2.1 匀变速直线运动的特点（重难点专练）物理粤教版必修第一册

**基本信息** 以实验为载体，通过速度（v-t图像）和位移（Δs恒定）双维度构建匀变速直线运动特点的方法体系，强化科学探究与运动观念。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |题型01（速度特点）|1实验+1精练|v-t图像法（斜率表加速度，倾斜直线证匀变速）|从瞬时速度测量（平均速度替代）到v-t图像绘制，验证速度随时间均匀变化| |题型02（位移特点）|1实验+2精练|Δs恒定法（相邻等时位移差为恒量）|通过频闪照片/纸带数据，比较位移差验证匀变速定义|

2.1 匀变速直线运动的特点（题型突破） 题型01 匀变速直线运动的速度特点 题型02 匀变速直线运动的位移特点 ▌题型01 匀变速直线运动的速度特点 (一)实验原理 1．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．用v－t图像表示小球的运动情况：以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，用描点法作出小球的v－t图像，图线的斜率表示加速度的大小，如果v－t图像是一条倾斜的直线，说明小球在相等时间内的速度变化相等，加速度不变． (二)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． (三)实验步骤 1．如图1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． 图1 2．闭合电源开关，将计时器选择按钮选择1.让小球从紧靠竖直支架A的位置由静止释放，数字计时器采集的小球经过B、C两个光电门的时间记录到下表中． 3．将计时器选择按钮选择2.从同一(填“同一”或“任意”)位置A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下表中． 小球经过两个光电门实验数据表 小球直径D＝0.02 m. 项目 实验次数 1 2 3 4 5 小球经过光电门B的遮光时间t1/s 小球经过光电门B的瞬时速度v1/(m·s－1) 小球经过光电门C的遮光时间t2/s 小球经过光电门C的瞬时速度v2/(m·s－1) 小球经过两个光电门之间的位移s/m 小球经过两个光电门之间的时间t/s (四)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． (1)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图2坐标系中描点． 图2 (2)观察得到的图线，分析物体的速度随时间的变化规律． 1.为了探究物体做匀变速直线运动的速度特点，兴趣小组进行了如下的探究实验： (一)实验原理 1．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．用v－t图像表示小球的运动情况：以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，用描点法作出小球的v－t图像，图线的斜率表示加速度的大小，如果v－t图像是一条倾斜的直线，说明小球在相等时间内的速度变化相等，加速度不变． (二)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． (三)实验步骤 1．如图1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． 图1 2．闭合电源开关，将计时器选择按钮选择1.让小球从紧靠竖直支架A的位置由静止释放，数字计时器采集的小球经过B、C两个光电门的时间记录到下表中． 3．将计时器选择按钮选择2.从同一(填“同一”或“任意”)位置A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． 5．某次实验中所测量的实验数据如下表所示： 小球经过两个光电门实验数据表 小球直径D＝0.02 m. 项目 实验次数 1 2 3 4 5 小球经过光电门B的遮光时间t1/s 0.041 0.041 0.041 0.041 0.041 小球经过光电门B的瞬时速度v1/(m·s－1) 0.488 0.488 0.488 0.488 0.488 小球经过光电门C的遮光时间t2/s 0.026 0.024 0.021 0.020 0.018 小球经过光电门C的瞬时速度v2/(m·s－1) 0.769 0.833 0.952 1.000 1.111 小球经过两个光电门之间的位移s/m 0.250 0.350 0.450 0.550 0.650 小球经过两个光电门之间的时间t/s 0.402 0.529 0.625 0.731 0.821 (四)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． (1)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图2坐标系中描点． 图2 (2)观察得到的图线，分析物体的速度随时间的变化规律． 试分析下列问题： 1.完成(四)数据处理中的“作出小球运动的v－t图像”； 2.观察得到的图线，分析物体的速度随时间的变化规律。 ▌题型02 匀变速直线运动的位移特点 (一)实验器材 倾斜直槽(带刻度)、小球、频闪照相机 (二)实验步骤 1．把倾斜直槽放置在水平桌面上． 2．将小球从紧靠竖直支架A的位置由静止释放，用频闪照相机对小球的运动进行拍照． (三)数据处理 图3 1．比较相邻的相等时间内的位移s1、s2、s3、s4和s5的大小(如图3所示)． 2．比较相邻的相等时间内的位移之差Δs1、Δs2、Δs3、Δs4的大小． 3．得出结论． 1.将小球从紧靠竖直支架A的位置由静止释放，小球沿着倾斜直槽向卜运动，得到卜图的频闪照片. 经测量s1=3.00 cm，s2=6.50 cm，s3=10.0 cm，s4=13.50 cm，s5=17.00 cm. 根据以上数据： (l）判定小球是否是加速运动； (2）试判定小球是否做匀变速直线运动. 2．实验题（I、Ⅱ两题） I．在如图甲所示的探究小车速度随时间变化的规律实验中： (1)某同学选用了如图乙所示的打点计时器，它的工作电源是__________； A．交流 B．直流 C．交流约为 D．直流约为 (2)下列操作中正确的有__________； A．在释放小车前，小车要靠近打点计时器 B．打点计时器应放在长木板的有滑轮一端 C．应先接通电源，后释放小车 D．把木板一端稍微抬高平衡小车运动过程受到的阻力 (3)实验中，把打点计时器接交流电，打出的一条纸带如图，A、B、C、D、E为我们在纸带上所选的计数点，相邻计数点之间有四个点未画出，各点间的距离如图所示，则在打D点时，小车的速度为_______，并可求得小车的加速度大小为_________。（计算结果都保留两位有效数字） (4)小明利用打点计时器研究甲和乙两个物体的运动，分别得到2条纸带。对每条纸带，均选择合适的点作为第一个计数点，再依次每5个点取1个计数点，并在各计数点处将其剪断，然后将这些剪断的纸条粘贴在相同的坐标纸上，最后将纸条上端中心连起来，如图甲、乙所示。由图可判断__________。 A．乙物体的加速度比甲大 B．两物体均做匀速直线运动 C．打第三个计数点时，甲物体的速度比乙大 D．打第一个计数点时，甲物体的速度有可能为零 (5)Ⅱ．用打点计时器可测纸带运动的时间和位移。下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后根据实际操作的合理步骤，将各步骤的字母代号按顺序写在空白处。 A．在电磁打点计时器两接线柱上分别接导线，导线另一端分别接交流电源的两接线柱 B．把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过__________，并压在__________下面 C．用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离 D．切断电源，取下纸带，如果共有n个清晰的点，则这段纸带记录的时间________ E．打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点 F．利用公式计算纸带运动的平均速度 实验步骤的合理顺序是____________。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.1 匀变速直线运动的特点（题型突破） 题型01 匀变速直线运动的速度特点 题型02 匀变速直线运动的位移特点 ▌题型01 匀变速直线运动的速度特点 (一)实验原理 1．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．用v－t图像表示小球的运动情况：以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，用描点法作出小球的v－t图像，图线的斜率表示加速度的大小，如果v－t图像是一条倾斜的直线，说明小球在相等时间内的速度变化相等，加速度不变． (二)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． (三)实验步骤 1．如图1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． 图1 2．闭合电源开关，将计时器选择按钮选择1.让小球从紧靠竖直支架A的位置由静止释放，数字计时器采集的小球经过B、C两个光电门的时间记录到下表中． 3．将计时器选择按钮选择2.从同一(填“同一”或“任意”)位置A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下表中． 小球经过两个光电门实验数据表 小球直径D＝0.02 m. 项目 实验次数 1 2 3 4 5 小球经过光电门B的遮光时间t1/s 小球经过光电门B的瞬时速度v1/(m·s－1) 小球经过光电门C的遮光时间t2/s 小球经过光电门C的瞬时速度v2/(m·s－1) 小球经过两个光电门之间的位移s/m 小球经过两个光电门之间的时间t/s (四)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． (1)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图2坐标系中描点． 图2 (2)观察得到的图线，分析物体的速度随时间的变化规律． 1.为了探究物体做匀变速直线运动的速度特点，兴趣小组进行了如下的探究实验： (一)实验原理 1．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．用v－t图像表示小球的运动情况：以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，用描点法作出小球的v－t图像，图线的斜率表示加速度的大小，如果v－t图像是一条倾斜的直线，说明小球在相等时间内的速度变化相等，加速度不变． (二)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． (三)实验步骤 1．如图1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． 图1 2．闭合电源开关，将计时器选择按钮选择1.让小球从紧靠竖直支架A的位置由静止释放，数字计时器采集的小球经过B、C两个光电门的时间记录到下表中． 3．将计时器选择按钮选择2.从同一(填“同一”或“任意”)位置A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． 5．某次实验中所测量的实验数据如下表所示： 小球经过两个光电门实验数据表 小球直径D＝0.02 m. 项目 实验次数 1 2 3 4 5 小球经过光电门B的遮光时间t1/s 0.041 0.041 0.041 0.041 0.041 小球经过光电门B的瞬时速度v1/(m·s－1) 0.488 0.488 0.488 0.488 0.488 小球经过光电门C的遮光时间t2/s 0.026 0.024 0.021 0.020 0.018 小球经过光电门C的瞬时速度v2/(m·s－1) 0.769 0.833 0.952 1.000 1.111 小球经过两个光电门之间的位移s/m 0.250 0.350 0.450 0.550 0.650 小球经过两个光电门之间的时间t/s 0.402 0.529 0.625 0.731 0.821 (四)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． (1)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图2坐标系中描点． 图2 (2)观察得到的图线，分析物体的速度随时间的变化规律． 试分析下列问题： 1.完成(四)数据处理中的“作出小球运动的v－t图像”； 2.观察得到的图线，分析物体的速度随时间的变化规律。 1【答案】见解析 【解析】1.作出小球运动的v－t图像如下图所示： 2．由图线可得速度随时间的变化规律：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． ▌题型02 匀变速直线运动的位移特点 (一)实验器材 倾斜直槽(带刻度)、小球、频闪照相机 (二)实验步骤 1．把倾斜直槽放置在水平桌面上． 2．将小球从紧靠竖直支架A的位置由静止释放，用频闪照相机对小球的运动进行拍照． (三)数据处理 图3 1．比较相邻的相等时间内的位移s1、s2、s3、s4和s5的大小(如图3所示)． 2．比较相邻的相等时间内的位移之差Δs1、Δs2、Δs3、Δs4的大小． 3．得出结论． 1.将小球从紧靠竖直支架A的位置由静止释放，小球沿着倾斜直槽向卜运动，得到卜图的频闪照片. 经测量s1=3.00 cm，s2=6.50 cm，s3=10.0 cm，s4=13.50 cm，s5=17.00 cm. 根据以上数据： (l）判定小球是否是加速运动； (2）试判定小球是否做匀变速直线运动. 1【答案】（1）是； （2）见解析 【解析】⑴因为s1<s2<s3<s4<s5，即是在相同时间内，运动位移越来越大，所以是加速运动. (2），，，. 故有△s1=△s2=△s3=△s4即在一连续相等时间内增加的位移是相等的．证明小球是做匀变速直线运动. 2．实验题（I、Ⅱ两题） I．在如图甲所示的探究小车速度随时间变化的规律实验中： (1)某同学选用了如图乙所示的打点计时器，它的工作电源是__________； A．交流 B．直流 C．交流约为 D．直流约为 (2)下列操作中正确的有__________； A．在释放小车前，小车要靠近打点计时器 B．打点计时器应放在长木板的有滑轮一端 C．应先接通电源，后释放小车 D．把木板一端稍微抬高平衡小车运动过程受到的阻力 (3)实验中，把打点计时器接交流电，打出的一条纸带如图，A、B、C、D、E为我们在纸带上所选的计数点，相邻计数点之间有四个点未画出，各点间的距离如图所示，则在打D点时，小车的速度为_______，并可求得小车的加速度大小为_________。（计算结果都保留两位有效数字） (4)小明利用打点计时器研究甲和乙两个物体的运动，分别得到2条纸带。对每条纸带，均选择合适的点作为第一个计数点，再依次每5个点取1个计数点，并在各计数点处将其剪断，然后将这些剪断的纸条粘贴在相同的坐标纸上，最后将纸条上端中心连起来，如图甲、乙所示。由图可判断__________。 A．乙物体的加速度比甲大 B．两物体均做匀速直线运动 C．打第三个计数点时，甲物体的速度比乙大 D．打第一个计数点时，甲物体的速度有可能为零 (5)Ⅱ．用打点计时器可测纸带运动的时间和位移。下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后根据实际操作的合理步骤，将各步骤的字母代号按顺序写在空白处。 A．在电磁打点计时器两接线柱上分别接导线，导线另一端分别接交流电源的两接线柱 B．把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过__________，并压在__________下面 C．用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离 D．切断电源，取下纸带，如果共有n个清晰的点，则这段纸带记录的时间________ E．打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点 F．利用公式计算纸带运动的平均速度 实验步骤的合理顺序是____________。 2．【答案】(1)A (2)AC (3) ，0.40 (4)A (5) 限位孔 复写纸 ABEDCF 【解析】（1）图中所示为电火花打点计时器，应使用过220V交流电源。 故选A。 （2）A．在释放小车前，小车要靠近打点计时器，确保打出更多的点迹。故A正确； B．打点计时器应放在长木板的没有滑轮一端。故B错误； C．实验时应先接通电源，后释放小车。故C正确； D．本实验没有必要平衡小车运动过程受到的阻力。故D错误。 故选AC。 （3）把打点计时器接50Hz交流电，相邻计数点之间有四个点未画出，则两计数点之间的时间为 则在打D点时，小车的速度为 小车的加速度大小 （4）A．将纸条上端中心连起来，得到的直线是纸带的v-t图像，斜率表示加速度，可知乙物体的加速度比甲大。故A正确； B．由图可知，相等时间间隔内位移增大的一样多，甲乙均做匀加速直线运动。故B错误； C．根据匀变速直线运动时间中点的速度等于该过程中的平均速度，打第三个计数点时，有：， 又，，解得，故C错误； D．甲图图像在纵轴上的截距不为零，所以打第一个计数点时，甲物体的速度不可能为零。故D错误。故选A。 （5）B．把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过限位孔，并压在复写纸下面。 电磁打点计时器的打点间隔为 D．切断电源，取下纸带，如果共有n个清晰的点，则这段纸带记录的时间 实验步骤的合理顺序是ABEDCF。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $