第二章勻變速直線運動的研究
[課程匯入]
伽利略在比薩斜塔上，將兩個輕重不同的鐵球同時釋放，結果兩個鐵球同時落地，這裡存在什麼「玄機奧妙」，通過本章的學習將會揭開這個謎。
[課程標準]
1、經歷勻變速直線運動的實驗研究過程，理解位移、速度和加速度，了解勻變速直線運動的規律，體會實驗在發現自然規律中的作用。
2、能用公式和圖象描述勻速直線運動，體會數學在研究物理問題中的重要性。
[結構體系]
第一節實驗：**小車速度隨時間變化的規律
[自主預習]
1．實驗步驟：
（1）「**小車速度隨時間變化規律」的實驗原理如圖2-1-1所示，請寫出實驗所需的器材
（2）根據原理圖，安裝好實驗裝置，將小車停在靠近打點計時器處，接通_______後,再釋放小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一列小點，換上新的紙帶,重複實驗三次。
（3）從三條紙帶中選擇一條點跡清晰且所有點都在同一直線上的紙帶，捨掉開頭一些比較密集的點，在後邊便於測量的地方找乙個開始點標上o，為了測量方便和減小誤差，在選好的開始點後面每打五次點取乙個點，這個點叫做計數點，並標明1、2、3……（如圖2-1-2所示），兩個相鄰計數點的時間間隔就是t=5×0.02s=0.1s。
距離分別是x1、x2、x3……
（4）增減所掛的鉤碼數，重複實驗步驟(2)～(3)，再做兩次實驗.
2．資料處理：
（1）利用紙帶計數點間距離x1、x2、x3……和相對應的時間，根據第一章用打點計時器測量瞬時速度的方法,得出各計數點的瞬時速度， ……其中ｔ＝0.1s；求出各計數點的瞬時速度後，由加速度的定義：計算出小車做直線運動的加速度a。
（2）將得到的瞬時速度值分別填入下表：
（3）作出速度—時間圖象
運用「擬合」描點法畫v-t圖象：在科學上,為了描述實驗中測量量之間的關係,先將其在座標系中描點,然後用一條曲線(包括直線)「擬合」這些點,使畫出的曲線兩側的點數大致相同,這種描點方法叫擬合描點法。
每次實驗，描出的幾個點都大致在一條直線上，由於實驗誤差是不可避免的,所以有些點會落在直線的左邊,有些點落在了直線的右邊，如果是沒有誤差的理想情況，這些點才能全部落在直線上。需要注意的是,如果在擬合這些點時，發現某乙個點離散得較多，遠遠偏離了擬合曲線，則說明此點反映的實驗資料存在問題，應重做這一步實驗或捨去此點。
（4）作出v-t圖象，圖線的斜率就是小車運動的加速度。
3．注意事項：
⑴如使用打點計時器，那麼它必須接在6－8v的低壓交流電源上，如使用電火花計時器，則須接在220v的交流電源上。注意計時器不宜長時間通電，每次都要及時關閉電源開關。
⑵實驗時，先啟動打點計時器，待工作穩定後再讓紙帶運動。另外，複寫紙的油麵要向下，紙帶從複寫紙的下面穿過，這樣紙帶上才能夠打出點來。複寫紙轉軸可前後移動，用以改變振針打在複寫紙的不同位置上，以保證打出的點清晰，同時也可以充分利用複寫紙。
如使用電火花計時器，使用時，首先檢查墨粉紙盤是否已經正確地套在紙盤軸上，檢查兩條紙帶是否已經正確地穿好，墨粉紙盤是否已經夾在兩條紙帶之間。
⑶使用打點計時器，如發現點跡太輕或有拖痕，應檢查打點針是否太短或太長，並予以調整。若使用電火花計時器時發現點跡不清，則需要更換墨粉紙盤。
⑷安裝研究勻變速直線運動的實驗裝置時，初始時要把小車的位置擺正，使紙帶與拉繩的方向一致，且不與計時器的限位槽邊相擦。
⑸由於打點週期比較小，點間距離較小，通常每隔4個實際點取乙個計數點，則計數點間的時間間隔為t＝0.02s×5＝0.1s。
[重難點解析]
1、求各計數點瞬時速度的公式式中x1、x2分別是待求點與其相鄰的前後計數點之間的位移，t為相鄰計數點的時間間隔。
2、小車運動的v-t圖象是一條
[典型題例]
例1．使用電火花計時器來分析物體運動情況的實驗中：
①在如下實驗步驟中，正確合理的排列順序為
a．把電火花計時器固定在桌子上
b．安好紙帶
c．鬆開紙帶讓物體帶著紙帶運動
d．接通220v交流電源
e．按下脈衝輸出開關，進行打點
②在安放紙帶時，要檢查墨粉紙盤是否已經正確地套在還要檢查是否夾在兩條紙帶之間。
答案：合理的順序應為abdec。墨粉紙盤應套在紙盤軸上，目的是使它可以轉動，均勻地被利用。墨粉紙盤夾在兩條紙帶之間，目的是使墨粉紙盤可以更好地轉動。
說明：使用電火花計時器實驗的操作步驟和打點計時器是相仿的，但電火花打點計時器具有打點清晰、實驗誤差小的優點。
[分層作業]
1．根據打點計時器打出的紙帶，我們可以從紙帶上直接得到的物理量是ab ）
a．時間間隔 b．位移 c．加速度 d．平均速度
2．打點計時器振針打點的週期決定於b ）
a．交流電壓的高低b．交流電的頻率
c．永久磁鐵的磁性強弱d．振針與複寫紙間的距離
3．關於計數點的下列說法中正確的是（abd）
a．用計數點進行測量計算，既方便又可減小誤差
b．相鄰計數點間的時間間隔應是相等的
c．相鄰計數點間的距離應是相等的
d．計數點是從計時器打出的實際點中選出來的，相鄰計數點間點跡的個數相等
4．在「**小車速度隨時間變化的規律」的實驗中，下列說法正確的是 ( bc )
a．長木板一定要水平擺放，不能一端高一端低
b．使小車速度的變化盡可能快一些
c．使用刻度尺測量長度時，要讀到最小刻度的下一位
d．作v-t圖時，所描曲線必須經過每乙個點
5．如圖2-1-3所示為某次實驗中打出的一條經過處理後的紙帶，圖中o為小車運動的起始點，a為所選取的第乙個計數點，o點到a點之間有部分點不清晰，相鄰兩個記數點之間有4個點未畫出，電源頻率為50hz，用公釐刻度尺測量後可直接算出（ bc ）
a．從o點到f點運動的時間
b．從a點到f點運動的平均速度
c．c點時的瞬時速度vc
d．g點時的瞬時速度vg
第二節勻變速直線運動的速度與時間的關係
[自主預習]
1、勻變速直線運動：沿著一條直線，且不變的運動。在勻變速直線運動中，如果物體的速度隨時間均勻增加，這個運動叫做如果物體的速度隨時間均勻減少，這個運動叫做
2、勻變速直線運動的v-t圖象是一條
3、勻變速直線運動速度與時間的關係式
[重難點解析]
一、 對速度與時間關係式的理解
1、 速度公式vt= v0+at反映了勻變速直線運動的瞬時速度隨時間變化的規律，式中v0是開始計時時的瞬時速度，也叫初速度，vt是經時間t之後的瞬時速度，通常叫末速度。
2、 速度公式中vt、v0、a都是向量，在直線運動中，規定正方向之後（通常以v0的方向為正方向），都可以用帶正、負號的代數量表示，因此，對計算結果中的正、負，應根據正方向的規定加以說明。如vt＞0，表明末速度與初速度同向，若a＜0，表明加速度與v0反向。
3、 若物體做勻減速運動，以v0的方向為正方向，當vt=0時，由vt= v0+at可求出物體的運動時間t= v0/a。
4、 當v0=0時，vt=at，表明瞬時速度與時間成正比。
二、 對圖象的理解
1、用圖象法處理問題的優點：形象直觀，清晰便捷，能非常直觀地反映運動物體的速度隨時間變化的情況，便於從整體上認識運動的特點。
2、幾種變速運動的v-t圖象
（1）勻速直線運動的v-t圖象平行於t軸。
（2）初速度為零的勻加速直線運動的v-t圖象是一條過原點的傾斜的直線。
（3）初速度不為零的勻變速直線運動的v-t圖象是一條在v軸上有截距的傾斜的直線。
（4）做變加速運動的v-t圖象是一條曲線。
在v-t圖象中，直線的斜率等於物體的加速度，曲線上各點的斜率等於該時刻物體的加速度。
3、關於交點的理解
（1）兩條圖線相交，表明在該時刻兩物體具有相同的速度。
（2）圖線與t軸相交，表明此時刻物體的速度為零，圖線跨過t軸表示運動方向改變。
（3）圖線與v軸相交：表示物體的初速度。
[典型題例]
例1．一質點從靜止開始以1m/s2的加速度勻加速運動，經5s後作勻速運動，最後2s的時間使質點勻減速到零，則質點勻速運動的速度是多大？減速運動時的加速度是多大？
解析：質點的運動過程包括加速→勻速→減速三個階段，如圖2-2-1所示，ab段為加速階段，bc為勻速階段，cd為減速階段，勻速運動的速度即為加速階段的末速度vb。
故vb=v0+at=0+1×5=5m/s，而質點作減速運動的初速度即為勻速運動的速度，即：vb=vc=5m/s。在cd段的減速運動過程中：
末速度vd=0，由vt=v0+at得（m/s2），負號表示a的方向與初速度方向相反。
拓展：解題時要正確分析題意，畫出物體運動過程的圖形，展示物體的運動過程，再運用相應的物理規律來求解；對於分段運動，一定要找出它們之間的聯絡，如前一段的末速度大小等於後一段初速度的大小。
例2．如圖2-2-2所示是某質點直線運動的v-t圖象，請回答：
（1）質點在ab、bc、cd段的過程各做什麼運動？
（2）ab、cd段的加速度各是多少？
（3）質點在2s末的速度多大？
解析：（1）ab、cd段的v-t圖是傾斜直線，說明這兩段時間速度變化是均勻變化的，故質點在這兩段作勻變速直線運動，ab段是勻加速，cd段是勻減速；bc是平行於x軸直線，質點作勻速直線運動。
（2）由加速度的定義：得：
m/s2
同理可得cd段的加速度acd=-2m/s2
若利用v-t圖線的斜率大小等於加速度大小，也可得到aab=1m/ s2，acd= =-2m/s2。
（3）由圖象知2s末的速度為4m/s
拓展：正確理解v-t圖線的物理意義，並能從中提取相關資訊是解題的關鍵；從v-t圖象中,既可以看出質點速度大小的變化情況,又可以看出速度方向的變化情況；本題圖中反應出質點的運動是分段變化的,因此要從幾個時間段來分析質點的運動。
第二章勻變速直線運動的研究B
一.選擇題 1 12單選，12 15多選 1 某質點做直線運動時位移x與時間t的關係為x 5 3t t2 各物理量均採用國際單位 則該質點 a 在第1s內發生的位移為9m b 任意1s內的速度增量的大小都是3m s c 前3s內的平均速度的大小是6m s d 任意相鄰的ls內位移之差都是1m 2 汽...
第二章勻變速直線運動公式 規律總結
1 勻變速直線運動的基本公式 速度公式 vt v0 at 位移公式 速度位移公式 平均速度公式 任何運動都適用 注意 勻變速直線運動中涉及到v0 vt a s t五個物理量，其中只有t是標量，其餘都是向量。上述四個公式都是向量式。通常選定v0的方向為正方向，其餘向量的方向依據其與v0方向相同或是相反...
第二章勻變速直線運動的研究經典例題解析
例1 圖所示為在直線上運動的汽車圖線，則下列答案正確的是 a 汽車在4小時內的位移為120千公尺。b 汽車在第2小時至第5小時的平均速度為 40千公尺 小時。c 汽車在第1小時末的的瞬時速度為60千公尺 小時。d 汽車在第5小時末回到原出發點，其瞬時速度為 120千公尺 小時。e 汽車在開始運動後1...