2.1 匀变速直线运动的特点（18张PPT）课件 2024-2025学年高一物理粤教版（2019）必修第一册

(共18张PPT)
第二章 匀变速直线运动
第1节 匀变速直线运动的特点
速度是描述物体运动快慢的物理量，用它可以描述物体的具体运动情况。我们可以通过机动车的速度计得知机动车某时刻的速度大小。
小明同学利用课余时间自己想办法探究物体的运动规律。他利用频闪相机在公路旁拍摄了摩托车运动的情景，他拍摄的照片如图所示：
根据照片，如何分析出摩托车的运动情况？
由于频闪相机相邻两次曝光时间相等，所以可以根据图像间距变化分析摩托车的运动情况。
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。
一、实验原理
1.探究小球沿倾斜直槽运动速度变化的特点
在实验操作前,注意思考以下问题:
(1)如何测量小球经过光电门B,C的瞬时速度
(2)如何计算小球在两个光电门B,C之间的平均速度
(3)需要测量和记录哪些数据
(1)认识数字计时器
光电门的外形像门，其一边安装发光装置，另一边安装光线接收装置，并都与数字计时器连接。当宽度一定的物体通过光电门时，光线被遮挡，数字计时器开始计时；当物体离开光电门时，数字计时器停止计时。这样就可以记录物体遮挡一个光电门光线的短暂时间。数字计时器还可以记录物体经过两个光电门之间的时间以及测量物体运动的瞬时速度和平均速度。
(2)数字计时器工作原理
t时刻，物体不再挡住
红外线时数字计时器
停止计时
数字计时器
0时刻，物体挡住
红外线时数字计时器
开始计时
光
电
门
当采用计时Ⅰ（S1）时，任一光电门遮光时开始计时，遮光结束（露光）停止计时，数码管显示出的是光敏器件光线被遮断的时间。即下图中小球通过光电门的时间为t。
(3)数字计时器有两种计时方法:
计时1
数字计时器
光
电
门
1
光
电
门
2
0时刻，物体挡住
光电门1的红外线
时数字计时器开始
计时
t时刻，物体挡住光电门2
的红外线时数字计时器
停止计时
当采用计时Ⅱ（S2）时，任一光电门第一次遮光时开始计时。第二次遮光时停止计时，数码管所显示数是两次遮光之间的时间间隔，即下图中小球先后通过两个光电门之间的时间间隔
计时2
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。
二、实验器材
三、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。
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
5.取走两光电门，让小球从紧靠竖直支架A的位置由静止释放，用频闪照相机对运动小球拍照。
四、数据分析
(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。
(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。
1.分析小球沿倾斜直槽运动的速度特点
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。
五、实验注意事项
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。
1.判断题：正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)加速度大小不变的运动,一定是匀变速直线运动。 ( )
(2)做匀变速直线运动的物体,速度一定增大。 ( )
(3)在作v-t图像时,所有的点都应在同一直线上。( )
(4)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位移之差是相等的。 ( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√
2.(多选)在实验中,利用纸带上的数据得出各计数点的瞬时速度后,以速度v为纵轴,以时间t为横轴建立直角坐标系。某次实验中某同学描出的点如图所示。在直角坐标系上一共描出了10个点。下列思考有道理的是( )
A.这10个点无论如何也不在一条直线上,因此小车运动的
v-t图像不可能为一条直线,而应为一条光滑的曲线
B.这10个点中有6个点虽然不在一条直线上,但它们紧挨
在一条直线附近,只有F和B两点离这条直线太远
C.这10个点当中只有4个点能画在一条直线上(A、C、G、I),有6个点不在该直线上,这条直线肯定不能表示小车运动的规律
D.与直线偏差较小的点(D、E、H、J)可能是实验误差造成的,而与直线偏离较大的点(B、F)则可能是实验中出现错误造成的
BD
3.一小球在桌面上从静止开始做加速运动，现用频闪相机在同一底片上多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置编号。如图甲所示，位置1恰为小球刚开始运动的瞬间，作为零时刻。相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最接近________ m /s，v4＝0.18 m/s，v5最接近________ m /s。在图乙中作出小球的速度—时间图像(保留描点痕迹)。
0.12
0.24
一、实验原理
(1)探究小球沿倾斜直槽运动速度变化的特点。(数字计时器)
(2)匀变速直线运动的位移特点
二、实验器材
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。
三、实验步骤
组装器材、记录数据、拍摄频闪照片
四、数据分析
绘制v-t图像，分析数据
五、实验注意事项