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。

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：

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

④代入数据时,各物理量的单位要统一用国际单位制。

速度与位移的关系

①当v₀=0时，v²=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，-v₀²=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。

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