专题01 运动的描述 匀变速直线运动(期末知识清单)高一物理上学期粤教版
2025-12-31
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理粤教版必修 第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第二章 匀变速直线运动 |
| 类型 | 学案-知识清单 |
| 知识点 | 匀变速直线运动 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1.06 MB |
| 发布时间 | 2025-12-31 |
| 更新时间 | 2025-12-31 |
| 作者 | winboy9986 |
| 品牌系列 | 上好课·考点大串讲 |
| 审核时间 | 2025-12-12 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55406900.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中物理知识清单系统梳理了“运动的描述与匀变速直线运动规律”专题内容,涵盖质点、参考系、位移、速度、加速度等基础概念及匀变速直线运动公式、图像、实验等核心考点,搭建了从概念理解到规律应用再到实验探究的递进式学习支架。
清单以科学思维和科学探究为导向,通过分类解析(如追及问题的函数法、图像法、临界法)、矢量性标注(如速度公式中各量方向说明)等方式呈现知识体系,突出匀变速直线运动规律应用等重难点。设计“处理参考系三点技巧”“打点计时器实验步骤”等实用模块,帮助学生高效掌握知识,教师可据此精准设计教学,提升复习针对性与课堂实效。
内容正文:
专题01 运动的描述 匀变速直线运动的规律
考点要求
课标要求
运动的描述
1 了解近代实验科学产生的背景,认识实验对物理学发展的推
动作用。
2 经历质点模型的建构过程,了解质点的含义。知道将物体抽
象为质点的条件,能将特定实际情境中的物体抽象成质点。体会建构物理模型的思维方式,认识物理模型在探索自然规律中的作用。
匀变速直线运动的规律
1 理解位移、速度和加速度。通过实验,探究匀变速直线运动
的特点,能用公式、图像等方法描述匀变速直线运动。理解匀变速直线运动的规律,能运用其解决实际问题,体会科学思维中的抽象方法和物 理问题研究中的极限方法。
2 通过实验,认识自由落体运动规律。结合物理学史的相关内 容,认识物理实验与科学推理在物理学研究中的作用。
运动学是高考必考内容。主要包括以速度、加速度、位移、匀变速直线运动的规律、运动学图像等基础知识。因此在备考中,应熟记相关知识,尤其匀变速直线运动的规律应用。本专题中相关考点考查的频率都比较高。
本专题考查题型有:选择题、实验题和解答题等。
处理参考系问题的三点技巧
(1)物体一旦被选为参考系,就认为它是静止的,意味着你站在这个物体上去观察其他物体。
(2)由于运动的相对性,凡是提到物体的运动,都应该明确它是相对于哪个参考系而言的。
(3)不做特别说明的情况下,一般选取地面为参考系。
时刻与时间间隔的两种判断方法
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位移的两种计算方法
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机车“刹车”运动问题的常规思路
(1)先确定刹车时间。若车辆从刹车到速度减为零所用的时间为T,则刹车时间为T=。
(2)将题中所给出的已知时间t与T比较。若T<t,则在利用公式v=v0-at、x=v0t-at2进行计算时,公式中的时间应为T;若T>t,则在利用以上公式进行计算时,公式中的时间应为t。
分析追及问题的一般方法
(1)一般解题思路
(2)解题技巧
①抓住三个关系,即“位移关系”“时间关系”“速度关系”;用好示意图。
②寻找隐含的临界条件,如“刚好”“恰好”等关键词往往是解题的突破点。
③若被追赶的物体做减速运动,要判断它何时停下。
解追及、相遇问题的三种常用方法
函数法
设两物体在t时刻相遇,然后根据位移关系列出关于t的方程f (t)=0,若方程f (t)=0无正实数解,则说明这两个物体不可能相遇;若方程f (t)=0存在正实数解,说明这两个物体能相遇
图像法
(1)若用x-t图像求解,分别作出两物体的x-t图像,如果两物体的位移-时间图线相交,则说明两物体相遇
(2)若用v-t图像求解,则注意比较图线与时间轴所围图形的面积
临界法
审明题意、挖掘题中的隐含条件,建立两物体运动的情境并画出示意图,找出两物体的位移、速度及时间关系,选择公式列方程求解
物体和质点
1.质点的定义:忽略物体的大小 和形状 ,把它简化为一个具有质量 的点,这样的点称为质点。
2.把物体看作质点的条件:物体的大小 和形状 对研究问题的影响可以忽略。
3.理想化模型:在物理学中,突出问题的主要因素 ,忽略次要因素 ,建立理想化 的物理模型,是经常采用的一种科学研究方法。
4.对质点的理解
(1)质点是用来代替物体的有质量的点,只占有位置而不占有空间,具有被代替物体的全部质量。
(2)质点是一种“理想化模型”,它是对实际物体的一种科学抽象。
5.物体能看成质点的条件
(1)物体的大小和形状对所研究的问题无影响,或者有影响但可以忽略不计,则可将物体看成质点。
(2)当物体上各部分的运动情况完全相同时,物体上任何一点的运动情况都能反映该物体的运动,一般可看成质点。
(3)物体有转动,但相对于平动而言可以忽略其转动时,可把物体看成质点。
参考系
1.运动与静止
自然界的一切物体都处于永恒的运动 中,绝对静止的物体是不存在的,即运动是绝对 的。
2.参考系
(1)定义:要描述一个物体的运动,首先要选定某个其他物体作为参考 ,观察物体的位置相对于这个“其他物体”是否随时间变化 ,以及怎样变化。这种用来作为参考的物体叫作参考系 。
(2)参考系对观察结果的影响:参考系可以任意 选择,但选择不同的参考系来观察同一个物体的运动,观察结果可能不同 。
3.参考系的四个特性
相对性
用来做参考系的物体都是假定不动的,被研究的物体是运动的还是静止的,都是相对于参考系而言的。
任意性
参考系的选择具有任意性,但应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。
同一性
比较不同物体的运动时,应该选择同一参考系。
差异性
同一运动选择不同的参考系,观察结果可能不同。
4.参考系的选取原则
(1)参考系的选取是任意的。在实际问题中,参考系的选择应从观测方便和使运动的描述尽可能简单为基本原则。
(2)研究地面上物体的运动时,一般情况下选择地面或地面上静止不动的物体为参考系,此时参考系可以省略不写。
(3)研究某一系统中物体的运动时,常选该系统为参考系。
(4)要比较不同物体的运动情况时,必须选择同一个参考系。
时刻和时间间隔
1.时刻和时间间隔的比较
项目
时刻
时间间隔
区别
在时间轴上用点表示,时刻与物体的位置相对应,表示某一瞬时
在时间轴上用线段表示,时间间隔与物体的位移相对应,表示某一段时间
联系
两个时刻的间隔即为时间间隔,即Δt=t2-t1
2.时刻和时间间隔在时间轴上的表示
(1)时刻(如图所示)
(2)时间间隔(如图所示)
位置和位移
1.位移和路程的区别与联系
比较项目
位移
路程
物理意义
描述物体的位置变化,是由初位置指向末位置的有向线段
描述物体运动轨迹的长度
标矢性
矢量
标量
相关因素
由物体的初、末位置决定,与物体运动路径无关
既与物体的初、末位置有关,也与物体运动路径有关
2.矢量和标量
(1)标量:标量是指只有大小而没有方向的物理量。如长度、质量、路程等。
(2)矢量:矢量是指既有大小又有方向的物理量,如位移、力等。矢量可以用带箭头的有向线段表示,在一维坐标系中可以用正负号表示它的方向。
直线运动的位移
研究直线运动时,在物体运动的直线上建立x轴,如图所示。
1.物体的位置表示:用位置坐标 表示。如图所示,若物体从A向B运动,则x1表示初位置A;x2表示末位置B。
2.物体的位移表示:(1)大小:末 位置与初 位置的坐标之差:Δx=x2-x1 。
(2)方向:初 位置指向末 位置。
①Δx>0,表示位移的方向指向x轴的正方向。
②Δx<0,表示位移的方向指向x轴的负方向。
3.直线运动位移的计算
物体做直线运动时,它的位移可通过初、末位置的坐标值计算。如图所示,在t1~t2时间内,物体从位置xA移动到位置xB,发生的位移Δx=xB-xA。对于甲图,Δx=3 m;对于图乙,Δx=-5 m。
4.直线运动位移的方向
在直线运动中,位移的方向一般用正负号来表示。如图甲所示,Δx>0,表示位移的方向沿x轴正方向;如图乙所示,Δx<0,表示位移的方向沿x轴负方向。这样就可以用一个带正负号的数值,把直线运动中位移矢量的大小和方向表示出来了。
位移-时间图像
1.从x-t图像中获得的信息
(1)任一时刻质点的位移。
(2)质点发生某段位移所用的时间。
(3)判断质点是静止还是运动;若图线与t轴平行,表示质点静止,如图中0~t1时间内;若图线是一条倾斜的直线,表示质点做匀速直线运动,如图中t1~t2时间内。
(4)判断质点运动的快慢,运动的快慢由图线的斜率直观表示,斜率越大,质点运动得越快,如图中乙比甲运动快。
(5)交点:两图线的交点表示两质点在这一时刻相遇,如图中P点所示。
(6)截距:图像不过原点时,若从纵轴开始,则表示开始计时时,位移不为零(如图中甲所示)。若从横轴开始,则表示计时一段时间后,质点才开始运动(如图中乙所示)。
2.常见的几种x-t图像的比较
图像
物理意义
①②都表示物体处于静止状态,但静止的位置不同
③表示物体从x1处沿正方向做匀速直线运动
④表示物体从x=0处沿正方向做匀速直线运动
⑤表示物体从x2处沿负方向做匀速直线运动
⑥表示物体从-x3处沿正方向做匀速直线运动
⑦表示物体做变速直线运动,且速度逐渐减小
位移和时间的测量
1.两种打点计时器(如图所示)
(1)电磁打点计时器
使用交变 电源的计时 仪器;工作电压约为8 V,当电源频率是50 Hz时,每隔0.02 s 打一次点。
(2)电火花计时器
使用220 V交变电源,打点周期0.02 s 。
2.时间的测量
从能够看清的某个点(起始点)开始,往后数出若干个点,例如数出n个点,则纸带从起始点到第n个点的运动时间t=0.02n s。
3.位移的测量
用刻度尺 测量纸带上两个点之间的距离,即为相应时间间隔内物体的位移大小。
4.两种打点计时器的比较
比较项目
电磁打点计时器
电火花计时器
结构示意图
打点原理
电磁作用下振针上下周期性振动打点
脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴放电打点
工作电源
约为8 V的交变电源
220 V的交变电源
打点周期
0.02 s
0.02 s
阻力来源
纸带与限位孔、复写纸的摩擦,纸带与振针的摩擦
纸带与限位孔、墨粉纸盘的摩擦,比前者小
功能
功能相同,都是计时仪器
2.测量位移和时间的方法
(1)测位移:照相法或频闪照相法、打点计时器法。
(2)测时间:可用钟表、打点计时器。
3.用打点计时器测量位移和时间的步骤
(1)安装、固定打点计时器,并将纸带穿过打点计时器的两个限位孔。
(2)接通电源待打点计时器稳定工作后,用手水平拉动纸带,纸带上就打出一行小点。随后关闭电源。
(3)取下纸带从便于测量的位置开始(起始点),往后数出若干个点。如数出n个点,算出纸带从起始点到第n个点的运动时间t。
(4)用刻度尺测量出从起始点到第n个点的位移x。
速度
1.物理意义:表示物体运动快慢 的物理量。
2.定义:位移 与发生这段位移所用时间 之比。
3.定义式:v= 。
4.单位:在国际单位制中,速度的单位是米每秒 ,符号是m/s或m·s-1。常用单位还有千米每时(km/h或km·h-1)、厘米每秒(cm/s或cm·s-1)等。
注意:(1)1 m/s=3.6 km/h,(2)1 m/s=100 cm/s。
5.矢量性:速度是矢量 ,方向与时间Δt内的位移Δx的方向相同 。
6.对定义式v=的理解
(1)公式v=中的Δx是物体运动的位移,不是路程。
(2)v=是速度的定义式,不是决定式,不能认为v与位移成正比、与时间成反比。
7.速度是矢量
(1)速度既有大小,又有方向,是矢量。瞬时速度的方向就是物体此时刻的运动方向。
(2)比较两个速度是否相同时,既要比较其大小是否相等,又要比较其方向是否相同。
8.路程与速度的关系
(1)物体在某一阶段的路程为零时,速度一定为零。
(2)物体在某一阶段的路程不为零时,由于位移可能为零,也可能不为零,所以物体的速度可能为零,也可能不为零。
平均速度和瞬时速度
1.平均速度
(1)定义:在变速直线运动中,位移Δx跟发生这段位移所用时间Δt 的比值。
(2)公式:= 。
(3)物理意义:粗略 地描述物体运动的快慢。
(4)矢量性:平均速度是矢量,其方向与物体的位移 方向相同。
2.瞬时速度
(1)物理意义:描述物体在某时刻 运动的快慢及方向。
(2)速率:瞬时速度的大小 。
(3)矢量性:瞬时速度是矢量,其方向与物体的运动 方向相同。
3.匀速直线运动:指瞬时速度 保持不变的运动。
4.测量纸带的平均速度和瞬时速度
(1)根据纸带计算平均速度,如图所示是打点计时器打出的一条纸带示意图。测出D、G间的位移Δx和所用时间Δt,利用v= 计算平均速度。
(2)测量瞬时速度:纸带上某一位置的瞬时速度,可以粗略地由包含这一位置在内的一小段位移Δx内的平均速度表示,即根据v=,当Δt较小时,用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬时速度。如图所示,E点的瞬时速度可用DF段的平均速度代表,即vE=。
5.平均速度和瞬时速度的区别与联系
项目
平均速度
瞬时速度
区别
对应关系
与某一过程中的一段位移或一段时间对应
与运动过程中的某一时刻或某一位置对应
物理意义
粗略描述物体在一段位移或一段时间内的运动快慢和方向
精确描述物体在某一位置或某一时刻运动的快慢和方向
矢量性
与对应时间内物体的位移方向相同
与物体所在位置的运动方向相同
联系
(1)在公式v=中,当Δt→0时,平均速度即瞬时速度
(2)在匀速直线运动中,各点的瞬时速度都相等,所以任意一段时间内的平均速度等于任一时刻的瞬时速度
6.平均速度和瞬时速度的三点说明
(1)平均速度必须指明哪段时间或某段位移内的平均速度。
(2)平均速率≠平均速度的大小,平均速率=,是标量。
(3)速率为瞬时速度的大小,是瞬时速率的简称,而平均速率不是速率的平均值。
加速度
1.定义:速度的变化量 与发生这一变化所用时间 之比,通常用a表示。
2.表达式:a= =。(v0:初速度;v:末速度)
3.单位:在国际单位制中,加速度的单位是m/s2 。
4.物理意义:描述物体运动速度变化快慢 的物理量。
5.加速度的方向
(1)加速度是矢量 ,既有大小,也有方向。
(2)加速度的方向与速度变化量 的方向相同。
(3)加速运动时,加速度的方向与初速度的方向相同 ;减速运动时,加速度的方向与初速度的方向相反 。
6.加速度的理解
加速度a=,也称为“速度变化率”,表示在单位时间内的速度变化量,反映了速度变化的快慢和方向。
7.加速度的大小和方向
小球以v1飞来,以v2飞回
加速度大小
a=
加速度方向
(1)加速度的方向与速度变化量的方向相同。
(2)正负号说明:正号表示与假设的正方向相同;负号表示与假设的正方向相反
8.速度、速度变化量、加速度的对比
比较项目
速度v
速度变化量Δv
加速度a
定义式
v=
Δv=v-v0
a=
意义
表示运动的快慢
表示速度改变的多少
表示速度改变的快慢
大小
位移与时间的比值,位移相对时间的变化率
某段时间末时刻和初时刻的速度之差
速度改变量与时间的比值,速度相对时间的变化率
方向
质点运动的方向
在直线运动中,可能与v0方向相同,也可能与v0方向相反
与Δv方向相同
单位
m/s
m/s
m/s2
测量匀变速直线运动的加速度
一、实验原理和方法
1.用打点计时器打下纸带,据a=,求出加速度的平均值.
2.用纸带计算出中间时刻的速度:vB=,作出v-t图像,求出斜率即加速度a.
二、实验器材
打点计时器、纸带、复写纸、交变电源、小车、细绳、一端附有定滑轮的长木板、刻度尺、钩码、导线等.
三、实验步骤和数据处理
1.实验装置如图所示
把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上,将滑轮端伸出桌面,将打点计时器固定在木板上没有滑轮的一端,连接好电路.
2.让纸带穿过打点计时器的限位孔,将其一端夹在小车尾部正中央,把小车靠近打点计时器,在小车前端系上细绳.细绳、纸带与木板平行,且细绳、纸带、限位孔要在一条直线上.细绳长度略短于定滑轮离地的高度,细绳跨过定滑轮,挂上适量的钩码.
3.启动打点计时器,然后释放小车,让它拖着纸带运动,适时阻止小车与滑轮相碰.及时关闭电源,更换纸带,重复做三次.
4.选择点迹清楚、没有漏点的纸带,舍弃开始点迹密集的一段,找一个合适的点作为开始点.为了测量方便和提高测量精度,把每打五次点的时间作为时间单位,时间间隔T=0.02 s×5=0.1 s.
5.数据处理:方法一:根据纸带计算出:a1=.
填入表格:
计数点
位移s/m
速度v/(m·s-1)
加速度a/(m·s-2)
0
—
—
—
1
s1=
v1==
—
2
s2=
v2==
—
3
s3=
v3==
—
4
s4=
v4==
a1==
5
s5=
v5==
a2==
6
s6=
—
a3==
小车做匀变速直线运动的加速度的平均值.
方法二:利用纸带,根据vn=求得对应每一个计数点的瞬时速度vn填入上面表格中,用图像法作出v-t图像,拟合为直线,根据斜率k=得出小车运动的加速度a.
四、注意事项
1.应先开启打点计时器,后释放小车.
2.测量时要把刻度尺放上后,一次读完各个数据,且要估读到下一位.
3.计算过程中要注意有效数字的处理.
4.在作v-t图像时,应使尽可能多的点在直线上,不在直线上的点尽可能分布在所作直线的两侧,偏离直线太远的点应舍弃掉.
匀变速直线运动
1.匀变速直线运动的特点
(1)加速度a恒定不变。
(2)v-t图像是一条倾斜直线。
2.v-t图像与物体的运动
(1)匀速直线运动的v-t图像是一条平行于时间轴的直线。
(2)匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线,如图所示,a表示匀加速直线运动,b表示匀减速直线运动。
①v-t图线的斜率的绝对值等于物体的加速度的大小,斜率的正、负表示加速度的方向。
②v-t图线与纵轴的交点的纵坐标表示物体的初速度。
(3)非匀变速直线运动的v-t图像是一条曲线,曲线上某点切线的斜率等于该时刻物体的加速度。
图甲、乙中,速度v随时间t的增加都增大。甲图中,在相等的时间Δt内Δv2>Δv1,加速度增大;乙图中,在相等的时间Δt′内Δv2′<Δv1′,加速度减小。
3.v-t图像的两点提醒
(1)v-t图像与时间轴的交点表示速度方向的改变(如图线a中t4时刻和图线b中t3时刻),折点表示加速度方向的改变(如图线a中t2时刻所示)。
(2)v-t图像中两图像相交,只是说明两物体在此时刻的速度相同,不能说明两物体相遇(如图所示的t1时刻)。
匀变速直线运动速度与时间的关系
1.公式v=v0+at中各量的物理意义
v0是开始时刻的速度,称为初速度;v是经时间t后的瞬时速度,称为末速度;at是在时间t内速度的变化量,即Δv=at。
2.公式v=v0+at只适用于匀变速直线运动。
3.公式的矢量性:
公式v=v0+at中的v0、v、a均为矢量,应用公式解题时,首先应选取正方向。一般以v0的方向为正方向,若为匀加速直线运动,a>0;若为匀减速直线运动,a<0。若v>0,说明v与v0方向相同,若v<0,说明v与v0方向相反。
4.两种特殊情况:
(1)当v0=0时,v=at。
即由静止开始的匀加速直线运动的速度大小与其运动时间成正比。
(2)当a=0时,v=v0。
即加速度为零的运动是匀速直线运动。
匀变速直线运动的位移
1.位移在v-t图像中的表示
做匀变速直线运动的物体的位移大小对应着v-t图像中的图线和时间轴 包围的图形的“面积”。如图所示,物体在0~t时间内的位移大小等于梯形 的面积。
2.位移与时间关系式:x=v0t+at2 。
当初速度为0时,x=at2 。
3.对x=v0t+at2的理解
(1)公式反映了位移随时间的变化规律,仅适用于匀变速直线运动。
(2)各符号的意义
(3)公式的用途:公式x=v0t+at2中包含四个物理量,知道其中任意三个量,就可以求出另外一个物理量。公式中各物理量的单位应取国际单位制单位。
2.对公式的两点说明
(1)公式中x、v0、a都是矢量,应用时必须选取统一的正方向,一般选取初速度v0的方向为正方向。当物体做匀减速直线运动时,a取负值,计算结果中,位移x的正负表示其方向。
(2)公式x=v0t+at2是匀变速直线运动的位移公式,而不是路程公式,利用该公式计算出的是位移而不是路程。
匀变速直线运动速度与位移的关系
1.公式:=2ax 。
2.推导
速度公式:v=v0+at 。
位移公式:x=v0t+at2 。
由以上两式消去t得:=2ax 。
1.适用条件:公式表述的是匀变速直线运动的速度与位移的关系,适用于匀变速直线运动。
2.公式的矢量性:公式中v0、v、a、x都是矢量,应用时必须选取统一的正方向,一般选v0方向为正方向。
(1)物体做加速运动时,a取正值;做减速运动时,a取负值。
(2)x>0,说明物体位移的方向与初速度的方向相同;x<0,说明物体位移的方向与初速度的方向相反。
3.两种特殊形式
(1)当v0=0时,v2=2ax。(初速度为零的匀加速直线运动)
(2)当v=0时=2ax。(末速度为零的匀减速直线运动)
自由落体加速度
1.定义:在同一地点,一切物体自由下落的加速度都相同 ,这个加速度叫作自由落体加速度,也叫作重力加速度 ,通常用g表示。
2.方向:总是竖直向下 。
3.大小:在地球上不同的地方,g的大小是不同的。一般的计算中,g取9.8 m/s2,近似计算时,g取10 m/s2。
产生原因
由于地球上的物体受到地球的吸引而产生
大小
与物体质量无关,与所处于地球上的位置及距地面的高度有关,在一般的计算中,可以取g=9.8 m/s2或g=10 m/s2
与纬度关系
在地球表面上,重力加速度随纬度的增加而增大,在赤道处重力加速度最小,在两极处重力加速度最大,但差别很小
与高度关系
在地面上的同一地点,随高度的增加,重力加速度减小,在一般的高度内,可认为重力加速度的大小不变
方向
竖直向下,由于地球是一个球体,所以各处的重力加速度的方向是不同的
4.两点提醒
(1)重力加速度的方向既不能说是“垂直向下”,也不能说是“指向地心”,只有在赤道或两极时重力加速度的方向才指向地心。
(2)物体在其他星球上也可以做自由落体运动,但不同天体表面的重力加速度不同。
5.匀变速直线运动与自由落体运动的规律比较
比较项目
匀变速直线运动的一般规律
自由落体运动规律
速度公式
v=v0+at
v=gt
平均速度公式
=
=
位移公式
x=v0t+at2
x=gt2
位移与速度的关系
=2ax
v2=2gh
推论
Δx=aT 2
Δx=gT 2
6.关于自由落体运动的几个比例关系式
(1)第1T末,第2T末,第3T末,…,第nT末速度之比v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n;
(2)前1T内,前2T内,前3T内,…,前nT内的位移之比h1∶h2∶h3∶…∶hn=1∶4∶9∶…∶n2;
(3)第1T内,第2T内,第3T内,…,第nT内的位移之比hⅠ∶hⅡ∶hⅢ∶…∶hn=1∶3∶5∶…∶(2n-1);
(4)通过第1个h,第2个h,第3个h,…第n个h所用时间之比t1∶t2∶t3∶…∶tn=1∶(-1)∶()∶…∶()。
自由落体运动的实验探究
1.实验仪器--打点计时器
(1)按如图所示连接好实验装置,让重锤做自由落体 运动,与重锤相连的纸带上便会被打点计时器 打出一系列点迹。
(2)对纸带上计数点间的距离h进行测量,利用hn-hn-1=gT 2求出重力加速度的大小。
2.实验步骤
(1)把打点计时器竖直固定在铁架台上,连接好电源。
(2)把纸带穿过两个限位孔,下端通过铁夹将重物和纸带连接起来,让重物靠近 打点计时器。
(3)用手捏住纸带上端,把纸带拉成竖直状态,先接通 电源,再松开纸带让重物自由下落,打点计时器在纸带上打下一系列的点。
(4)重复几次,选取一条点迹清晰的纸带分析。
1.数据处理方法
(1)逐差法
虽然用a=可以根据纸带求加速度,但只利用一个Δx时,偶然误差太大,为此应采取逐差法。
利用“逐差法”求加速度,若为偶数段,假设为6段,则a1=,a2=,a3=,然后取平均值,即=,或由a=直接求得;若为奇数段,则中间段往往不用,假设为5段,则不用第3段,则a1=,a2=,然后取平均值,即=或由a=直接求得,这样所给的数据充分得到了利用,提高了准确度。
(2)v-t图像法
根据纸带,求出各时刻的瞬时速度,作出v-t图像,求出该v-t图像的斜率k,则k=a.这种方法的优点是可以舍掉一些偶然误差较大的测量值,有效地减少偶然误差。
2.注意事项
(1)应选用质量和密度较大的重物。增大重物的重力可使阻力的影响相对减小。
(2)打点计时器应竖直放置,以减小阻力。
(3)重物应从靠近打点计时器处释放,要先接通打点计时器的电源,再释放纸带。
竖直上抛运动
1.竖直上抛运动的实质
初速度v0≠0、加速度a=-g的匀变速直线运动(通常规定初速度v0的方向为正方向,g为重力加速度的大小)。
2.竖直上抛运动的规律
基本公式
推论
3.竖直上抛运动的特点
(1)对称性
①时间对称性,对同一段距离,上升过程和下降过程时间相等,tAB=tBA,tOC=tCO。
②速度对称性:上升过程和下降过程通过同一点时速度大小相等,方向相反,vB=-vB′,vA=-vA′。
(2)多解性
通过某一点可能对应两个时刻,即物体可能处于上升阶段,也可能处于下降阶段。
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