资源简介

(共41张PPT)
第一节 匀变速直线运动的特点
学习任务一 实验：探究匀变速直线运动的速度的特点
学习任务二 实验：探究匀变速直线运动的位移的特点
备用习题
随堂巩固
学习任务一 实验：探究匀变速直线运动的速度的特点
【实验目的】
利用数字计时器研究小球速度变化的特点，并会用图像法处理实验数据.
【实验思路】
如图所示，利用数字计时器分别得到小球通过、光电门的时间，利用算出小球通过、光电门的速度，改变光电门的位置，得到多组数据，作出图像，分析小球速度的特点.
【实验器材】
倾斜直槽、小球(直径)、数字计时器、坐标纸.
【实验步骤】
(1)如原理图所示，倾斜直槽放置在水平桌面上.把光电门、固定在倾斜直槽上.
(2)闭合电源开关，将小球从紧靠竖直支架的位置由静止释放，小球沿着粗糙程度均匀的倾斜直槽向下滚动.
(2)用数字计时器分别采集小球经过、两个光电门的时间，计算得到小球通过光电门、的瞬时速度，这两个瞬时速度就是小球在、之间运动时的初速度和末速度.
(3)从同一位置再次由静止释放小球，通过数字计时器测量小球经过两个光电门之间的时间，完成一次测量.
(4) 断开电源开关，改变光电门的位置，重复上述操作过程，将五次测量获得的实验数据填入表中.
【数据记录】
小球经过两个光电门实验数据表
项目 实验次数 1 2 3 4 5
【数据分析】
以小球经过两个光电门之间的时间为横轴，小球经过光电门的速度为纵轴，在图中描点作出小球运动的图像.
【实验结论】
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__________相等，________恒定.
速度变化
加速度
例1 某同学利用如图甲所示的装置探究小球沿倾斜直槽运动速度变化的特点,采用如下步骤完成实验:
①测量小球的直径;
②由静止释放小球,记录数字计时器显示的小球两次挡光时间分别为和;
③从同一位置再次由静止释放小球，通过数字计时器测量小球经过两个光电门之间的时间.
(1) 小球通过两个光电门时的速度大小分别为
___，_ __(用实验中所测物理量符号表示).
[解析] 小球通过两个光电门时的速度大小分别为，.
(2) 则小球运动的加速度_ _______(用实验中所测物理量符号表示).
[解析] 由加速度公式得.
变式1 [2023·深圳中学月考] 光电计时器是一种常用的计时仪器,其结构如图甲所示,、分别是光电门的激光发射和接收装置,当有滑块从、间通过时,光电计时器就可以显示出滑块的挡光时间.现有某滑块在斜面上滑行,先后通过光电门1和2,计时器显示的挡光时间分别为、,从光电门1到
(1) 滑块的长度为_____.
4.45
[解析] 由题图乙可知.
光电门2所经历的总时间,用分度值为的刻度尺测量滑块的长度,示数如图乙所示.
(2) 求滑块通过光电门1和2的速度、的大小分别为_________、 _________.
[解析] 通过光电门1和2的速度大小分别为,.
(3) 求滑块的加速度大小为__________.(结果保留两位小数)
[解析] 滑块的加速度.
学习任务二 实验：探究匀变速直线运动的位移的特点
【实验目的】
用频闪照相机对小球的运动进行拍照，研究小球运动位移的特点.
【实验思路】
利用频闪照相机得到小球每隔相等时间的位置的照片，测出每一相邻相等时间内的位移，计算，分析小球位移的特点.
【实验器材】
倾斜直槽、小球、频闪照相机、刻度尺.
【实验步骤】
(1)把倾斜直槽固定在水平桌面上.
(2)将小球从紧靠竖直支架的位置由静止释放，小球沿着倾斜直槽向下运动.
(3)用频闪照相机对小球的运动进行拍照，示意图如图所示.
【数据处理】
(1)根据上图对应刻度上的示数，选取连续的几段，对位移的变化进行研究.
(2)比较相等时间内的位移、、、和的大小(如图所示).
(2)比较相等时间内的位移之差、、、的大小.
【实验结论】
匀变速直线运动的位移特点：做匀变速直线运动的物体，在任意两个连续相等的时间内的__________是相等的.
位移之差
例2 [2023·中山一中月考] 一个小球沿斜面向下运动，用每间隔曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片，如图所示，即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为，测得小球在几个连续相等时间内的位移数据见下表，则：
小球在相邻的相等时间内的位移差在误差允许范围内______(填“相等”或“不相等”)，小球的运动性质属于________直线运动.
相等
匀加速
[解析] 由题中数据可得，，，故在误差允许的范围内小球在相邻的相等时间内的位移差相等，且相等时间内的位移增大，故小球运动的性质属匀加速直线运动.
变式2 [2023·佛山一中月考] 一个小球沿斜面向下运动，用每间隔曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片，如图所示，即照片上出现的相邻两个像之间的时间间隔为，测得小球的位移数据如下：，，，.
(1) 根据所给数据判定小球做________直线运动.
匀加速
[解析] 由题中数据可得，故小球在相邻的相等时间内的位移差相等，且相等时间内的位移增大，故小球运动的性质属匀加速直线运动.
(2) 小球通过点时的瞬时速度值为______.(结果保留三位有效数字)
0.885
[解析] 小球通过点时的瞬时速度值为.
1.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,某同学进行了以下实验操作步骤,试找出其中错误和遗漏的步骤(遗漏步骤可编上序号G).
A.拉住小车,将小车移到靠近打点计时器的一端后,先放开小车,再接通电源;
B.将打点计时器固定在长木板无滑轮的一端,并接好电路;
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面挂上适当的钩码;
D.先取下纸带,再断开电源;
E.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔;
F.从所打的纸带中选取理想的纸带进行测量分析.
错误和遗漏:
① ;
② ;
③ ;
正确的步骤顺序为 .
A中应先接通电源,再放开小车
D中应先断开电源,再取下纸带　
G.换上新纸带,重复操作两次　
BECADGF　
[解析] 正确的实验步骤是:把长木板平放在实验桌上;把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端,并连好电路;把穿过打点计时器的纸带固定在小车后;将挂着钩码的细绳跨过定滑轮拴在小车上;使小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,再放开小车,让小车运动;打完一条纸带,断开电源,取下纸带;换上新纸带,再重做两次,即顺序为BECADGF.
2.某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究.物块拖动纸带下滑,打出的纸带一部分如图甲所示.已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz,纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出.
(1)在打C点时物块的速度大小为　 　 m/s(保留3位有效数字);物块下滑的加速度大小为　 　 m/s2(保留2位有效数字).
0.233
0.75
[解析] 在打C点时物块的速度大小vC== m/s≈0.233 m/s,物块下滑的加速度大小a==×10-2 m/s2=0.75 m/s2.
(2)某实验小组中的四位同学利用同一条纸带分别作出了如图乙所示的四幅v-t图像,其中最规范的是　　,由此图像得到的加速度大小是　 　 m/s2.(结果保留三位有效数字)
A
0.483
乙
[解析] 描绘图像时取坐标单位的时候不能随意,要使得大部分点落在整个坐标区域中,故B、D错误;描完点后,先大致判断这些点是不是在一直线上,然后画一直线,让这些点均匀的散落在直线的两侧,故A正确,C错误.根据a=,结合图像可知,v-t图像的斜率即为纸带的加速度,则a= m/s2≈0.483 m/s2.
3. 在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时,打点计时器接在50 Hz的低压交变电源上,如图甲所示,某同学在打出的纸带上每5点取一个计数点,共取了A、B、C、D、E、F六个计数点(每相邻两个计数点间的四个点未画出).从每一个计数点处将纸带剪开分成五段(分别为a、b、c、d、e段),将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中,如图乙所示,由此可以得到一条表示速度和时间关系的图线,从而求出加速度的大小.
(1)请你在xOy坐标系中用最简捷的方法作出能表示速度和时间关系的图线(作答在图上),其　 (选填“x”或“y”)轴相当于速度轴.
y
[答案] 如图所示
[解析] 分别取a、b、c、d、e五段的上方中点并连线,得到的即为速度和时间关系的图线,如图所示,y轴相当于速度轴.
(2)从第一个计数点开始计时,要求出0.15 s时刻的瞬时速度,需要测出 段纸带的长度.
　b　
[解析] t=0.15 s是BC时间段的中间时刻,要求t=0.15 s时的瞬时速度,只需要测b纸带的长度sb,然后用v=即可求得t=0.15 s时的瞬时速度.
(3)若测得a段纸带的长度为2.0 cm,e段纸带的长度为10.0 cm,则可求出加速度的大小为 m/s2.
　2　
[解析] a、e段各自中间时刻的速度分别为va=,ve=,根据a=得a=2 m/s2.
1.(探究匀变速直线运动的速度的特点)(多选)如图所示，在“探究小球沿倾斜直槽轨道运动速度变化的特点”的实验中,下列说法正确的是 ( )
AC
A.长木板一定要倾斜摆放
B.使用刻度尺测量小球宽度时,不必估读
C.使用刻度尺测量长度时,要估读到分度值的下一位
D.作图像时,所描线必须经过每一个点
[解析] 实验过程中,长木板一定要倾斜摆放,这样才能让小球做匀变速直线运动,A正确;使用刻度尺测宽度时,需要估读到分度值的下一位,B错误,C正确.作图像时,若各点与直线拟合,则作直线并使直线经过尽量多的点,不在直线上的点,分布在直线两侧,D错误.
2.(探究匀变速直线运动的速度的特点)光电计时器是物理学中常用的一种研究物体运动情况的计时仪器,其结构如图甲所示.、分别为光电门的激光发
射和接收装置,当有物体从、间通过时,光电计时器就可以显示出物体的挡光时间,这样就可以将物体通过光电门的平均速度视为其通过光电门的瞬时速度.如图乙所示,气垫导轨上安装有、两个光电门,导轨上放有一滑块,滑块上装有宽度为的遮光片.现使滑块从某一位置开始以恒定的加速度滑动,并依次通过光电门、,光电计时器记录的时间分别为、,并测得遮光片从光电门运动到光电门所用的时间.
(1) 在实验中,为了更准确地测得滑块通过光电门的速度,应选用较____(选填“宽”或“窄”)的遮光片;
窄
[解析] 用极短时间内的平均速度表示瞬时速度,所以遮光片应选择较窄的.
(2) 由题可知,遮光片通过光电门时的速度表达式_ __,通过光电门时的速度表达式_ __;
[解析] 将平均速度视为瞬时速度,则有通过光电门时的速度表达式,通过光电门时的速度表达式.
(3) 滑块在气垫上运动的加速度的表达式______(用、及题干中记录的时间字母表示).
[解析] 滑块的加速度的表达式.
3.(探究匀变速直线运动的速度的特点)[2023·浙江效实中学月考] 一小球在桌面上由静止开始做加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置进行编号.如图所示，位置1恰对应小球刚开始运动的瞬间，即对应零时刻.摄影机连续两次曝光的时间间隔均为，小球从位置1到位置6的运动过程中经过各位置的速度分别为，，_____，，_____.在图中作出小球的速度—时间图像(保留描点痕迹).
0.12
0.24
[答案] 如图所示
[解析] 由图可知，则；同理可得，则有；其图像如图所示.
4.(探究匀变速直线运动的位移的特点)[2023·天津南开中学月考] 一个小球沿斜面向下运动,用每隔曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片,如图所示,即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为,测得小球在几个连续相等时间内的位移数据见下表:
8.20 9.30 10.40 11.50
(1) 小球在相邻的相等时间内的位移差______(选填“相等”或“不相等”).小球做________直线运动.
相等
匀加速
[解析] 由表格中的数据知,相邻的相等时间内的位移差为,位移差相等，所以小球做匀加速直线运动.
(2) 沿斜面向下小球在第三个位置时速度为______,小球的加速度为_____.(结果均保留三位有效数字)
0.985
1.10
[解析] 沿斜面向下小球在第三个位置时的速度;同理可求出,,则小球的加速度.第二章　匀变速直线运动
第一节　匀变速直线运动的特点
实验结论
速度变化　加速度
例1　(1)　　(2)　(3)小球的宽度比较大
[解析] (1)小球通过两个光电门时的速度大小分别为v1=,v2=.
(2)由加速度公式得a==.
变式1　(1)4.45　(2)0.89 m/s　1.48 m/s　(3)3.93 m/s2
[解析] (1)由题图乙可知d=8.45 cm-4.00 cm=4.45 cm.
(2)通过光电门1和2的速度大小分别为v1==0.89 m/s,v2=≈1.48 m/s.
(3)滑块的加速度a=≈3.93 m/s2.
实验结论
位移之差
例2　相等　匀加速
[解析] 由题中数据可得s2-s1=1.09 cm,s3-s2=1.11 cm,s4-s3=1.11 cm,故在误差允许的范围内小球在相邻的相等时间内的位移差相等,且相等时间内的位移增大,故小球运动的性质属匀加速直线运动.
变式2　(1)匀加速　(2)0.885
[解析] (1)由题中数据可得s2-s1≈s3-s2=s4-s3=1.10 cm,故小球在相邻的相等时间内的位移差相等,且相等时间内的位移增大,故小球运动的性质属匀加速直线运动.
(2)小球通过A点时的瞬时速度值为v==×10-2 m/s=0.885 m/s.
随堂巩固
1.AC　[解析] 实验过程中,长木板一定要倾斜摆放,这样才能让小球做匀变速直线运动,A正确;使用刻度尺测宽度时,需要估读到分度值的下一位,B错误,C正确.作v-t图像时,若各点与直线拟合,则作直线并使直线经过尽量多的点,不在直线上的点,分布在直线两侧,D错误.
2.(1)窄　(2)　　(3)
[解析] (1)用极短时间内的平均速度表示瞬时速度,所以遮光片应选择较窄的.
(2)将平均速度视为瞬时速度,则有通过光电门A时的速度表达式v1=, 通过光电门B时的速度表达式v2=.
(3)滑块的加速度的表达式a==.
3.0.12　0.24　如图所示
[解析] 由图可知s2+s3=0.12 m,则v3==0.12 m/s;同理可得s4+s5=0.24 m,则有v5==0.24 m/s;其v-t图像如图所示.
4.(1)相等　匀加速　(2)0.985　1.10
[解析] (1)由表格中的数据知,相邻的相等时间内的位移差为1.1 cm,位移差相等,所以小球做匀加速直线运动.
(2)沿斜面向下小球在第三个位置时的速度v3==×10-2 m/s=0.985 m/s;同理可求出v2=0.875 m/s,v4=1.095 m/s,则小球的加速度a== m/s2=1.10 m/s2.第二章　匀变速直线运动
第一节　匀变速直线运动的特点
学习任务一　实验:探究匀变速直线运动的速度的特点
【实验目的】
利用数字计时器研究小球速度变化的特点,并会用图像法处理实验数据.
【实验思路】
如图所示,利用数字计时器分别得到小球通过B、C光电门的时间,利用v=算出小球通过B、C光电门的速度,改变C光电门的位置,得到多组数据,作出v-t图像,分析小球速度的特点.
【实验器材】
倾斜直槽、小球(直径D=0.02 m)、数字计时器、坐标纸.
【实验步骤】
(1)如原理图所示,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,将小球从紧靠竖直支架A的位置由静止释放,小球沿着粗糙程度均匀的倾斜直槽向下滚动.
(2)用数字计时器分别采集小球经过B、C两个光电门的时间,计算得到小球通过光电门B、C的瞬时速度,这两个瞬时速度就是小球在B、C之间运动时的初速度和末速度.
(3)从同一位置A再次由静止释放小球,通过数字计时器测量小球经过两个光电门之间的时间,完成一次测量.
(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.
【数据记录】
小球经过两个光电门实验数据表
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
【数据分析】
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,在图中描点作出小球运动的v-t图像.
【实验结论】
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　　　　相等,　　　　恒定.
例1 某同学利用如图甲所示的装置探究小球沿倾斜直槽运动速度变化的特点,采用如下步骤完成实验:
①测量小球的直径d;
②由静止释放小球,记录数字计时器显示的小球两次挡光时间分别为t1和t2;
③从同一位置再次由静止释放小球,通过数字计时器测量小球经过两个光电门之间的时间t.
(1)小球通过两个光电门时的速度大小分别为v1=　　　　,v2=　　　　(用实验中所测物理量符号表示).
(2)则小球运动的加速度a=　　　　(用实验中所测物理量符号表示).
变式1 [2023·深圳中学月考] 光电计时器是一种常用的计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有滑块从a、b间通过时,光电计时器就可以显示出滑块的挡光时间.现有某滑块在斜面上滑行,先后通过光电门1和2,计时器显示的挡光时间分别为t1=5×10-2 s、t2=3×10-2 s,从光电门1到光电门2所经历的总时间Δt=0.15 s,用分度值为1 mm的刻度尺测量滑块的长度d,示数如图乙所示.
(1)滑块的长度d为　　　　 cm.
(2)求滑块通过光电门1和2的速度v1、v2的大小分别为　　　　 m/s、 　　　　m/s.
(3)求滑块的加速度大小为　　　　 m/s2.(结果保留两位小数)
学习任务二　实验:探究匀变速直线运动的位移的特点
【实验目的】
用频闪照相机对小球的运动进行拍照,研究小球运动位移的特点.
【实验思路】
利用频闪照相机得到小球每隔相等时间的位置的照片,测出每一相邻相等时间内的位移,计算Δs,分析小球位移的特点.
【实验器材】
倾斜直槽、小球、频闪照相机、刻度尺.
【实验步骤】
(1)把倾斜直槽固定在水平桌面上.
(2)将小球从紧靠竖直支架A的位置由静止释放,小球沿着倾斜直槽向下运动.
(3)用频闪照相机对小球的运动进行拍照,示意图如图所示.
【数据处理】
(1)根据上图对应刻度上的示数,选取连续的几段,对位移的变化进行研究.
(2)比较相等时间内的位移s1、s2、s3、s4和s5的大小(如图所示).
(2)比较相等时间内的位移之差Δs1、Δs2、Δs3、Δs4的大小.
【实验结论】
匀变速直线运动的位移特点:做匀变速直线运动的物体,在任意两个连续相等的时间内的　　　　是相等的.
例2 [2023·中山一中月考] 一个小球沿斜面向下运动,用每间隔 s曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片,如图所示,即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为 s,测得小球在几个连续相等时间内的位移数据见下表,则:
s1 s2 s3 s4
8.20 cm 9.29 cm 10.40 cm 11.51 cm
小球在相邻的相等时间内的位移差在误差允许范围内　　　　(填“相等”或“不相等”),小球的运动性质属于　　　　直线运动.
变式2 [2023·佛山一中月考] 一个小球沿斜面向下运动,用每间隔0.1 s曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片,如图所示,即照片上出现的相邻两个像之间的时间间隔为0.1 s,测得小球的位移数据如下:s1=7.21 cm,s2=8.30 cm,s3=9.40 cm,s4=10.50 cm.
(1)根据所给数据判定小球做　　　　直线运动.
(2)小球通过A点时的瞬时速度值为　　　　 m/s.(结果保留三位有效数字)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.(探究匀变速直线运动的速度的特点)(多选)如图所示,在“探究小球沿倾斜直槽轨道运动速度变化的特点”的实验中,下列说法正确的是　 (　)
A.长木板一定要倾斜摆放
B.使用刻度尺测量小球宽度时,不必估读
C.使用刻度尺测量长度时,要估读到分度值的下一位
D.作v-t图像时,所描线必须经过每一个点
2.(探究匀变速直线运动的速度的特点)光电计时器是物理学中常用的一种研究物体运动情况的计时仪器,其结构如图甲所示.a、b分别为光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示出物体的挡光时间,这样就可以将物体通过光电门的平均速度视为其通过光电门的瞬时速度.如图乙所示,气垫导轨上安装有A、B两个光电门,导轨上放有一滑块,滑块上装有宽度为d的遮光片.现使滑块从某一位置开始以恒定的加速度滑动,并依次通过光电门A、B,光电计时器记录的时间分别为t1、t2,并测得遮光片从光电门A运动到光电门B所用的时间Δt.
(1)在实验中,为了更准确地测得滑块通过光电门的速度,应选用较　　　　(选填“宽”或“窄”)的遮光片;
(2)由题可知,遮光片通过光电门A时的速度表达式v1=　　　　,通过光电门B时的速度表达式v2=　　　　;
(3)滑块在气垫上运动的加速度的表达式a=　　　　(用v1、v2及题干中记录的时间字母表示).
3.(探究匀变速直线运动的速度的特点)[2023·浙江效实中学月考] 一小球在桌面上由静止开始做加速直线运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下小球每次曝光的位置,并将小球的位置进行编号.如图所示,位置1恰对应小球刚开始运动的瞬间,即对应零时刻.摄影机连续两次曝光的时间间隔均为0.5 s,小球从位置1到位置6的运动过程中经过各位置的速度分别为v1=0,v2=0.06 m/s,v3=　　　　 m/s,v4=0.18 m/s,v5=　　　　 m/s.在图中作出小球的速度—时间图像(保留描点痕迹).
4.(探究匀变速直线运动的位移的特点)[2023·天津南开中学月考] 一个小球沿斜面向下运动,用每隔0.1 s曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片,如图所示,即照片上出现的相
邻两个小球的像之间的时间间隔为0.1 s,测得小球在几个连续相等时间内的位移数据见下表:
s1/cm s2/cm s3/cm s4/cm
8.20 9.30 10.40 11.50
(1)小球在相邻的相等时间内的位移差　　　　(选填“相等”或“不相等”). 小球做　　　　直线运动.
(2)沿斜面向下小球在第三个位置时速度为　　　　m/s,小球的加速度为　　　　m/s2.(结果均保留三位有效数字)

展开更多......

收起↑