第二章 1 匀变速直线运动的研究（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一物理必修第一册学习笔记（教科版）

1　匀变速直线运动的研究

[学习目标]　1.知道匀变速直线运动的概念及分类。2.进一步练习使用打点计时器，会利用纸带求平均速度和瞬时速度(重点)。3.掌握实验中判断匀变速直线运动的两种方法，会利用纸带判断小车的运动情况(难点)。

一、匀变速直线运动

如图所示为一物体的v－t图像，物体的加速度随时间如何变化？速度随时间如何变化？

答案　物体运动的加速度保持不变，速度随时间均匀变化。

1.定义：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。

2.分类

例1　(多选)(2024·德阳市高一期中)关于匀变速直线运动，下列说法正确的是(　　)

A.匀变速直线运动是速度随时间均匀变化的运动

B.匀变速直线运动是位移随时间均匀变化的运动

C.匀变速直线运动的v－t图像是一条倾斜的直线

D.速度先减小再增大的运动一定不是匀变速直线运动

答案　AC

解析　匀变速直线运动是速度随时间均匀变化的运动，A正确；位移随时间均匀变化，即恒定，速度不变，是匀速直线运动，B错误；匀变速直线运动的v－t图像是一条倾斜的直线，C正确；对于速度先减小再增大的运动，若加速度不变，则该运动可能是匀变速直线运动，D错误。

二、实验：研究小车的运动

方案一：用打点计时器进行研究

1.实验原理

(1)利用纸带计算瞬时速度：以纸带上某点为中间时刻取一小段位移，用这段位移的平均速度表示这点的瞬时速度。

(2)通过研究纸带上的信息，就可以知道小车运动的速度随时间变化的规律。

2.实验器材

小车、附有滑轮的长木板、打点计时器、纸带、细绳、钩码、刻度尺、坐标纸、交流电源。

3.实验步骤

(1)如图所示，把一端带有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面。木板上放一个可以左右移动的小车，小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过滑轮系有钩码的细绳。

(2)用手按住小车，使它在靠近打点计时器的位置保持静止状态。先开启打点计时器的电源，待它稳定工作后释放小车(均选填“开启打点计时器的电源”或“释放小车”)，使它在恒定拉力作用下开始运动，并打出一条纸带，随后立即关闭电源。

(3)换上新纸带，并增减所挂钩码(或在小车上放置重物)重新操作两次。

4.数据记录

(1)记录数据

取某计时点相邻两计时点，算出此段的平均速度，该点的瞬时速度近似等于此段的平均速度(注意估读、单位以及有效数字)。

将结果填入下面表格中。

 

(2)分析数据

方法一：取任意两个点，用它们的速度差Δv＝v2－v1除以相应的时间差Δt＝t2－t1，求得加速度。如果取不同的两个点，求得的加速度都相等，则小车的运动是匀变速直线运动。

方法二：绘制v－t图像

①在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点，绘制v－t图像，如图所示。

②如果该图像在误差允许的范围内，可以看作一条倾斜的直线，则该运动是匀变速直线运动。

(1)以纸带上某一点为中心，取两边时间间隔相等的两点，求这个区间的平均速度。例如以如图所示的纸带上的C点为中心，分别取OF、AE、BD段，求这些区段的平均速度。它们相等吗？能得出什么结论？

(2)观察上述表格中各相邻计时点的位移数值并计算每一对相邻的相等时间间隔内，后面的位移减去前面的位移，有什么特点？

答案　(1)这些区段的平均速度都相等。

结论：某段区间的平均速度等于该区间中间时刻的瞬时速度，即＝vPQ的中间时刻。

(2)相邻的相等时间间隔内的位移差为常数。它常常用来作为判断物体是否做匀变速直线运动的依据。

5.注意事项