2.1 匀变速直线运动的研究 课件-2025-2026学年高一上学期物理教科版必修第一册

又一个实验 2.1 匀变速直线运动的研究 1 学习目标： 1.知道匀变速直线运动的定义及其v-t图像特点。 2.巩固打点计时器的使用，纸带数据处理和求瞬时速度的方法。 3.会用v-t图像处理数据，通过观察图像，得出规律。 4.通过实验研究，体会如何从实验中获取数据，学会利用图像法处理实验数据的科学方法 有几位同学为了测试某款汽车的性能，记录了该汽车在某段时间内沿平直公路过程的速度情况，如下表所示： 时间(s) 0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 速度(m/s) 0 10.0 20.0 30.0 40.0 40.0 40.0 20.0 0 请根据以上数据，画出汽车运动的v-t图像 请分别计算每个连续2s内汽车的加速度大小 v/m·s-1 t/s O 2 4 6 8 10 12 14 16 10 20 30 40 时间(s) 0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 速度(m/s) 0 10.0 20.0 30.0 40.0 40.0 40.0 20.0 0 v/m·s-1 t/s O 2 4 6 8 10 12 14 16 10 20 30 40 加速度大小 5m/s2 5m/s2 5m/s2 5m/s2 0 0 -10m/s2 -10m/s2 我们发现，在0-8秒时间内，汽车的速度均匀变化（每2秒增加10 m/s）,加速度始终不变。 在物理学中，把速度随时间均匀变化的直线运动叫作匀变速直线运动。 匀变速直线运动中，加速度保持不变。 在0~8秒时间内，汽车的速度均匀增大，这种是匀加速直线运动。 在12~16秒时间内，汽车的速度均匀减小，这种是匀减速直线运动。 匀变速直线运动 的 两种类型 1.物体的速度v有变化，但加速度a方向和大小均不变。 匀变速直线运动的基本特点 2.速度与加速度方向相同，则速度不断增大，为加速直线运动； 速度与加速度方向相反，则速度不断减小，为减速直线运动。 3.速度-时间图像(v-t图像)是一条倾斜直线。 O v/m·s-1 t/s O v/m·s-1 t/s O v/m·s-1 t/s O v/m·s-1 t/s 在第一章的时候我们学习了用打点计时器测量小车的速度。 小车在恒定拉力作用下的运动是匀变速直线运动吗？ 小车在倾斜直轨道上的运动是匀变速直线运动吗？ 匀变速直线运动有什么特点？ 我们可以通过实验来研究。 实验拿满分的方法： 1 记住关键实验器材！ 2 记住实验流程，不能随意更改实验顺序！ 3 理解记忆实验原理！涉及到重要计算！(重难点！最灵活的地方！拉差距的地方！) 4 理解记忆实验的注意事项！分析误差原因！(重难点！灵活的地方！拉差距的地方！) 9 打点计时器可以测量什么物理量？ 位移、时间 （测量位移与时间的仪器） 位 移 用刻度尺测量 时 间 两点的时间间隔为 0.02 s 可以求两点间的平均速度→一点的瞬时速度→加速度 通过打点计时器打出的纸带可以间接求什么物理量？ 方案一：用打点计时器进行研究 电源，刻度尺 钩码 小车 细绳 纸带 打点计时器 一端附有定滑轮的长木板 实验器材 实验步骤 数据分析 得出结论 1．把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。 2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。 3.把小车停在靠近打点计时器处，启动电源，待打点计时器稳定工作后，释放小车，打点计时器就在纸带上打下一系列小点。 4.换上新的纸带，重复实验两次。 5.增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验。 实验器材 实验步骤 数据分析 得出结论 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.01 0.04 0.09 0.16 0.25 0.36 0.49 0.03 0.05 0.07 0.09 0.11 0.13 F 0.3 0.5 0.7 0.9 0.11 0.13 把相邻计时点间的平均速度当作起始点的瞬时速度 （例如把 VOA 当作 VO ） 1．观察所得纸带，舍掉过于密集无法分析的点，选择合适的计数点。 2．测量纸带上的数据，进行必要的计算，得出各点的瞬时速度。 3．选择合适的标度建立直角坐标系，绘制v-t图像。 × × × × × 实验器材 实验步骤 数据分析 得出结论 在误差允许范围内，小车的v-t图像是一条倾斜的直线。 × × × × × 小车的速度均匀增加，小车的加速度保持不变。 小车的运动是匀变速直线运动。 实验器材 实验步骤 数据分析 得出结论 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.01 0.04 0.09 0.16 0.25 0.36 0.49 0.03 0.05 0.07 0.09 0.11 0.13 F 0.3 0.5 0.7 0.9 0.11 0.13 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.01 0.04 0.09 0.16 0.25 0.36 0.49 0.03 0.05 0.07 0.09 0.11 0.13 F 0.3 0.5 0.7 0.9 0.11 0.13 利用传感器实验系统，我们可以在计算机屏幕上直接获得相关实验结果。 先进行硬件系统的连接和调整，通过数据线，将位移传感器、数据采集器和计算机连接起来。 然后，打开位移传感器发射端的开关，进入软件界面，在采集设置中点击“ 调零” 按钮，设置记录时间间隔和数据采样数。 点击软件“ 开始” 按钮的同时，释放小车，表格自动记录数据。 获得数据后，通过计算机软件对数据进行处理，可以生成 v-t 的散点图；利用软件的图像分析中的“ 线性拟合” 功能，得到v-t图像。 方案二：用位移传感器进行研究 D 匀变速直线运动 1.定义：速度随时间均匀变化的直线运动。 2.特点： 匀变速直线运动中，加速度保持不变。 某区间的平均速度，等于该区间中间时刻的瞬时速度，该结论可记作 对于匀变速直线运动而言，相邻的相等时间间隔内的位移差值会是一个常数。 作业：课本习题&世纪金榜&课时过程评价 $