高中物理 1.4 速度变化快慢的描述——加速度同步素材（3）教科版必修1

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1、1.4　速度变化快慢的描述——加速度主要内容　　1、实验：瞬时速度的测量　　2、加速度的概念　　3、加速度的正负与加速运动、减速运动的关系内容讲解一、学生实验：瞬时速度的测量1、用光电门传感器测瞬时速度　　　　　　　　光电门传感器　　　　　　　　　　　滑块与挡光片　　①将光电门传感器固定在轨道一侧，连接到数据采集器第一通道。　　②打开数字化实验系统，设置挡光片为U型，点击“开始记录”。　　③依次将四种挡光片固定在滑块上，让滑块从轨道上同一位置滑下，记录下四次挡光时间后，点击“停止”　　④打开“计算表格”，点击“变量”，添加挡光片宽度Δx，点击“公式”，选择“手动输

2、入”，计算平均速度。　　　　　　　　⑤观察可见，随着Δx或时间值的减小，速度越来越趋近于某个定值，该定值即为滑块通过光电门时的瞬时速度。　　⑥点击“绘图”，选取X轴表示挡光片宽度Δx（或挡光片挡光时间Δt），Y轴为平均速度，点击“拟合”，选取合适类型，直接可得到图线方程，由方程可直接求出Δx(或Δt)趋近于零时的瞬时速度。　　如下图：　　也可以把上述数据导入Excel进行处理，处理方法同⑥，如下图：　　2、用打点计时器测量瞬时速度　　打点计时器是高中物理实验常用的仪器，分两种类型，工作原理略有不同，但都是利用50Hz交流电，每隔0.02s打一个点；　　①用U型夹固

3、定打点计时器，让纸带穿过两个限位孔，压在复写纸的下面；　　②闭合电源，用手或小车拉动纸带，纸带上打下点迹，打点完毕立即关闭电源。　　③取下纸点，从清晰的某个点开始标记，用刻度尺测距离，数点子间隔计算时间，求不同小段平均速度，用光电门传感器的数据处理方法求纸带上某一点的瞬时速度。　　④可利用计算机Excel辅助处理数据　　例如求下图中O点的瞬时速度：　　　　　　　　　　　　从上面的数据也可以看出，对打点间隔为0.02s的这条纸点，相邻的一些点之间运动情况大致相同，如果不要求很精确，我们求下图中4点的瞬时速度，可用3到7之间的平均速度粗略代表。　　　　　　　当然，如果

4、用3到5之间的平均速度代表4点的瞬时速度，就会更准确些。用这种方法，可简略地求出以上各点的瞬时速度。可设置如下表格记录数据。　　　　　　　　若以0点作为计时起点，在上表中记录下各标记点所对应的时刻，以速度v为纵轴，时间t为横轴在方格纸上建立直角坐标，以上表中（v，t）为数据，在坐标系中描点，可得到另一种直观反映物理规律的图象，称为速度－时间图象（简称v－t图）。　　　　　　　　　上图为用手拉动纸带所得到的速度－时间图象，反映了用手拉动纸带时，速度随时间变化时大时小。3、速度－时间图象　　速度－时间图象表示物体运动的速度和时间的关系，在v－t图中很容易读出某一时刻所

5、对应的速度，或某一速度所对应的时刻。　　图线平行t轴表示匀速直线运动，速度的正负表示方向，①②为运动方向相反的两个匀速直线运动。　　一条倾斜向上的直线表示正方向速度均匀增加的直线运动（v－t图中③）　　一条倾斜向下的直线表示正方向速度均匀减小的直线运动（v－t图中④）　　　　　　　　　　　　　　　　　二、加速度的概念　　观看豹子捕捉羚羊、导弹打飞机的视频。　　思考：运动的快慢我们使用“速度”这个物理量来描述。在上面的视频中，这种生死的较量，比拼的不仅仅是速度，还要看“灵活”和“机动性好”，那么，灵活、机动性好该用什么物理量来描述呢？　　观看视频：汽车、摩托车、飞机

6、比赛。　　思考：为什么飞机最终能领先？又为什么，一开始是摩托车遥远领先呢？　　回答：飞机最终能领先是因为飞机的速度大；一开始摩托车领先，是因为摩托车速度变化的快。1、变化量和变化率　　就像位置变化快慢用速度来描述，速度的变化快慢也要用一个量来描述。那么，普遍的，一个量的变化快慢，我们都是怎么描述的呢？首先，变化量的定义是：变化量=末量—初量，描述该量的变化大小多少。变化快慢还要看变化量与时间的关系。因为，如果变化的很慢，但是持续时间很长，仍能够使最终变化量很大。这就好像是水滴石穿一样，虽然每滴水使石头发生的变化很小，但是持续很多年，甚至上千年后，积累的效果就会很显

7、著。那么，衡量石头发生变化的快慢，就需要拿石头的变化量除以发生这些变化所用的时间，这个比值称为变化率。　　变化率=，描述该量的变化与时间的关系，即变化的快慢。　　回顾速度的定义，速度是描述位置变化快慢的物理量。位置位置变化量位置变化快慢——位置变化率X△X(位移)△X/△t=速度　　对比，可以得到速度的变化率：速度速度变化量速度变化快慢V△V△V/△t　　2、加速度　　我们称上述得到的表示速度变化快慢的物理量为加速度。表达式是a=，国际单位制中，由于速度的单位是m/s，所以加速度的单位是m/s2。　　1：根据加速度的概念进行判断：　　A点火后即将升空的火箭，由于它

8、还没动，所