03 第三讲 运动的描述（三）（原卷版） 讲义—2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

第一章 运动的描述 第三讲 运动的描述（三） 一、知识引入 知识点1 速度的测量 1.光电门 利用光电门测速度 如图所示，当滑块在导轨上运动时，光电计时器记录了遮光条通过光电门的时间，而遮光条的宽度Δx已知，且比较小。由于滑块通过光电门的时间Δt很短，因此可认为遮光条通过光电门时的瞬时速度等于其通过光电门的平均速度，即v＝。 2.打点计时器 两种打点计时器(如图) 　　　　 图1　　　　　　 　 　图2 （1）电磁打点计时器 使用___电源的__仪器；工作电压约为___V，当电源频率是50 Hz时，每隔___打一次点。 （2）电火花计时器 使用220 V交流电源，打点周期___。 （3）阻力来源 电磁打点计时器阻力来源于纸带与限位孔、复写纸的摩擦，纸带与振针的摩擦；电火花计时器阻力来源于纸带与限位孔、墨粉纸盘的摩擦。 知识点2 加速度 【问题】一辆小汽车在10s内，速度从0达到100km/h，一列火车在300s内速度也从0达到100km/h。虽然汽车和火车速度都从0达到100km/h，但是它们的运动情况显然不同。你觉得用“速度大”或“速度变化大”能描述这种情况吗？如果不能，应该怎么描述呢？ 【高中知识讲解】——加速度 1.加速度 （1）物理意义：加速度是描述物体运动速度变化快慢的物理量． （2）定义：加速度是速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值． 定义式： （3）单位：在国际单位制中，加速度的单位是米每二次方秒，符号是 m/s2 或 m·s-2. （4）矢量：方向与的方向相同 2.加速度方向与速度方向的关系 （1）加速度的方向：加速度是矢量，加速度的方向与速度变化量 的方向相同． （2）加速度方向与速度方向的关系 加速时，加速度与速度方向相同；减速时，加速度与速度方向相反 即，物体加速；，物体减速 ，物体加速；，物体减速 注：①物体究竟是做加速运动还是减速运动，与加速度的大小无关，而是由加速度和速度的方向所决定的。同向，加速；反向，减速； ②匀加速直线运动和匀减速直线运动统称为匀变速直线运动，无论是匀加速还是匀减速运动，物体的加速度保持不变。即a恒定。 3.速度v、速度变化量Δv与加速度的比较 项目 比较 速度v 速度变化量Δv 速度变化率a 物理意义 表示物体运动的快慢和方向 表示物体速度变化的大小和方向 表示物体速度变化的快慢和方向 定义 位移与所用时间的比值 末速度与初速度的差值 速度变化量与时间的比值 表达式 v＝ Δv＝v2－v1 a＝ 单位 m/s m/s m/s2 方向 物体位移方向 由初、末速度决定 与Δv方向相同 联系 (1)三者无必然联系。速度v很大，速度的变化量“Δv”可能很小，甚至为0，加速度a也可大可小 (2)加速度a的大小等于速度变化率 二、例题解析 1.打点计时器是高中阶段常用的实验器材之一，如图所示是两种常见的打点计时器。 （1） 图甲是 ，使用电压为 V的交流电源；图乙是 ，使用电压为 的交流电源。 （2）如下的基本步骤，正确的排列顺序为 。 A．把打点计时器固定在桌子上 B．安装好纸带 C．用手水平拉动纸带运动 D．接通交流电源 E．按下电源开关，进行打点 2.（1）关于误差，下列说法正确的是（ ） A．仔细测量可以避免误差 B．误差是实验中产生的错误 C．采用精密仪器，改进实验方法，可以消除误差 D．实验中产生误差是不可避免的，但可以设法尽量减小误差 （2）某同学用毫米刻度尺测量一物体的长度，正确记录的结果是___cm。 3.用如图所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度。已知固定在滑块上的遮光条的宽度为4 mm，遮光条经过光电门的遮光时间为0.04 s. （1）则滑块经过光电门位置时的速度大小为_ __。 （2）为使更接近瞬时速度，正确的措施是___。 A．换用宽度更窄的遮光条 B．换用宽度更宽的遮光条 C．提高测量遮光条宽度的精确度 D．使滑块的释放点更靠近光电门 4.关于加速度，下列说法正确的是( 　 ) A．加速度就是增加出来的速度，有加速度，速度一定增大 B．根据加速度的定义式a＝可知，加速度与Δv成正比 C．叫速度变化率，它其实就是加速度 D．加速度反映了速度变化的快慢程度，加速度大，速度变化就大 5.2024年元宵节，浙江台州举办了一场烟花秀，燃放了绝美的烟花，有关烟花腾空的过程，下列说法中正确的是( 　 ) A．烟花的速度变化越快，加速度一定越大 B．烟花的速度越大，加速度也一定越大 C．烟花的速度变化量越大，加速度一定越大 D．某时刻速度为零，其加速度一定为零 6.计算下列各种条件下的加速度的大小： （1）显像管内电子从阴极射到阳极的过程中，速度由零增加到106 m/s，历时2×10－5 s； （2）子弹击中靶子时，在0.1 s内速度从200 m/s降到零； （3）火车出站时，可在20 s内使速度从10 m/s增大到1 200 m/min. 三、举一反三 1.一个物体的加速度为，则下列说法中正确的是（　　） A．该物体的加速度一定比的加速度大 B．该物体的速度每秒内一定增加了 C．该物体的速度每秒内一定减少了 D．该物体速度的变化量是 2.下列说法一定正确的是（　　） A．物体运动速度越大，则加速度越大 B．物体运动速度变化越大，则加速度越大 C．物体运动速度变化越快，则加速度越大 D．物体运动加速度大于零，做加速运动 3.一物体自原点开始在x轴上运动，其初速度v0<0，加速度a<0，若加速度不断减小直至为零，则（　　） A．物体的速度不断减小，位移不断减小 B．物体的速度不断增大，位移不断减小 C．当a=0时，速度达到最大 D．当a=0时，速度达到最大，位移达到最大 4.2025年5月江苏省城市足球联赛的某场球赛中，一个足球以的速度飞来，运动员将足球以的速度踢回。假设足球与运动员脚相互作用的时间为，且相互作用力大小不变，取碰撞前初速度方向为正方向，那么足球与脚作用过程中，它的加速度为（　　） A． B． C． D． 5.（1）显像管内，电子从阴极射到阳极的过程中，速度由零增加到108 m/s，历时2×10－5 s，求其加速度； （2）子弹击中靶子时，在0.1 s内速度从200 m/s降到零，求其加速度； （3）火车出站时，可在20 s内使速度从10 m/s增大到1 200 m/min，求其加速度； （4）以2 m/s的速度沿直线运动的足球，被运动员“飞起一脚”使其在0.2 s内改为以4 m/s反向飞出，求足球被踢时的加速度. 四、课后练习 1.【正误判断】 （1）电磁打点计时器使用的是10 V以下的直流电源。( ) （2）如果纸带上从A点到B点共有6个点，则从打A点到打B点经历的时间为0.12 s(电源的频率为50 Hz)。( ) （3）如果打点计时器在纸带上打下的点先密集后稀疏，则说明纸带运动得越来越快。( ) （4）加速度是表示物体运动快慢的物理量。( ) （5）加速度是表示物体速度变化大小的物理量。( ) （6）加速度是表示物体速度变化快慢的物理量。( ) 2.汽车的初速度是，经过一段时间后速度变为，为了在图中表示加速度a，我们以初速度的箭头端为起点，以后来的速度的箭头端为终点，作出一个新的箭头，表示速度的变化量。则下图中、、以及a表示正确且表示汽车做加速运动的是（ 　　） A． B． C． D． 3.根据给出的速度和加速度的正、负，对下列运动性质的判断错误的是（　 　） A．v0>0，a<0，物体做加速运动 B．v0<0，a<0，物体做加速运动 C．v0<0，a>0，物体做减速运动 D．v0>0，a>0，物体做加速运动 4.某物体沿一直线运动，其速度—时间图象如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．第2秒内和第3秒内速度方向相反 B．第2秒内和第3秒内加速度方向相反 C．第3秒内和第4秒内加速度方向相反 D．第5秒内速度方向与加速度方向相反 5.下图是用打点计时器打出的一条纸带，一纸带固定在一个做匀加速直线运动的小车后面，图中A,B,C,D,E为按时间顺序所取的5个计数点，相邻两计数点之间还有4个点未画出，则打点计时器（频率为50Hz）打下B点时的瞬时速度为_____m/s，小车的加速度为_______m/s2。 6.小明为了测定气垫导轨上滑块的加速度，在滑块上安装了宽度为的遮光板，如图所示，滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为，通过第二个光电门的时间为，遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为，则∶ （1）滑块通过光电门1时的速度____m/s，滑块通过光电门2时的速度=_______m/s。滑块的加速度a=______m/s2（所有结果均保留两位有效数字） （2）由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时的_______，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将遮光片的______减小一些。 7.汽车在制造完成出厂之前，都要经过严格的技术检测。一辆汽车从原点O由静止出发沿x轴做直线运动，自动检测系统记录下了该汽车启动、运行及刹车过程的数据，求： 时刻t/s 0 1 2 3 4 5 6 7 8 坐标x/m 0 1 2 4 8 12 16 20 25 速度v/(m/s) 0 1 2 5 6 6 5 1 0 （1）汽车在第2s末的瞬时速度大小； （2）汽车在前3s和最后2s的平均加速度大小； （3）汽车在第4s内的平均速度大小. 1 学科网（北京）股份有限公司 $