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第二章 匀变速直线运动
第1节 匀变速直线运动的特点
物体的运动通常是比较复杂的,物体的运动规律各不相同。
怎样探索速度随时间变化的规律呢
高山滑雪、鸽子飞翔、猎豹捕食等这些运动中都有速度的变化。
1.会计算小球经过光电门的速度,会使用数字计时器采集时间。
2.学会用实验探究小球速度随时间变化的规律,会用v -t图像处理实验数据。
3.学会根据频闪照片分析小球做匀变速直线运动的位移变化特点。
匀变速直线运动的速度特点
通过改变光电门C的位置,得出小球由紧靠竖直支架A的位置由静止释放后经过不同位置时的速度,结合数字计时器记录的时间,做出v t图像,分析小球速度变化规律。
【实验原理】
1.探究小球沿倾斜直槽运动速度变化的特点
根据用频闪照相机对运动小球拍摄的照片,分析小球在相等时间内的位移存在什么规律。
2.匀变速直线运动的位移特点
带有倾斜直槽的支架、两个光电门、数字计时器、小球、刻度尺、坐标纸、频闪照相机等。
【实验器材】
【实验步骤】
1.按照原理图安装好器材。
2.让小球从紧靠竖直支架A的位置由静止释放,记录下小球经过光电门B和光电门C的时间及小球由光电门B到光电门C的时间,填入表格中。
3.测出两光电门之间的距离s,填入表格中。
4.改变光电门的位置,重复第2、3步操作。
1.分析小球沿倾斜直槽运动的速度特点
(1)根据表格中获得的数据,计算小球经过光电门B、C时的速度。
(2)以速度v为纵轴,以小球经过两光电门的时间t为横轴,描点作出小球的v t图像。
【数据分析】
(3)可以得出小球运动的v t图像是一条倾斜的直线,说明小球沿倾斜直槽运动时速度是均匀变化的,属于匀变速直线运动。
2.匀变速直线运动的位移特点
(1)用刻度尺测量相邻两球之间的位移。
(2)由数据可以得出s1(3)由Δs1=Δs2=Δs3=Δs4可得:相邻相等时间内增加的位移是相等的。
1.保证每次释放小球的位置相同且由静止释放。
2.保持光电门B的位置不变。
3.在坐标纸上画v t图像时,注意坐标轴单位长度的选取,应使图像尽量分布在坐标平面中央。
4.在测量频闪照片相邻两球位置间距时,应将刻度尺与照片对齐,且一次性读出所需数据。
【注意事项】
1.对匀变速直线运动的特点,下列说法正确的是( )
A.第1 s末,第2 s末,第3 s末,…的速度分别为1 m/s,2 m/s,3 m/s,…的直线运动为匀加速直线运动
B.匀减速直线运动中,由于加速度与初速度方向相反,则加速度为负值
C.物体做匀变速直线运动,其加速度是均匀变化的
D.在匀变速直线运动中,相同时间内速度的变化量相同
D
2.(多选)在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,某同学将打点计时器打出的三条纸带,分别以间隔相同点迹的方式依次剪成短纸条,按先后顺序一端对齐粘贴在一起。然后用平滑线段将各段纸带顶端的中点连起来,如图1、2、3所示,则根据纸带的特点即可研究小车的速度随时间的变化规律。以下说法正确的是( )
A.图1表示小车处于静止状态
B.图2表示小车做匀速直线运动
C.图2表示小车的速度随时间均匀增加
D.图3表示小车的速度先随时间均匀增加,后保持不变
CD
3.数字计时器是一种常用计时仪器,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,数字计时器就可以显示出滑块的挡光时间。现有一滑块在斜面上滑行,先后两次通过光电门1和2,计时器显示的挡光时间分别是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t=1.5 s,用分度值为1 mm的刻度尺测量小滑块的长度d,示数如图乙所示。
4.42
0.88
1.47
0.39
(1)滑块的长度d为________cm。
(2)滑块通过光电门的速度v1、v2分别为______m/s、________m/s。
(3)滑块的加速度大小为________m/s2。
【实验原理】
【实验器材】
【实验步骤】
【数据分析】
【注意事项】
匀变速直线运动的速度特点