡光时间．现有一辆小车带有宽度为d(很窄)的挡光片做匀变速直线运动，先后通过第一个光电门和第二个光电门，光电计时器记录下的挡光时间分别是t1和t2，挡光片从第一个光电门运动到第二个光电门用时t. (1)小车通过第一个光电门的平均速度为____________； (2)如果将小车通过光电门的平均速度看作小车的瞬时速度，小车从第一个光电门运动到第二个光电门的加速度为_______________． 解析　小车通过第一个光电门的平均速度为 eq \f(d,t1) ，加速度a＝ eq \f(Δv,Δt) ＝ eq \f(\f(d,t2)－\f(d,t1),t) ＝ eq \f(d（t1－t2）,tt1t2) . 答案　(1) eq \f(d,t1) 　(2) eq \f(d（t1－t2）,tt1t2) eq \a\vs4\al(要点二　用打点计时器研究匀变速运动的速度变化) 如图1所示为用打点计时器研究小车运动情况的装置：实验时由静止释放钩码，小车开始做匀加速直线运动，在小车进入布面前钩码已经落地了，小车在平玻璃板上做匀速直线运动，后来在布面上做匀减速直线运动，所打出的纸带的一部分如图2所示，纸带上相邻两点对应的时间间隔T＝0.02 s，试分析：(以下结果均保留三位有效数字) 图1 图2 图3 (1)由图2可知，小车在玻璃板上做匀速运动的速度大小为v＝________m/s；打点计时器打下计数点D时小车的瞬时速度vD＝________m/s. (2)根据纸带得到了如图3所示的v­t图像，则小车做匀减速直线运动时的加速度大小为a＝________m/s2. 解析　(1)由题图可知小车在OA内做匀速运动时，所用的时间为0.04 s，那么小车在玻璃板上做匀速运动的速度大小为：v＝ eq \f(sOA,t) ＝ eq \f(6.81×10－2,0.04) m/s≈1.70 m/s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，得打点计时器打下计数点D时小车的瞬时速度为：vD＝ eq \f(sCE,tCE) ＝ eq \f(（6.25＋5.76）×10－2,4×0.02) m/s≈1.50 m/s. (2)由题图得a＝ eq \f(Δv,Δt) ＝ eq \f(2.00－1.16,0－0.28) m/s2＝－3.00 m/s2，负号表示小车做减速运动． 答案　(1)1.70　1.50　(2)3.00 [训练2]　如图甲是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点，加速度大小用a表示． 甲 (1)O、D间的距离为________ cm. (2)如图乙是根据实验数据绘出的x­t2图线(x为各计数点至同一起点的距离)，斜率表示________，加速度的大小为________ m/s2(保留三位有效数字). 乙 解析　(1)1 cm＋1 mm×2.0＝1.20 cm. (2)斜率表示加速度的一半， a＝ eq \f(2×（2.8－0）×10－2,0.06－0) m/s2＝0.933 m/s2. 答案　(1)1.20　(2)加速度的一半　0.933 1．如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间Δt.测得遮光条的宽度为Δs，用 eq \f(Δs,Δt) 近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度．为使 eq \f(Δs,Δt) 更接近瞬时速度，正确的措施是(　　) A．换用宽度更窄的遮光条 B．提高测量遮光条宽度的精确度 C．使滑块的释放点更靠近光电门 D．增大气垫导轨与水平面的夹角 A　[ eq \f(Δs,Δt) 表示的是Δt时间内的平均速度，遮光条的宽度Δs越窄，则记录遮光时间Δt越小， eq \f(Δs,Δt) 越接近滑块通过光电门时的瞬时速度，A正确．] 2．如图所示，让滑块沿倾斜的导轨做加速运动．事先在滑块上固定遮光片，当遮光片的宽度Δs很小时，可认为滑块通过光电门的平均速度是________．某次实验时，测得遮光片的宽度为5 cm，通过光电门的挡光时间为2×10－2 s，则滑块通过光电门时的瞬时速度为________m/s. 解析　当遮光片的宽度Δs很小时，可认为滑块通过光电门的平均速度是瞬时速度．v＝ eq \f(Δs,Δt) ＝ eq \f(0.05,2×10－2) m/s＝2.5 m/s. 答案　瞬时速度　2.5 3．如图所示中的甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的．光电计时器像打点计时器一样，也是一种研究物体运动情况的计时仪器，其结构如图丙所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当一辆带有挡光片的小车从a、b间通过时，光电计时器就可以显示挡光片的挡光时间．某同学在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，做了一个U形遮光板如图丁所示，两个遮光片宽度均为L＝5 mm，将此U形遮光板装在小车上，让小车做匀变速直线运动通过静止的光电计时器，实验时测得两次遮光时间分别为Δt1＝0.10 s，Δt2＝0.05 s，从第一个遮光片遮光到第二个遮光片遮光经过的时间t＝1 s，则： (1)图乙是________(选填“电磁”或“电火花”)打点计时器，电源采用的是________(选填“交流4～6 V”或“交流220 V”). (2)第一个遮光片通过光电门的速度大小为________ m/s，第二个遮光片通过光电门的速度大小为________ m/s. (3)小车做加速直线运动的加速度大小为________ m/s2. 解析　(1)图乙是电火花打点计时器，电源采用的是“交流220 V”． (2)v1＝ eq \f(L,Δt1) ＝ eq \f(5×10－3,0.10) m/s＝0.05 m/s v2＝ eq \f(L,Δt2) ＝ eq \f(5×10－3,0.05) m/s＝0.1 m/s. (3)根据a＝ eq \f(vt－v0,t) a＝ eq \f(0.1－0.05,1) m/s2＝0.05 m/s2. 答案　(1)电火花　交流220 V　(2)0.05　0.1 (3)0.05 4．如图所示是一条利用打点计时器打出的纸带，0、1、2、3、4、5、6是七个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各计数点到0的距离如图所示．求出各计数点的瞬时速度并画出速度—时间图像． 解析　1点对应时刻是0、2之间的中间时刻，求出0、2间的平均速度，即可认为是1点的瞬时速度，同理2、3、4、5点的瞬时速度也可求出．而相邻计数点间的时间间隔T＝0.1 s. 故v1＝ eq \f(s02,2T) ＝ eq \f(3.9×10－2,2×0.1) m/s＝0.195 m/s v2＝ eq \f(s13,2T) ＝ eq \f(9.0×10－2－1.0×10－2,2×0.1) m/s＝0.40 m/s 同理v3＝0.61 m/s，v4＝0.69 m/s，v5＝0.70 m/s.以O点为坐标原点，横坐标表示时间，纵坐标表示速度，建立直角坐标系．根据前面计算出的结果在直角坐标系中描点，然后用平滑的曲线连接各点得到速度—时间图像如图所示． 答案　见解析 $$