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匀变速直线运动教案

05/18

个性化教学辅导教案

知识点:1 掌握匀变速直线运动的规律 2,掌握匀变速直线运动的导出规律 3 打点计时器的相关问题 4.掌握自由落体运动规律

教学 目标 考点:匀变速直线运动的图像是重点,打点计时器求加速度,灵活运用匀变速直线运动的规律。

能力:熟练掌握匀变速运动有关的知识,灵活的加以运用和拓展。 方法:教师讲解—学生掌握—学生提问---学生练习 难点 重点 难点在于速度、时间以及位移这三者物理量之间的关系图像。 课前 检查 作业完成情况:优□ 良□ 中□ 差□ 建议__________________________________________ 【自主学习】 一、匀变速直线运动 定义:在相等的时间内速度的变化相等的直线运动叫做匀变速直线运动. 特点:加速度大小、方向都不变. 对比,匀变速曲线运动。 二、匀变速直线运动的规律

课 堂 教 学 过 程

过 程

说明:(1)以上公式只适用于匀变速直线运动. (2)四个公式中只有两个是独立的,即由任意两式可推出另外两式.四个公式中有五个物 理量,而两个独立方程只能解出两个未知量,所以解题时需要三个已知条件,才能有解. (3)式中 v0、vt、a、x 均为矢量,方程式为矢量方程,应用时要规定正方向,凡与正方向 相同者取正值,相反者取负值;所求矢量为正值者,表示与正方向相同,为负值者表示与正 方向相反.通常将 v0 的方向规定为正方向,以 v0 的位置做初始位置. (4)以上各式给出了匀变速直线运动的普遍规律.一切匀变速直线运动的差异就在于 它们各自的 v0、a 不完全相同,例如 a=0 时,匀速直线运动;以 v0 的方向为正方向; a>0 时,匀加速直线运动;a<0 时,匀减速直线运动;a=g、v0=0 时,自由落体应动;a=g、v0≠0 时,抛体运动. (5) 对匀减速直线运动, 有最长的运动时间 t=v0/a, 对应有最大位移 x=v02/2a, 若 t>v0/a, 一般不能直接代入公式求位移。 三、匀变速直线运动的重要推论 (1)任意两个连续相等的时间间隔 T 内的位移之差是一个恒量,

(2)在一段时间 t 内,中间时刻的瞬时速度 v 等于这段时间的平均速度,

(3)中间位移处的速度:

三、初速度为零的匀加速直线运动(设 T 为等分时间间隔): ⑴、1T 末、2T 末、3T 末……瞬时速度的比为 ⑵、1T 内、2T 内、3T 内……位移的比为 ⑶、第一个 T 内,第二个 T 内,第三个 T 内……位移的比为

⑷、从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比

四、打点计时器问题主要求两个物理量,中间某一点速度的求法,加速度的求法。 1.纸带的初步处理 舍弃最开始点子太密的部分,每隔四个点取一个计数点,相邻,两个计数点之间

的时间为 0.02*5=0.1S,这样可以给数据计算带来方便。 2.处理纸带数据的两个公式: 做匀速直线运动的物体,在某段时间内的平均速度等于这这段时间的中间时刻的瞬时速度, 还 等 于 这 段 时 间 的 初 、 末 时 刻 的 速 度 的 算 术 平 均 值 。

注意,中间时刻与中间位置的区别。 物体做加速度为 a 的匀变速直线运动在相邻的相等时间间隔内,设时间间隔为 T,的位移之 差相等,且等于 aT^2.

【重点精析】1、基本公式中的 v0、vt、a、x 都是矢量,在直线运动中,若规定正方向,它 们都可用带正、负号的代数值表示,把矢量运算转化为代数运算.通常情况下取初速度方向为 正方向,凡是与初速度同向的物理量取正值,凡是与初速度 v0 反向的物理量取负值。 2、对物体做末速度为零的匀减速直线运动,常逆向思维将其视为初速度为零、加速度大小 相同的匀加速直线运动,解题时方便实用。 3、注意联系实际,切忌硬套公式,例如刹车问题应首先判断车是否已经停下来。 4.匀变速直线运动的求解方法: 1、基本公式法:是指速度公式和位移公式,它们均是矢量式,使用时应注意方向性.一般以

v0 的方向为正方向,其余与正方向相同者取正,反之取负。 2、中间时刻速度法 利用“任一时间 t 内中间时刻的瞬时速度等于这段时间 t 内的平均速度”,适用于任何一个匀 变速直线运动,有些题目应用它可以避免常规解法中用位移公式列出的含有 t2 的复杂式子, 从而简化解题过程,提高解题速度。 3、比例法 对于初速度为零的匀加速直线运动与末速度为零的匀减速运动,可利用初速度为零的匀加 速直线运动的五大重要特征的比例关系,用比例法求解。 4、逆向思维法 把运动过程的“末态”作为“初态”的反向研究问题的方法。一般用于末态已知的情况。 5、图象法 应用 v-t 图象,可把复杂的问题转变为较为简单的数学问题解决,尤其是用图象定性分析, 可避开繁杂的计算,快速找出答案。 6、巧用推论 Δx=xn+1-xn=aT2 解题 匀变速直线运动中,在连续相等的时间 T 内的位移之差为一恒量,即 xn+1-xn=aT2,对 一般的匀变速直线运动问题,若出现相等的时间间隔,应优先考虑用 Δx=aT2 求解。 【典型例题】 【例1】 一个做匀加速直线运动的物体,在头 4s 内经过的位移为 24m,在第二个 4s 内经过 的位移是 60m.求这个物体的加速度和初速度各是多少? 【例2】 物体以一定的初速度从 A 点冲上固定的光滑的斜面, 到达斜面最高点 C 时速度恰好 为零,如图所示.已知物体运动到斜面长度 3/4 处的 B 点时,所用时间为 t,求物 体从 B 运动到 C 所用的时间。 【

例3】 汽车初速度 v0=20m/s,刹车后做匀减速直线运动,加速度大小为 a=5m/s2,求: (1)开始刹车后 6s 末汽车的速度; (2)10s 末汽车的位置。 【例4】 利用打点计时器测定匀加速直线运动的小车的加速度,如图所示,给出了该次实 验中,从 0 点开始,每 5 个点取一个计数点的纸带,其中 0、1、2、3、4、5、6 都为计数点,测得:

(1) 在计时器打出点 1、2、3、4、5 时,小车的速度分别为: (2) 作出速度—时间图象,并由图象求出小车的加速度 a______. 变形题:如图所示,某同学在做“研究匀变速直线运动”的试验中,由打点计时器得到表示 小 车 运 动 过 程 的 一 条 清 晰 纸 带 , 纸 带 上 两 相 邻 计 数 点 的 时 间 间 隔 为 0.10s

则打 A 点时瞬时速度的大小为________cm/s,小车的加速度为________ cm /

s2 。

一质点从静止开始以 1 m / s 2 的加速度做匀加速直线运动,经过 5s 后做匀速运动,最后 2s 的时间使质点匀减速到静止, 则质点匀速运动时速度多大?减速运动时的加速度是怎样的? 【例 5】如下图所示为一质点运动的位移随时间变化的图像,图像是一条抛物线,方程为 ,下列说法正确的是( ) A. 质点做匀减速运动,最大位移是 80 m; B.质点的初速度是 20m/s; C 质点的加速度大小是 5 m / s 2 ; D. t=4s 时,质点的速度为零。

【针对练习】 1.下列关于速度和加速度的说法中,正确的是(

)

A.加速度与速度没有直接的联系,速度很大时,加速度可大可小也可负 B.当加速度与速度方向相同且又减小时,物体却做加速运动 C.物体的速度变化量越大,加速度越大 D.物体的速度变化越快,加速度越大 2 一辆汽车从车站以初速度为零匀加速直线开去,开出一段时间之后,司机发现一乘客 未上车,便紧急刹车做匀减速运动.从启运到停止一共经历 t=10s,前进了 15m,在此过程 中,汽车的最大速度为( A.1.5m/s C.4m/s ) B.3m/s D.无法确定

3 在 t=0 的时刻,从地面附近的空中某点释放一小球,它自由下落,落地后反弹,且每 次反弹都能到达最初的出发点,取竖直向上为正方向.设小球与地面的碰撞时间和小球在空 中所受空气阻力都忽略不计, 则小球的速度 v 随时间 t 变化的关系可表示为图中的哪个 ( )

4 (贵州清华实验中学 09-10 学年高一上学期期中)甲乙两个质点同时同地向同一方向做 直线运动,它们的 v-t 图象如右图所示,则前 4s 内( A.乙比甲运动得快 B.2s 末乙追上甲 C.甲的平均速度大于乙的平均速度 D.乙追上甲时距出发点 40m 远 5 如图所示,光滑斜面上的四段距离相等,质点从 O 点由静止开始下滑,做匀加速直线 运动,先后通过 a、b、c、d

„,下列说法正确的是( ) )

A.质点由 O 到达各点的时间之比 ta∶tb∶tc∶td=1∶ 2∶ 3∶2 B.质点通过各点的速率之比 va∶vb∶vc∶vd=1∶ 2∶ 3∶2 C.在斜面上运动的平均速度 v =vb D.在斜面上运动的平均速度 v =vd/2 6.频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段.在暗室中,照相机的快门处于常开状态, 频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在 几个闪光时刻的位置.右图是小球自由下落时的频闪照片,频闪仪每隔 0.04s 闪光一次.通 过这幅照片测量自由落体运动的加速度是________.

7 (湖南师大附中 09-10 学年高一上学期期中)某同学在“用打点计时器测速度”的实验 中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出 0、1、2、3、4、5、 6 共 7 个测量点,每两个相邻的测量点之间还有四个点没标出,其部分相邻点间的距离如图

所示,完成下列问题.

(1) 关于打点计时器的时间间隔,下列是四位同学各自发表的看法,其中正确的是 ________. A.电源电压越高,每打两个点的时间间隔就越短 B.纸带速度越大,每打两个点的时间间隔就越短 C.打点计时器连续打两个点的时间间隔由电源的频率决定 D.如果将交流电源改为直流电源,打点计时器连续打两个点的时间间隔保持不变 (2)计算出打下点 4 时小车的瞬时速度为________,求出小车的加速度为________.(要 求计算结果保留三位有效数字) 8 一隧道限速 36km/h.一列火车长 100m,以 72km/h 的速度行驶,驶至距隧道 50m 处开 始做匀减速运动,以不高于限速的速度匀速通过隧道.若隧道长 200m.求: (1)火车做匀减速运动的最小加速度; (2)火车全部通过隧道的最短时间.(如图所示)

9 竖直升空的火箭,其速度图象如图所示,由图可知( ) A. 火箭上升到最高点所用时间是 40s B.火箭前 40s 上升,以后下降 C.火箭的加速度始终是 20m/s2 D.火箭离地最大的高度是 48000m

10 某物体沿直线运动的 v-t 图像如图所示,由图可以看出物体( ) A. 沿直线向一个方向运动 B. 沿直线做往复运动 C. 加速度不变 D. 做匀变速直线运动

11 汽车先以 a1=0.5m/s2 的加速度由静止开始做匀加速直线运动,在 20s 末改做匀速直线运 动,当匀速运动持续 10s 后,因遇到障碍汽车便紧急刹车,已知刹车的加速度为 a2=-2m/s2, 求: (1)汽车匀速运动时的速度大小; (2)汽车刹车后的 6s 内所通过的位移; (3)在坐标图上画出该汽车运动全过程的速度一时间图象。 12 一辆巡逻车最快能在 10 s 内由静止匀加速到最大速度=mv50 m/s, 并能保持这个速度匀速 行驶,问该巡逻车在平

直的高速公路上由静止追上前方 2000 m 处正以 v=35 m/s 的速度匀速 行驶的汽车,至少需要多少时间? 13 已知一汽车在平直公路上以速度 v0 匀速行驶, (1) 司机突然发现在前方 x=90m 的地方有路障,开始紧急刹车,已知刹车的加速度是 a1=-5m/s2,汽车刚好在路障前面停下,求汽车原来的速度 v0 是多少? (2) 若汽车的刹车加速度是 a2=-3m/s2,初速度不变,为使汽车不撞上路障,司机必须提 早多少米发现路障 14 如图所示为在直线上运动的汽车 s--t 图线,则下列答案正确的是( ) A.汽车在 4 小时内的位移为 120 千米。 B.汽车在第 2 小时至第 5 小时的平均速度为-40 千米/小时。 C.汽车在第 1 小时末的的瞬时速度为 60 千米/小时。 D.汽车在第 5 小时末回到原出发点,其瞬时速度为-120 千米/小时。 E.汽车在开始运动后 10 小时内的平均速率为 48 千米/小时,平均速率为零。 F.汽车在第 4.5 小时末的位置距出发点 60 千米。

15 图所示为一物体沿直线运动的 图线,则 (1)0~20 秒物体的位移为 多少,所行的路 程为多少 。 (2)0~20 秒物体的平均速率为多少,平均速度为 多少。 (3)2 秒末的加速度为 多少 。 (4)2 秒末的速度为 多少。 (5)在第 几秒末,物体开始转向运动。


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