高一物理讲义(人教版)必修一 下载本文

度方向与速度方向是否一致。

第二讲 匀变速直线运动的研究

2.1实验:探究小车速度随时间变化的规律

【预习目标】(阅读完课本,要先看看目标呦!)

1. 巩固打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。

2. 通过实验探究,体验如何从实验研究中获取数据,学会利用图像处理实验数据的科学方法。

3. 知道小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律。

【基础知识体验】(好好看书,相信你能完成的很好!)

一.实验目的 探究小车速度随 变化的规律。

二.实验原理 利用 打出的纸带上记录的数据,以寻找小车速度随时

间变化的规律。

三.实验器材 打点计时器、低压 电源、纸带、带滑轮的长木板、小

车、 、细线、复写纸片、 。

四.实验步骤

1.如课本31页图所示,把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,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.把一条细线拴在小车上,使细线跨过滑轮,下边挂上合适的 。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,接通 后,放开 ,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一行小点,随后立即关闭电源。换上新纸带,重复实验三次。(注意:为了仪器的安全,实验时要防止钩码落地和小车与滑轮碰撞,当小车到达滑轮前及时用手按住。)

4.从三条纸带中选择一条比较理想的,舍掉开头比较密集的点迹,在后边便于测量的地方找一个点做计时起点。为了测量方便和减少误差,通常不用每打一次点的时间作为时间的单位,而用每打五次点的时间作为时间的单位,就是T=0.02 s ×5=0.1 s 。在选好的计时起点下面表明A,在第6点下面表明B,在第11点下面表明C……,点A、B、C……叫做计数点,两个相邻计数点间的距离分别是x1、x2、x3……

5.利用第一章方法得出各计数点的瞬时速度填入下表:

位置 时间(s) v(m/s) A 0 B 0.1 C 0.2 D 0.3 E 0.4 F 0.5 G 0.6 6.以速度v为 轴,时间t为 轴建立直角坐标系,根据表中的数据,在直角坐标系中描点。

7.通过观察思考,找出这些点的分布规律。

五.注意事项

1. 开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器。

2. 先接通电源,计时器工作后,再放开小车,当小车停止运动时及时断开电源。 3. 要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞,当小车到达滑轮前及时用手按住它。 4. 牵引小车的钩码个数要适当,以免加速度过大而使纸带上的点太少,或者加速度太小而使各段位移无多大差别,从而使误差增大。加速度的大小以能在60cm长的纸带上清楚地取得六七个计数点为宜。

5.要区别计时器打出的点和人为选取的计数点。一般在纸带上每5个点取一个

计数点,间隔为0.1 s 。

2.1实验:探究小车速度随时间变化的规律

【知识演练】(试试你学得如何?相信自己,你能行!)

1.运动物体拉动穿过打点计时器的纸带,纸带上打下一系列小点.打点计时器打下的点直接记录了 ( )

A.物体运动的时间 B、物体在不同时刻的位置 C.物体在不同时刻的速度 D.物体在不同时间内的位移

2.在下列给出的器材中,选出“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中所需的器材并填在横线上(填序号)。

①打点计时器 ②天平 ③低压交流电源 ④低压直流电源 ⑤细线和纸带 ⑥钩码和小车 ⑦秒表 ⑧一端有滑轮的长木板 ⑨刻度尺 选出的器材是

3.在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,按照实验进行的先后顺序,将下述步骤的代号填在横线上 。

A.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面

B.把打点计时器固定在木板的没有滑轮的一端,并连好电路

C.换上新的纸带,再重做两次

D.把长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面

E.使小车停在靠近打点计时器处,接通电源,放开小车,让小车运动 F.把一条细线拴在小车上,细线跨过定滑轮,下边吊着合适的钩码

G.断开电源,取出纸带

4.关于用打点计时器研究小车在重物牵引下运动的实验操作,下列说法中正确的是( )

A.长木板不能侧向倾斜,也不能一端高一端低 B.在释放小车前,小车应紧靠在打点计时器处

C.应先接通电源,待打点计时器打点稳定后再释放小车

D.要在小车到达定滑轮前使小车停止运动,再断开电源 5.在探究小车速度随时间变化规律的实验中,得到一条记录小车运动情况的纸带,如图所示,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,相邻计数点的时间间隔为T=0.1s。

(1)根据纸带上的数据,计算B、C、D各点的速度,填入表中。 (2)在坐标纸上作出小车的v-t图象。

A B C D E

cm 7.5 27.6

60.3

105.6

(1)

(2)小车的v-t图象

位置编号 时间t/s 瞬时速度v/(ms-1) A 0 B 0.1 C 0.2 D 0.3 E 0.4

2.2匀变速直线运动的速度和时间的关系

教学目标

1、知道什么是速度——时间图像,以及如何用图像来表示速度和时间的关系。 2、知道匀速直线运动和匀变速运动的v-t图像的物理意义。 3、知道什么是匀变速运动和非匀变速运动。 教学步骤 一、导入新课

复习:概念速度、平均速度(平均速率)、瞬时速度(瞬时速率)

引入:对于匀速直线运动,速度不随时间变化;而变速直线运动,速度是随时间变化的。今天我们学习如何运用图象来描述速度和时间的关系。 二、新课教学

1、匀速直线运动的速度—时间图像

【例1】根据我们对位移—时间图像的认识,同学们类比推理回答如下问题:

(1)如何建立关于速度—时间的坐标轴;

(2)当一物体以v=2m/s的速度匀速前进,作出它的 v—t图像;

(3)从图像中能获取什么物理信息?

解析 ⑴从速度—时间图像这个叫法看,是速度与时间的关系图像,以t轴为横轴,v轴为纵轴,建立坐标系; ⑵匀速直线运动的速度v不随时间变化,只能是与t轴平行的直线; ⑶从图像中可获得:①速度的大小、方向 ②从s=vt可获得:边长为v和t所围成的矩形的面积,就是物体在时间t内的位移。(即图中的斜线阴影部分)

2、匀变速直线运动的速度—时间图象

【例2】假如某人坐在汽车驾驶员身旁,在汽车起动时,注视速度计,记下间隔为5秒各时刻的速度值,得到下列一组数据。

问题:⑴从出示的数据同学们可看出什么规律?⑵根据数据作出v—t图像 解析:⑴在误差允许的范围内,物体每隔5s,速度增加约10km/h,也就是每隔相同的时间间隔,速度的改变量相等。

匀变速直线运动:在变速直线运动中,如果在相等时间内速度的改变相等,这种运动就.......叫做匀变速直线运动。

⑵描点法作出v-t图像如图甲所示

说明:①速度—时间图像是一条倾斜的直线,无论从图表中,还是从图像中都可以看出,速度随时间均匀地增加。

匀加速直线运动定义:在匀变速直线运动中,它的.........

速度随时间而均匀增加,这就叫匀加速直线运动。 匀减速直线运动定义:在匀变速直线运动中,它的.........

速度随时间而均匀地减小,这就叫匀减速直线运动。(如图乙所示)

问题:仔细观察匀变速直线运动的v—t图像,从图像中可获取什么物理信息? 结论(1)某时刻的瞬时速度

(2)某段时间内的速度的变化量,速度的变化量是正值,还是负值。是正值的话,说明△v与v方向相同,是负值的话,说明△v与v方向相反。(说明△v是矢量)

(3)速度图线和时间轴所围的“面积”表示质点在该段时间内的位移 在变速直线运动中,速度不一定是均匀变化的,这种是非匀变速直线运动。(速度图像是一条曲线) ........在日常生活中,很多物体的运动接近匀变速,通常作变速来处理。比如:发射炮弹在炮筒里的运动,石块从高由下落等等。

运动为匀处自