必修一
第二章勻變速直線運動的研究

2.1實驗探究小車速度隨時間變化的規律
一、實驗思路
把一端帶有滑輪的長木板平放在實驗桌上，木板上放一個可以左右移動的小車，小車一端連接穿過打點計時器的紙帶，另一端連接繞過滑輪系有槽碼的細繩。小車在槽碼的牽引下運動，通過研究紙帶上的信息，就可以知道小車運動的速度是怎樣隨時間變化的。
實驗器材有：電磁打點計時器，6v低壓電源，復寫紙，導線，一段帶有滑輪的長木板，小車，細繩，鉤碼，刻度尺，坐標紙（用來做v-t圖像）。注意不需要用秒表。
二、進行實驗（實驗步驟）
①把一端帶有滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，打點計時器固定在長木板沒有滑輪的一端，連接好電路。
②讓小車一端連接穿過打點計時器的紙帶，另一端連接繞過滑輪系有槽碼的細繩，把小車停在靠近打點計時器的位置。
③先接通電源啟動計時器，然后放開小車，讓它拖著紙帶運動，打點計時器在紙帶上打下一行小點。隨后，立即關閉電源。
④增減所掛的槽碼（或在小車上放置重物），更換紙帶，再做兩次實驗。
注意事項：
1、開始釋放小車的時候，小車應該靠近打點計時器。
2、先通電，后釋放小車。
3、打點完畢，馬上關閉電源。
4、鉤碼的質量要適中，不能質量太大，也不能質量太小。
5、實驗時要注意保護小車及滑輪，要避免它們被碰壞或跌壞。
三、數據記錄（處理紙帶）
為了便于測量，舍掉紙帶開頭一些過于密集的點，找一個適當的點作為計時起點。在紙帶起始端附近，取一個開始的計數點為0下面連續四個點為一個計數點。
計數點瞬時速度的求法：以紙帶上某點為中間時刻取一小段位移，用這段位移的平均速度表示這點的瞬時速度。

四、數據分析
v-t圖像做法：通過觀察、思考，找出這些點的分布規律，讓盡可能多的點處在直線上，不在直線上的點應對稱地分布在直線兩側。
實驗結論：
①圖線為一條傾斜的直線；
②小車的速度隨時間均勻增加，即小車在做勻加速直線運動。

2.2勻變速直線運動的速度與時間的關系
一、勻變速直線運動
勻變速直線運動：沿著一條直線，且加速度不變的運動。

特點：①加速度a恒定不變
②v-t圖像是一條傾斜的直線
兩類勻變速直線運動：
①勻加速直線運動：物體的速度隨時間均勻增加。
②勻減速直線運動：物體的速度隨時間均勻減小。
v-t圖像的理解：
①其上每一個點表示某一時刻的速度，正負表示速度的方向（即物體運動的方向）。
②直線的斜率表示加速度，斜率的正負表示加速度的方向。
注意：不能從斜率正負說明質點做加速運動或減速運動。
③圖象經過時間軸說明速度方向改變。
④圖象出現折點說明加速度改變。
二、速度與時間的關系
v= v₀+ at（末速度=初速度+增加的速度）
（一般以v₀的方向為正方向，則對于勻加速直線運動，加速度取正值；對于勻減速直線運動，加速度取負值。）
特殊例子：
①當v₀= 0 時，v = at，物體做初速度為零的勻加速直線運動。
②當 a = 0 時，v= v₀_，物體做勻速直線運動。

2.3勻變速直線運動的位移與時間的關系
一、勻速直線運動的位移
在v-t圖像中圖線與坐標軸圍成的面積等于位移的大小。
位移：x=vt
二、勻變速直線運動的位移
位移公式：

①不管圖線的形狀如何，在v-t圖像中，圖線與坐標軸所圍的面積大小都表示相應的位移。面積在t軸上方表示位移為正，下方表示位移為負。
②因為υ₀、α、x均為矢量，使用公式時應先規定正方向。若物體做勻加速運動,a取正值;若物體做勻減速運動,則a取負值。
③若v_初=0,則

④代入數據時,各物理量的單位要統一用國際單位制。

速度與位移的關系

①當v₀=0時，v²=2ax，物體做初速度為零的勻加速直線運動，如自由落體問題。
②當v=0時，-v₀²=2ax，物體做勻減速直線運動直到靜止，如剎車問題。

2.4自由落體運動
一、自由落體運動
1、定義：物體只在重力作用下，從靜止開始下落的運動叫自由落體運動。
2、特點： ①從靜止開始下落，即初速度v₀為零。
②只受重力。
二、自由落體加速度
①定義：物體在自由落體運動中的加速度叫作自由落體加速度，也叫作重力加速度。
②符號：通常用g表示。
③方向：豎直向下。
④大小：一般g =9.8m/s²，粗略計算g=10m/s²。
三、自由落體運動的規律
自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動，所以，勻變速直線運動公式也適用于自由落體運動。

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