第二章 第一节 匀变速直线运动的特点（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（粤教版）

第一节　匀变速直线运动的特点

[学习目标]　1.知道匀变速直线运动的概念。2.进一步练习使用数字计时器测瞬时速度，会利用v-t图像处理实验数据，并由图像判断匀变速直线运动的速度特点(重点)。3.会利用频闪照相机判断匀变速直线运动的位移特点。

一、匀变速直线运动的速度特点

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)、坐标纸等。

3.实验步骤

(1)如图所示，倾斜直槽放置在水平桌面上，把光电门B、C固定在倾斜直槽上。

(2)闭合电源开关，让小球从紧靠竖直支架A的位置由静止释放，把数字计时器分别采集的小球经过B、C两个光电门的时间记录到下表中。

(3)从同一(填“同一”或“任意”)位置再次由静止释放小球，把数字计时器测量的小球经过两个光电门之间的时间记录到下表中。

(4)断开电源开关，改变光电门C的位置，重复上述操作过程，将五次测量获得的实验数据填入表中。

小球经过两个光电门实验数据表

小球直径D=0.02 m

 

4.数据处理

(1)计算小球经过光电门B、C的瞬时速度。小球经过光电门的瞬时速度用平均速度来代替，即v1=，v2=。

(2)作出小球运动的v-t图像

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，根据表格中的数据在如图坐标系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，这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，加速度不变。

1.匀变速直线运动：加速度恒定不变的变速直线运动。

2.匀变速直线运动的速度特点：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。

例1　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。(计算结果均保留两位有效数字)

(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：

v1== m/s=0.10 m/s

滑块通过光电门2的速度：

v2== m/s=0.20 m/s

v2'== m/s=0.25 m/s

v2″== m/s=0.50 m/s