第二章 运动的描述知识点— 【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册教案

必修一

第二章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

一、实验思路

把一端带有滑轮的长木板平放在实验桌上，木板上放一个可以左右移动的小车，小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过滑轮系有槽码的细绳。小车在槽码的牵引下运动，通过研究纸带上的信息，就可以知道小车运动的速度是怎样随时间变化的。

实验器材有：电磁打点计时器，6v低压电源，复写纸，导线，一段带有滑轮的长木板，小车，细绳，钩码，刻度尺，坐标纸（用来做v-t图像）。注意不需要用秒表。二、进行实验（实验步骤）

①把一端带有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端，连接好电路。

②让小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过滑轮系有槽码的细绳，把小车停在靠近打点计时器的位置。

③先接通电源启动计时器，然后放开小车，让它拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一行小点。随后，立即关闭电源。

④增减所挂的槽码（或在小车上放置重物），更换纸带，再做两次实验。

注意事项：

1、开始释放小车的时候，小车应该靠近打点计时器。

2、先通电，后释放小车。

3、打点完毕，马上关闭电源。

4、钩码的质量要适中，不能质量太大，也不能质量太小。

5、实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们被碰坏或跌坏。

三、数据记录（处理纸带）

为了便于测量，舍掉纸带开头一些过于密集的点，找一个适当的点作为计时起点。在纸带起始端附近，取一个开始的计数点为0下面连续四个点为一个计数点。 计数点瞬时速度的求法：以纸带上某点为中间时刻取一小段位移，用这段位移的平均速度表示这点的瞬时速度。

时间距离某点左右相邻的两点的=∆∆=

t x v

四、数据分析

v-t 图像做法：通过观察、思考，找出这些点的分布规律，让尽可能多的点处在直线上，不在直线上的点应对称地分布在直线两侧。

实验结论：

①图线为一条倾斜的直线；

②小车的速度随时间均匀增加，即小车在做匀加速直线运动。

2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系

一、匀变速直线运动

匀变速直线运动：沿着一条直线，且加速度不变的运动。

特点：①加速度a恒定不变

②v-t图像是一条倾斜的直线

两类匀变速直线运动：

①匀加速直线运动：物体的速度随时间均匀增加。

②匀减速直线运动：物体的速度随时间均匀减小。

v-t图像的理解：

①其上每一个点表示某一时刻的速度，正负表示速度的方向（即物体运动的方向）。

②直线的斜率表示加速度，斜率的正负表示加速度的方向。

注意：不能从斜率正负说明质点做加速运动或减速运动。

③图象经过时间轴说明速度方向改变。

④图象出现折点说明加速度改变。

二、速度与时间的关系

v= v0+ at（末速度=初速度+增加的速度）

（一般以v0的方向为正方向，则对于匀加速直线运动，加速度取正值；对于匀减速直线运动，加速度取负值。）

特殊例子：

①当v0= 0 时，v = at，物体做初速度为零的匀加速直线运动。

②当a = 0 时，v= v0 ，物体做匀速直线运动。

2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系

一、匀速直线运动的位移

在v-t 图像中图线与坐标轴围成的面积等于位移的大小。

位移：x=vt

二、匀变速直线运动的位移 位移公式：202

1at t v x += ①不管图线的形状如何，在v-t 图像中，图线与坐标轴所围的面积大小都表示相应的位移。面积在t 轴上方表示位移为正，下方表示位移为负。

②因为υ0、α、x 均为矢量，使用公式时应先规定正方向。若物体做匀加速运动,a 取正值;若物体做匀减速运动,则a 取负值。

③若v 初=0,则22

1at x = ④代入数据时,各物理量的单位要统一用国际单位制。

二、速度与位移的关系

ax v v 2202=-

①当v 0=0时，v 2=2ax ，物体做初速度为零的匀加速直线运动，如自由落体问题。 ②当v=0时，-v 02=2ax ，物体做匀减速直线运动直到静止，如刹车问题。

2.4自由落体运动

一、自由落体运动

1、定义：物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动叫自由落体运动。

2、特点：①从静止开始下落，即初速度v0为零。

②只受重力。

二、自由落体加速度

①定义：物体在自由落体运动中的加速度叫作自由落体加速度，也叫作重力加速度。

②符号：通常用g表示。

③方向：竖直向下。

④大小：一般g =9.8m/s2，粗略计算g=10m/s2。

三、自由落体运动的规律

自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以，匀变速直线运动公式也适用于自由落体运动。