第2章 第1节 匀变速直线运动的特点-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第一册同步课堂高效讲义教师用书Word（粤教版）

第一节　匀变速直线运动的特点

【素养目标】　1.进一步练习使用打点计时器。2.会测量小车的瞬时速度。3.通过实验，认识匀变速直线运动的速度特点和位移特点。

知识点一　匀变速直线运动的速度特点

一、实验：探究小球沿倾斜直槽运动速度变化的特点

1．实验原理

利用数字计时器计算瞬时速度：小球直径D与经过光电门的时间t的比值是小球经过光电门的平均速度，用该平均速度表示小球经过光电门的瞬时速度。

2．实验器材

数字计时器、交流电源、倾斜直槽、小球(直径为0.02 m)、坐标纸。

3．实验步骤

(1)如图所示，将直径D＝0.02 m的小球从紧靠竖直支架A的位置由静止释放，小球沿粗糙程度均匀的倾斜直槽向下滚动。

(2)用数字计时器分别采集小球经过B、C两个光电门的时间，计算得到小球通过光电门B、C的瞬时速度，从同一位置A再次由静止释放小球，通过数字计时器测量小球经过两个光电门之间的时间，完成一次测量。

(3)改变光电门C的位置，重复上述操作，将实验数据填入表格。

4．数据处理：在坐标纸上建立直角坐标系，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，在图中描点作出小球运动的v ­t图像。

5．实验结论：各点在v ­t图像中可大致拟合成一条直线，说明小球在倾斜直槽内运动时，速度随时间均匀地变化，即在相等时间内速度的变化相等。

二、匀变速直线运动

1．定义：加速度恒定不变的变速直线运动。

2．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。

为了研究气垫导轨上滑块的速度特点，在滑块上安装了宽度为5 mm的遮光条，如图所示。(计算结果均保留2位有效数字)

(1)滑块在牵引力作用下由静止开始运动，先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过光电门1的时间为Δt1＝0.050 s，通过光电门2的时间为Δt2＝0.025 s，遮光条从挡住光电门1到挡住光电门2之间的时间为Δt3＝1.0 s。

(2)改变光电门2的位置，让滑块从同一位置由静止释放，分别记录了遮光条通过光电门2的时间Δt2′＝0.020 s，遮光条从挡住光电门1到挡住光电门2之间的时间Δt3′＝1.5 s。

(3)重复第(2)步，记录了遮光条通过光电门2的时间Δt2″＝0.010 s，遮光条从挡住光电门1到挡住光电门2之间的时间Δt3″＝4.0 s。

(4)滑块通过光电门1的速度为________ m/s，滑块三次通过光电门2的速度分别为________ m/s、________ m/s、________m/s。

(5)三次实验中，滑块的加速度分别为________ m/s2、________ m/s2、________ m/s2，说明滑块的速度随时间____________。

答案：(4)0.10　0.20　0.25　0.50　(5)0.10　0.10　0.10　均匀变化

解析：(4)滑块通过光电门1的速度为v1＝＝ m/s＝0.10 m/s

滑块三次通过光电门2的速度分别为v2＝＝ m/s＝0.20 m/s

v2′＝＝ m/s＝0.25 m/s

v2″＝＝ m/s＝0.50 m/s。

(5)三次实验中，滑块的加速度分别为

a1＝＝ m/s2＝0.10 m/s2

a2＝＝ m/s2＝0.10 m/s2

a3＝＝ m/s2＝0.10 m/s2

三次实验中，滑块的加速度相同，说明滑块做匀变速直线运动，即滑块的速度随时间均匀变化。

在“探究匀变速直线运动的速度特点”的实验中，一条记录小车运动情况的纸带如图甲所示。在其上取了A、B、C、D、E五个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点没有画出，打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz。