内容正文:
第一节 匀变速直线运动的特点
什么样的直线运动是最简单的变速直线运动?
思 考
意大利物理学家伽利略经过大量的实验研究后,认为从静止开始,在相同时间内,速度变化相同的运动是最简单的变速直线运动。从倾斜直槽滚下的小球的运动就是这样的运动。
探 究1:小球沿倾斜直槽运动速度变化的特点
1.将直径 的小球从紧靠竖直支架A的位置静止释放,小球沿着粗糙程度均匀的倾斜直槽向下滚动。
2.固定光电门B,不断调整光电门C的位置,重复实验,记录数据并填表;计算小球经过B、C的瞬时速度。
3.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,描点作出小球的v-t图像。
由图像可知,各点在v-t图像中可大致拟合成一条直线,这说明小球在倾斜直槽内运动时,速度随时间均匀的变化,即在相等时间内速度的变化相等。
根据加速度的定义式 ,可知小球在倾斜直槽内的加速度不变。
一、匀变速直线运动
1.定义:在物理学上,我们把加速度恒定不变的变速直线运动叫作匀变速直线运动。
2.分类:匀加速直线运动和匀减速直线运动。
二、匀变速直线运动的速度特点
做匀变速直线运动的物体,在相等时间内的速度变化相等,加速度恒定。
例题1:如图所示,套在光滑细杆上的小环,在t=0时刻从静止开始沿细杆匀加速下滑,则该物体的v-t图像是( )。
√
例题2(多选):一物体做直线运动,下图表示该物体做匀变速直线运动的是( )。
√
√
探 究2:小球沿倾斜直槽运动的位移特点
将小球从紧靠竖直支架A的位置由静止释放,小球沿倾斜直槽向下运动时,其位移变化有什么特点?
研究发现:
每一相等时间内的位移不相等而且在增加,
但每一连续相等时间内增加的位移是相等的。
三、匀变速直线运动的位移特点
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相等。
例题3:如图所示,物体做匀变速直线运动,途经O、A、B、C四点,其中A、B之间的距离l1=2 m,B、C之间的距离l2=3 m。若物体通过l、l1、l2这三段位移的时间相等,则O、A之间的距离l等于( )。
A.1 m B.0.5 m
C.1.5 m D.0.8 m
√
在伽利略的时代,技术比较落后,通过直接测定瞬时速度来验证一个物体是否做匀变速运动是困难的。但是,伽利略应用巧妙的数学推理,得出初速度为零的匀变速运动物体经过的距离与所用时间的平方成正比,即 。这样,只要测出做匀变速运动的物体经过不同距离所用的时间,就可以验证这个物体是否在做匀变速运动。这在当时的实验技术条件下是可以做到的。
他让一个铜球沿斜面滚下,做了上百次的实验,终于证明了他得出的匀变速运动规律是正确的。他写的《两种新科学的对话》一书,具体介绍了他的实验方法和过程。
伽利略对匀变速运动的研究
课堂总结
1.匀变速直线运动
(1)定义:在物理学上,我们把加速度恒定不变的变速直线运动叫作匀变速直线运动。
(2)分类:匀加速直线运动和匀减速直线运动。
2.速度特点
在相等时间内的速度变化相等,加速度恒定。
3.位移特点
在任意两个连续相等的时间内的位移之差相等。
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