第一章勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)【概念解析與練習(xí)】

1、第一章 勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)本章學(xué)習(xí)提要1自然界中物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)形式是多種多樣的，我們把物體空間位置隨時(shí)間發(fā)生變化的現(xiàn)象叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng)。描述物體運(yùn)動(dòng)的物理量有位移和路程、速度、平均速度和加速度等，理解這些物理量的物理意義是研究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其他物理規(guī)律的起點(diǎn)。2本章的重點(diǎn)是研究物體做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。要注重學(xué)習(xí)分析問(wèn)題和歸納、綜合運(yùn)用知識(shí)的方法。在“學(xué)習(xí)包自由落體運(yùn)動(dòng)”中，通過(guò)自主學(xué)習(xí)初步學(xué)會(huì)科學(xué)探究的方法。3通過(guò)質(zhì)點(diǎn)概念的建立，知道在物理學(xué)中建立理想模型是必要的科學(xué)方法；通過(guò)對(duì)速度、加速度等物理量定義的學(xué)習(xí)，知道物理量定義常用“比”來(lái)表達(dá)。4本章學(xué)習(xí)開(kāi)始運(yùn)用數(shù)字化信息系統(tǒng)（DIS）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，將運(yùn)

2、用DIS測(cè)定位移和速度；測(cè)定加速度。5感悟勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律在社會(huì)生活中的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。A 質(zhì)點(diǎn) 位移和時(shí)間一、學(xué)習(xí)要求通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)應(yīng)知道什么是質(zhì)點(diǎn)；怎樣用坐標(biāo)系表示質(zhì)點(diǎn)的位置和位移；位移與路程的區(qū)別；矢量與標(biāo)量的區(qū)別等，還要懂得在什么情況下物體可以看作質(zhì)點(diǎn)，會(huì)計(jì)算位移和路程，了解“全球定位系統(tǒng)現(xiàn)實(shí)生活中的重要作用”。二、要點(diǎn)辨析1什么情況下可把物體看作質(zhì)點(diǎn)？在兩種情況下，可以把物體看作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)：一是物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體上所有點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)都相同，可以把它看作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。如我們研究列車(chē)在平直軌道上行駛，各節(jié)車(chē)廂的運(yùn)動(dòng)情況是一樣的，因而可以把整個(gè)列車(chē)看作質(zhì)點(diǎn)來(lái)考察，而不必去考慮各節(jié)車(chē)廂、各個(gè)部分的情

3、況。二是在研究?jī)蓚€(gè)物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果兩者間的距離遠(yuǎn)比物體本身的大小大得多，可將物體看作質(zhì)例如研究人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以把衛(wèi)星看成質(zhì)點(diǎn)，但在研究衛(wèi)星本身的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，就不能把衛(wèi)星看成質(zhì)點(diǎn)?？梢?jiàn)，并不是物體要小到像一個(gè)點(diǎn)時(shí)，才能把它看作質(zhì)點(diǎn)。2位移與路程有什么區(qū)別？位移是質(zhì)點(diǎn)位置的變化，它的大小是起點(diǎn)至終點(diǎn)的距離，方向由起點(diǎn)指向終點(diǎn)，是一個(gè)矢量。路程是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度，它只有大小沒(méi)有方向，是一個(gè)標(biāo)量，在單方向的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中，位移的大小才等于路程，一般情況下路程都大于位移。三、例題分析【例1】一列火車(chē)長(zhǎng)200m，在以下兩種情況下，能不能把火車(chē)看作質(zhì)點(diǎn)？（1）計(jì)算從上海行駛到北京約1400km路

4、程所需的時(shí)間。（2）計(jì)算通過(guò)長(zhǎng)300m的鐵橋所需的時(shí)間?！窘獯稹浚?）當(dāng)計(jì)算火車(chē)從上海駛到北京約1400km路程所需時(shí)間時(shí)，火車(chē)的長(zhǎng)度只是全路程的幾千分之一，屬于次要因素，可以忽略。這時(shí)可以把火車(chē)看作質(zhì)點(diǎn)。（2）當(dāng)計(jì)算火車(chē)通過(guò)長(zhǎng)為300m的鐵橋所需的時(shí)間時(shí)，由于從車(chē)頭上橋到車(chē)尾離橋都屬于火車(chē)過(guò)橋的過(guò)程。所以火車(chē)過(guò)橋的實(shí)際路程是500m，這時(shí)火車(chē)的長(zhǎng)度是重要因素，不能忽略，因此不能將火車(chē)看作質(zhì)點(diǎn)了。【例2】如圖所示，坐標(biāo)系中質(zhì)點(diǎn)從A經(jīng)O至B，質(zhì)點(diǎn)的位移和路程分別為多少？【解答】sA18cm，sB10cm。sssBsA（1018）cm8cm，即位移大小為8cm，沿s軸的負(fù)方向。路程s（1810）c

5、m28cm。四、基本訓(xùn)練A組1 什么是質(zhì)點(diǎn)？在什么情況下可以將物體看作質(zhì)點(diǎn)？自行車(chē)是否可以看作質(zhì)點(diǎn)？2 關(guān)于質(zhì)點(diǎn)，以下說(shuō)法中正確的是（ ）。（A）體積很小的物體可以看作質(zhì)點(diǎn)（B）物體抽象為質(zhì)點(diǎn)后。物體自身的大小和質(zhì)量都可以忽略不計(jì)（C）在某些情況下，月球可以看作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)；在某些情況下，小汽車(chē)卻不能看作質(zhì)點(diǎn)（D）研究乒乓球旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以把它看作質(zhì)點(diǎn)3 如圖所示的圓形大花壇，其道路半徑為r，甲、乙兩人均從A抵達(dá)B，甲沿直徑走，乙繞半圓弧走，他們的位移和路程各是多少？4 如圖所示，兩批登山運(yùn)動(dòng)員從大本營(yíng)A出發(fā)，分別沿兩條不同路徑（如圖上虛線(xiàn)所示）到達(dá)頂峰B，所經(jīng)過(guò)的_不同，但_是相同的。（均選填“位移

6、”或“路程”）。在圖上畫(huà)出登山運(yùn)動(dòng)員從大本營(yíng)到山頂頂峰的位移矢量。5 如圖所示，游泳池中有一個(gè)人沿直線(xiàn)游泳。他以A為起點(diǎn)，先經(jīng)過(guò)B點(diǎn)，后至池對(duì)岸C點(diǎn)后返回至D點(diǎn)。各段距離在圖上已標(biāo)明。（1）以A為原點(diǎn)建立向右為正方向的坐標(biāo)系。（2）在坐標(biāo)系中標(biāo)明B、D的位置。（3）求出此人從B運(yùn)動(dòng)至D的位移。（4）計(jì)算此人從B經(jīng)C至D的路程。6 用時(shí)間軸可以表示不同的時(shí)刻和經(jīng)過(guò)的時(shí)間。如圖所示，圖中A點(diǎn)代表的時(shí)刻為_(kāi)，A、B兩點(diǎn)間代表的時(shí)間間隔為_(kāi)。圖中C、D兩點(diǎn)間代表的時(shí)間間隔為_(kāi)。7 某人向東行走6km，再向北行走10km，又向南行走2km，他行走的路程為_(kāi)km，位移大小為_(kāi)km，位移方向?yàn)開(kāi)。8 某人看

7、見(jiàn)月亮從云層中穿出來(lái)時(shí)所取的參照物是（ ）。（A）正在地面上行駛的車(chē)（B）身旁的樹(shù)木（C）云層（D）此人自己B組9 關(guān)于位移和路程的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是（ ）。（A）位移大小有可能大于它的路程（B）位移大小一定不等于它的路程（C）物體通過(guò)一段路程，位移可能為零（D）物體沿直線(xiàn)向某一方向運(yùn)動(dòng)，那么通過(guò)的路程就是位移10 上海至臺(tái)北飛機(jī)直航的位移是多少？從上海經(jīng)香港再飛往臺(tái)北，路程又是多少？（通過(guò)查閱相關(guān)資料解答） 勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的圖像一、學(xué)習(xí)要求本節(jié)學(xué)習(xí)要理解勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，要理解s-t圖的物理意義，能通過(guò)圖像求勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度，從圖線(xiàn)的斜率判斷速度的大小，學(xué)習(xí)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的v-t圖，要理

8、解該圖像的物理意義，知道圖線(xiàn)與t軸間所圍的“面積”的數(shù)值就等于位移的大小。感悟圖像在描述物理規(guī)律時(shí)的形象、直觀(guān)、簡(jiǎn)潔美。二、要點(diǎn)辨析1s-t圖s-t圖簡(jiǎn)稱(chēng)位移圖像，它顯示物體位移和時(shí)間的關(guān)系。要注意位移圖像不是物體運(yùn)動(dòng)的軌跡圖像。如圖1-6所示的s-t圖中，ab線(xiàn)段表示物體在04s內(nèi)任一時(shí)刻離開(kāi)原點(diǎn)的位移，而不表示物體沿ab線(xiàn)段運(yùn)動(dòng)。從圖中可以看出04s內(nèi)，物體離開(kāi)原點(diǎn)的位移沒(méi)有變，都是4m，顯然這物體是靜止在離開(kāi)原點(diǎn)4m的地方，圖中的Oc直線(xiàn)表示另一物體運(yùn)動(dòng)的位移和時(shí)間成正比，說(shuō)明該物體在做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，顯然Oc也不是物體運(yùn)動(dòng)的軌跡圖像。Oc的斜率就等于物體運(yùn)動(dòng)的速度大小，即tanv，可見(jiàn)越

9、大，物體運(yùn)動(dòng)的速度越大；越小，物體運(yùn)動(dòng)的速度越?。?時(shí)，即直線(xiàn)平行予t軸（如直線(xiàn)ab一樣），物體運(yùn)動(dòng)的速度為零，即物體靜止。在用圖線(xiàn)的斜率表示速度的大小時(shí)，在同一幅圖中比較才有意義。若是兩幅圖，位移標(biāo)度相同，時(shí)間標(biāo)度取得不一樣，如圖1-7所示，它們的傾角不同，21，但兩者卻有相同的速度所以這時(shí)不能說(shuō)直線(xiàn)OP的傾角越大，速度也一定越大。教材中所講的自動(dòng)記錄儀，筆尖A在上下運(yùn)動(dòng)，B是勻速移動(dòng)的方格坐標(biāo)紙，圖中的曲線(xiàn)C是筆在坐標(biāo)紙上劃的墨線(xiàn)，這墨線(xiàn)也不是筆尖A的運(yùn)動(dòng)軌跡，A的運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)是上下的一條直線(xiàn)。同學(xué)們可以觀(guān)察計(jì)算機(jī)打印機(jī)打印頭的運(yùn)動(dòng)，體驗(yàn)上述所講的情景。2v-t圖v-t圖簡(jiǎn)稱(chēng)速度圖像，它顯示

10、出物體在不同時(shí)刻速度的大小。如圖1-8中的ab線(xiàn)段表示物體在04s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)速度始終保持4m/s，顯然這物體是在做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，圖中的cd線(xiàn)段也表示另一物體在做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，但它的速度保持4m/s，顯然它的運(yùn)動(dòng)方向與規(guī)定的正方向相反。從v-t圖中還可以求出物體運(yùn)動(dòng)的位移，圖中表示速度圖線(xiàn)ab或速度圖線(xiàn)cd和橫軸間所圍的面積數(shù)值就等于04s內(nèi)位移的數(shù)值。不但勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度圖線(xiàn)有此性質(zhì)，以后我們學(xué)到的其他運(yùn)動(dòng)的速度圖線(xiàn)也有這種性質(zhì)。三、例題分析【例1】一位同學(xué)操縱一輛玩具遙控小汽車(chē)，在操場(chǎng)中以4m/s的速度向前運(yùn)動(dòng)，5s后遇到一障礙物，花了2s在原地調(diào)頭，然后沿原路勻速返回，4s后恰回到原出發(fā)點(diǎn)

11、，試畫(huà)出玩具小汽車(chē)在這段時(shí)間內(nèi)的v-t圖和s-t圖?！痉治觥恳?huà)出遙控小汽車(chē)的v-t圖和s-t圖，先要分析清楚該小車(chē)在各個(gè)時(shí)間段里的運(yùn)動(dòng)情況，以小汽車(chē)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)間作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，并以出發(fā)點(diǎn)為原點(diǎn)，在前t15s的程中，它的運(yùn)動(dòng)速度v14m/s，其位移s1v1t14×5m20m.在第67s時(shí)，它的速度v20，位移不變，在返回出發(fā)點(diǎn)的時(shí)間t24s的過(guò)程中，小汽車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)，并恰好回到原出發(fā)點(diǎn)，則它的運(yùn)動(dòng)速度大小v2m/s5m/s，方向與v1的方向相反，根據(jù)以上分析，我們就可畫(huà)出小汽車(chē)的v-t圖和s-t圖?！窘獯稹拷⒅苯亲鴺?biāo)系，并選取恰當(dāng)?shù)臉?biāo)度。圖1-9為遙控小汽車(chē)的v-t圖；圖1-10為遙

12、控小汽車(chē)的s-t圖?！纠?】甲、乙兩人約好去圖書(shū)館查資料，甲從離圖書(shū)館較遠(yuǎn)的宿舍出發(fā)，乙從離圖書(shū)館較近的教室出發(fā)，且三處位于一條平直大路沿線(xiàn)。甲、乙兩人同時(shí)同向出發(fā)勻速前進(jìn)，甲騎自行車(chē)，速度較大，乙步行，速度較小，途中甲追上并超過(guò)乙后，停下休息一會(huì)，等乙超過(guò)一段時(shí)間后再繼續(xù)前進(jìn)，最后兩人同時(shí)到達(dá)圖書(shū)館。請(qǐng)你把整個(gè)過(guò)程在位移-時(shí)間圖像中定性描述出來(lái)。【解答】設(shè)坐標(biāo)上原點(diǎn)O（與A重合）為宿舍，B點(diǎn)為教室，C點(diǎn)為圖書(shū)館，然后根據(jù)題意，定性作出圖線(xiàn)如圖所示。四、基本訓(xùn)練A組1 下列哪個(gè)物體在1min內(nèi)的運(yùn)動(dòng)最接近于勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)？按接近程度排一個(gè)序_。A人在樓道內(nèi)散步B大樓跟著地球一起運(yùn)動(dòng)C自動(dòng)扶梯上的

13、人隨扶梯運(yùn)動(dòng)2 一質(zhì)點(diǎn)的s-t圖如圖所示，根據(jù)這個(gè)圖像可以得知質(zhì)點(diǎn)在前5s內(nèi)做運(yùn)動(dòng)速度為_(kāi)，質(zhì)點(diǎn)在前4s內(nèi)的位移為_(kāi)，質(zhì)點(diǎn)在第4s內(nèi)的位移為_(kāi)，通過(guò)5m位移所需的時(shí)間_。3 一質(zhì)點(diǎn)的v-t圖如圖1-13所示，根據(jù)這個(gè)圖像，可以得知質(zhì)點(diǎn)在前4s內(nèi)做_運(yùn)動(dòng)，速度為_(kāi)。質(zhì)點(diǎn)在前3s內(nèi)的位移為_(kāi)，質(zhì)點(diǎn)在第3s內(nèi)的位移為_(kāi)。4 圖1-14是一物體運(yùn)動(dòng)的s-t圖，根據(jù)圖像可知：（1）在020s這段時(shí)間內(nèi)，物體以_m/s的速度做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。（2）在2030s這段時(shí)間內(nèi)，物體運(yùn)動(dòng)的路程是_m。（3）在3060s這段時(shí)間內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)開(kāi)，路程為_(kāi)m。（4）在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體經(jīng)過(guò)的路程為_(kāi)m，離出發(fā)點(diǎn)的最

14、大距離為_(kāi)m。5 甲、乙兩物體在同一直線(xiàn)上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)情況如圖1-15所示。下列說(shuō)法中正確的是（ ）（A）經(jīng)過(guò)2.5s時(shí)間，甲、乙兩物體相遇（B）經(jīng)過(guò)5s時(shí)間，甲物體達(dá)到乙物體的出發(fā)點(diǎn)（C）甲、乙兩物體速度大小相等，方向相反（D）接近10s時(shí)，乙物體的速度接近零B組6 物理規(guī)律的描述往往有三種基本形式，即_、_、_，在寓言龜兔賽跑故事中，除本身富含的哲理外，從物理學(xué)的角度，也可用上述三種基本方法來(lái)描述龜、兔的運(yùn)動(dòng)情況，試用這三種方法分別描述龜、兔的運(yùn)動(dòng)情況。7 如圖1-16（a）所示，A、B兩質(zhì)點(diǎn)同時(shí)開(kāi)始向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，A質(zhì)點(diǎn)的速度vA2m/s，B質(zhì)點(diǎn)的速度vB1m/s，開(kāi)始時(shí)兩質(zhì)點(diǎn)相距MN

15、4m。（1）在圖1-16（b）中作出兩質(zhì)點(diǎn)的s-t圖。（2）根據(jù)圖像回答何時(shí)兩質(zhì)點(diǎn)相遇。8 如圖1-17所示，在一個(gè)內(nèi)壁寬度為10cm的固定鋼盒中，有一個(gè)小鋼珠不停地來(lái)回做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。設(shè)碰壁的時(shí)間極短而不計(jì)，碰壁后速度大小不變，且運(yùn)動(dòng)過(guò)程中鋼珠速度的大小是不變的（摩擦不計(jì)）。鋼珠從A壁出發(fā)，每秒碰壁5次，試畫(huà)出1s內(nèi)它的s-t圖。9 看圖像講故事，如圖1-18所示是甲、乙、丙三者的s-t圖，他們有共同的終點(diǎn)，根據(jù)圖像自編一個(gè)故事，使故事能符合圖像中各條圖線(xiàn)所表示的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。10 一個(gè)小球的運(yùn)動(dòng)的v-t圖如圖1-19所示。（1）請(qǐng)畫(huà)出前5s小球運(yùn)動(dòng)的s-t圖。（2）求出第5s末小球運(yùn)動(dòng)的位移。C

16、快慢變化的運(yùn)動(dòng) 平均速度與瞬時(shí)速度一、學(xué)習(xí)要求知道什么是變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，理解平均速度。在學(xué)習(xí)中感受用等效替代方法對(duì)變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)快慢的描述。通過(guò)學(xué)習(xí)，理解瞬時(shí)速度的概念，知道某一位置（或某一時(shí)刻）的瞬時(shí)速度，實(shí)質(zhì)上是無(wú)限逼近該位置（或該時(shí)刻）的一段位移（或時(shí)間）內(nèi)的平均速度，感悟平均速度和瞬時(shí)速度在社會(huì)生活中的實(shí)際意義。二、要點(diǎn)辨析1平均速度和瞬時(shí)速度物體在運(yùn)動(dòng)中，經(jīng)過(guò)a、b兩點(diǎn)間位移sab所用的時(shí)間為t，那么在a、b兩點(diǎn)或者說(shuō)時(shí)間t內(nèi)的平均速度可。這個(gè)平均速度只適用于a、b兩點(diǎn)間運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程，不適用于在a、b兩點(diǎn)間的某一段位移運(yùn)動(dòng)，當(dāng)然也不適用于a、b兩點(diǎn)以外位移內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。如果物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

17、，那么任一階段位移內(nèi)運(yùn)動(dòng)的平均速度就是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度。變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)物體的瞬時(shí)速度，是指運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻的速度，或經(jīng)過(guò)某一值置時(shí)的速度。變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)某位置的瞬時(shí)速度就是無(wú)限逼近該位置附近的一段位移內(nèi)的平均速度，可以理解為非常接近該位置的a、b兩點(diǎn)間的平均速度。當(dāng)a、b兩點(diǎn)間的位移接近于零，也就是a和b趨于一點(diǎn)時(shí)，a、b兩點(diǎn)間的平均速度就是a點(diǎn)的瞬時(shí)速度。2等效替代法等效替代是物理學(xué)中最常用的研究方法之一。所謂等效替代，是指如果一個(gè)較為復(fù)雜的物理現(xiàn)象跟另一個(gè)簡(jiǎn)單的物理現(xiàn)象的結(jié)果相同，這時(shí)我們可用新的簡(jiǎn)單的物理模型代替原先要討論的模型，并能保證在一定的條件下，其作用效果、物理現(xiàn)象和規(guī)律均不變。

18、我們?cè)?jīng)在學(xué)習(xí)串、并聯(lián)電路時(shí)，就是按串、并聯(lián)的規(guī)律計(jì)算等效電阻后進(jìn)行電路變換的。高中階段中，我們將會(huì)學(xué)習(xí)到更多的等效變換的物理方法?！捌骄俣取斌w現(xiàn)了等效替代的思想，變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的平均速度就是用一個(gè)等效的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度來(lái)粗略地描述它運(yùn)動(dòng)的快慢?！八矔r(shí)速度”也體現(xiàn)了等效替代的思想，當(dāng)無(wú)限逼近某點(diǎn)時(shí)測(cè)得的平均速度，也就可以看作是該點(diǎn)的瞬時(shí)速度。三、例題分析【例1】在公路的每個(gè)路段都有交通管理部門(mén)設(shè)置的限速標(biāo)志，這是告誡駕駛員在這一路段駕駛車(chē)輛時(shí)（ ）。（A）必須以這一規(guī)定速度行駛（B）平均速度不得超過(guò)這一規(guī)定數(shù)值（C）瞬時(shí)速度不得超過(guò)這一規(guī)定數(shù)值（D）汽車(chē)上的速度計(jì)指示值，有時(shí)還是可超過(guò)這一規(guī)

19、定值的【解答】公路上限速標(biāo)志所示的速度應(yīng)是指汽車(chē)在這一路段行駛時(shí)，任何時(shí)刻不能超過(guò)的速度值。所以應(yīng)是指汽車(chē)的瞬時(shí)值，由于速度計(jì)指示的是汽車(chē)的瞬時(shí)值，所以駕駛室里的速度計(jì)指示值是不能超過(guò)這一限速值的，本題應(yīng)選C?！纠?】一輛汽車(chē)在平直公路上做變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，前一半位移的平均速度v116m/s，后一半位移的平均速度v224m/s，這輛汽車(chē)在全程的平均速度是多少？【分析】物體在某兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的平均速度，是這兩點(diǎn)間的位移s和所用時(shí)間t之比，即，這個(gè)速度不能表示這段位移以?xún)?nèi)某一段的速度，也不能表示這段位移以外某一段的速度。所以汽車(chē)在整個(gè)位移過(guò)程中，前一半位移和后一半位移的平均速度v116m/s和v224

20、m/s，都不能表示為這段位移的平均速度，也不能把這兩個(gè)平均速度相加再除以2?！窘獯稹科?chē)在整個(gè)一段位移s的平均速度，應(yīng)該等于汽車(chē)的位移s與通過(guò)這段位移所用時(shí)間t之比。通過(guò)前一半位移所用時(shí)間t1s，通過(guò)后一半位移所用時(shí)間t2s，則通過(guò)整個(gè)位移s所用時(shí)間tt1t2，所以整個(gè)位移過(guò)程的平均速度19.2m/s。四、基本訓(xùn)練A組1 京滬鐵路線(xiàn)長(zhǎng)約1463km，列車(chē)從上海到北京運(yùn)行時(shí)間是10h，列車(chē)的平均速率為多大？2 天文學(xué)中常用“光年（l.y.）”做距離的單位。1 l.y.等于光在一年中傳播的路程，1 l.y.相當(dāng)于多少米？離太陽(yáng)最近的恒星是比鄰星（半人馬），離我們4.0×1013km，它的

21、光要經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間才能到達(dá)地球？3 下面所說(shuō)的速度中，哪些是平均速度？哪些是瞬時(shí)速度？（1）返回地面的太空艙以8 m/s的速度落入太平洋中。（ ）（2）經(jīng)提速后列車(chē)的速度達(dá)到80km/h。（ ）（3）一架失事飛機(jī)撞向山坡時(shí)的速度達(dá)100m/s。（ ）。（4）由于堵車(chē)，在隧道內(nèi)的車(chē)速僅為1.2m/s，比人步行還慢。（ ）4 下列說(shuō)法中正確的是（ ）。（A）子彈在射出槍口時(shí)的平均速度為750m/s（B）臺(tái)風(fēng)中心以20km/h的瞬時(shí)速度向西北方向移動(dòng)（C）運(yùn)動(dòng)員以15m/s的瞬時(shí)速度完成最后10m的沖刺（D）排球著地時(shí)的瞬時(shí)速度是20m/s5 短跑運(yùn)動(dòng)員在100m競(jìng)賽中，測(cè)得起跑時(shí)速度為9.8m/s，

22、10 s末到達(dá)終點(diǎn)時(shí)的速度為10.4m/s，這運(yùn)動(dòng)員在全程內(nèi)的平均速度是（ ）。（A）9.8m/s（B）10.1m/s（C）10.4m/s（D）10m/s6 近幾年上海新建了很多高速公路，在高速公路入口處不遠(yuǎn)，可以看到一塊標(biāo)志牌，標(biāo)志牌上圈著一個(gè)數(shù)字，如圖1-20所示。請(qǐng)問(wèn)這個(gè)數(shù)字表示（ ）。（A）駛?cè)氪硕胃咚俟返钠?chē)平均速度不得超過(guò)100km/h（B）駛?cè)氪硕胃咚俟返钠?chē)瞬時(shí)速度不得超過(guò)100km/h（C）駛?cè)氪硕胃咚俟返钠?chē)平均速度不得超過(guò)100m/s（D）駛?cè)敫咚俟返钠?chē)經(jīng)過(guò)這塊標(biāo)志牌時(shí)的速度不得超過(guò)100km/h7 如圖1-21所示是一輛汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的s-t圖，線(xiàn)段OA、AB和BC

23、所表示的運(yùn)動(dòng)中，速度大小分別為_(kāi)、_、_，OB段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的平均速度為_(kāi)，OC段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的平均速度為_(kāi)。前2.5h內(nèi)的平均速度為_(kāi)。B組8 成語(yǔ)“白駒過(guò)隙”從字面上看就是飛奔的白馬經(jīng)過(guò)很狹窄的縫隙，它形容的是什么？試用物理概念解釋這個(gè)成語(yǔ)的含義。9 做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，在經(jīng)過(guò)一段位移s的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，前一半時(shí)間內(nèi)速度為v1，后一半時(shí)間內(nèi)速度為v2，則質(zhì)點(diǎn)在通過(guò)這一段位移為s的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的平均速度為（ ）。（A）（B）（C）（D）10 在一居民住宅樓的電梯內(nèi)，一位上樓乘客觀(guān)察到顯示器指示的樓層456789（即從4出現(xiàn)起至9出現(xiàn)為止）共用去時(shí)間約5s，試估計(jì)電梯的平均速度為（ ）。（A）1m/s（B

24、）3m/s（C）5m/s（D）7m/s11 圖1-22所示頻閃照片中記錄了運(yùn)動(dòng)員在各時(shí)刻的位置，共有24個(gè)時(shí)間間隔，每?jī)纱伍W光間隙為0.2s。運(yùn)動(dòng)員重心在地面上的投影的平均速度為多大？在14號(hào)、24號(hào)位置的瞬時(shí)速度估計(jì)為多大？（照片上每毫米相當(dāng)于10cm）D 現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)數(shù)字化信息系統(tǒng)（DIS）一、學(xué)習(xí)要求通過(guò)學(xué)習(xí)，學(xué)生要知道數(shù)字化信息系統(tǒng)（DIS）的系統(tǒng)框圖，知道DIS實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法的不同之處。初步明確DIS的操作要求，會(huì)應(yīng)用位移傳感器，會(huì)用DIS得到直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的s-t圖和v-t圖。實(shí)驗(yàn)中能運(yùn)用DIS測(cè)量位移和速度，了解信息技術(shù)在物理量的測(cè)量與現(xiàn)代社會(huì)中的重要作用。二、要點(diǎn)辨析1數(shù)字化信息

25、系統(tǒng)（DIS）實(shí)驗(yàn)DIS是我們對(duì)數(shù)字化信息系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)的一種方法。數(shù)字化信息技術(shù)給物理量的測(cè)量帶來(lái)了革命性的變化，它不但簡(jiǎn)單方便，而且能得到實(shí)時(shí)結(jié)果。DIS的系統(tǒng)框圖如下：研究對(duì)象傳感器數(shù)據(jù)采集器計(jì)算機(jī)在以后的物理學(xué)習(xí)中，我們將多次用到DIS進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。2應(yīng)用DIS研究變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移和速度本實(shí)驗(yàn)中，需用到位移傳感器。位移傳感器由發(fā)射器和接收器構(gòu)成。發(fā)射器與小車(chē)固定在一起，接收器固定在軌道的一端并與數(shù)據(jù)采集器相連。發(fā)射器按一定的時(shí)間間隔發(fā)射超聲波，同時(shí)發(fā)射紅外線(xiàn)信號(hào)。接收器接收到紅外線(xiàn)信號(hào)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，接收到超聲波信號(hào)時(shí)停止計(jì)時(shí)。由于紅外線(xiàn)傳播速度為光速，近距離內(nèi)傳播

26、時(shí)間忽略，這樣就把超聲波信弓從發(fā)射器發(fā)射到接收器接收所需時(shí)間測(cè)定出來(lái)，將這個(gè)時(shí)間乘以聲速，就得到發(fā)射器和接收器之間的距離。做實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)射器與接收器之間不應(yīng)有其他障礙物阻礙超聲波及紅外線(xiàn)的傳播，教材中用閃電和雷聲作類(lèi)比，有助于學(xué)生對(duì)其工作原理的理解。用DIS測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的位移和速度，由三個(gè)實(shí)驗(yàn)組成：研究變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的s-t圖，測(cè)變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的平均速度。測(cè)變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，教材在該實(shí)驗(yàn)前的“練習(xí)使用DIS”內(nèi)容是為了同學(xué)們能熟悉DIS，并對(duì)位移傳感器的功能有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)研究的對(duì)象是做變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的小車(chē)，如果要使小車(chē)在軌道上做不同加速度的變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，需要多次調(diào)節(jié)軌道的傾斜度，這其中的

27、原理，我們將在第二章“力和物體的平衡”的學(xué)習(xí)過(guò)程中領(lǐng)會(huì)。三、例題分析【例1】圖1-23（a）是研究小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)的s-t圖的實(shí)驗(yàn)裝置。（1）發(fā)射器和接收器組成_傳感器。（2）這組傳感器測(cè)量的物理量是_。（3）圖1-23（b）是實(shí)驗(yàn)測(cè)得的s-t圖，請(qǐng)畫(huà)出它的v-t圖?！窘獯稹浚?）位移，（2）位移，（3）v-t圖如圖1-24所示【例2】指出圖1-25的s-t圖中指定區(qū)域內(nèi)小車(chē)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。12區(qū)域：_，34區(qū)域：_，56區(qū)域：_。【解答】12區(qū)域：靜止在軌道的初始位置。34區(qū)域：做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。56區(qū)域：靜止在距離軌道的初始位置約0.7m處。四、基本訓(xùn)練A組1 DIS的主要組成部分，分別是_、_以及_

28、三部分。2 DIS實(shí)驗(yàn)中“DIS”的中文意思是_，其英文全名是_。它可以用于測(cè)量_、_、_等物理量。3 按照“練習(xí)使用DIS”的實(shí)驗(yàn)要求，把圖1-26中DIS位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)用線(xiàn)相連。4 在用DIS研究變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，得到的圖像反映了什么關(guān)系？怎樣通過(guò)圖像得出某一時(shí)間內(nèi)的位移？怎樣求平均速度？在測(cè)定中要注意哪些問(wèn)題？5 請(qǐng)寫(xiě)出DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)框圖。6 如圖1-27所示為運(yùn)用DIS研究運(yùn)動(dòng)小車(chē)的s-t圖的實(shí)驗(yàn)裝置，請(qǐng)將各實(shí)驗(yàn)裝置名稱(chēng)寫(xiě)在下面空格_。_。_。位移傳感器的發(fā)射器應(yīng)安裝在_（填器材名稱(chēng)）。7 請(qǐng)你用卷尺和DIS兩種方法，測(cè)量實(shí)驗(yàn)室的面積，并對(duì)兩種方法的繁易程

29、度、測(cè)量精度及數(shù)據(jù)處理等測(cè)量過(guò)程作出評(píng)價(jià)。B組8 用DIS研究運(yùn)動(dòng)物體的s-t圖。得到如圖1-28所示的圖像，從圖中可知小車(chē)運(yùn)動(dòng)的方向是_（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）位移傳感器的接收器。S-t圖上2.53.0s間的一段水平直線(xiàn)表示_，從圖上可以看出，1.0s時(shí)小車(chē)離初始計(jì)時(shí)點(diǎn)距離為_(kāi)m。9 某同學(xué)在做“用DIS測(cè)變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的平均速度”實(shí)驗(yàn)時(shí)得到了如圖1-29所示的s-t圖，若在圖線(xiàn)上取了若干點(diǎn)，并得到這些點(diǎn)的坐標(biāo)，A（0.30s，0.12m）、B（0.8s，0.47m）、C（1.60s，0.52m）、D（1.85s，0.63m）、E（2.05s，0.77m）、F（2.20s，0.94m）。（1

30、）試求出AB段、CD段、CE段、CF段的平均速度。（2）AB段和CF段各是什么運(yùn)動(dòng)？它們有何差異？你的判斷依據(jù)是什么？（3）在求出的CD段、CE段、CF段的平均速度中，哪一個(gè)值最接近C點(diǎn)的瞬時(shí)速度？要精確測(cè)出C點(diǎn)的瞬時(shí)速度，你還有什么方法？10 在用DIS測(cè)瞬時(shí)速度的實(shí)驗(yàn)中，下列器材中必需的是（）A計(jì)算機(jī)B數(shù)據(jù)采集器C力學(xué)導(dǎo)軌D小車(chē)E配重片F(xiàn)擋光片G力傳感器H聲傳感器I壓強(qiáng)傳感器J光電門(mén)傳感器K溫度傳感器L輕質(zhì)彈簧M滑輪N鉤碼五、學(xué)生實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)一】用DIS測(cè)定位移和速度（一）練習(xí)使用DIS1實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜IS的使用方法。2實(shí)驗(yàn)器材DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)等）、刻度尺。3實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)

31、驗(yàn)裝置如圖1-30所示。供參考的實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）連接數(shù)據(jù)采集器與計(jì)算機(jī)。（2）將位移傳感器的接收器接入數(shù)據(jù)采集器。（3）開(kāi)啟電源（包括位移傳感器的發(fā)射器電源），運(yùn)行DIS應(yīng)用軟件。（4）點(diǎn)擊DIS實(shí)驗(yàn)條目上的“練習(xí)使用DIS位移傳感器”，軟件界面如圖1-31所示。（5）將位移傳感器的發(fā)射器與接收器正對(duì)放置，點(diǎn)擊“開(kāi)始記錄”，觀(guān)察計(jì)算機(jī)界面上的數(shù)據(jù)變化，并與刻度尺的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較。（6）改變接收器和發(fā)射器的相對(duì)距離，測(cè)量其可測(cè)的最大和最小距離，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表格內(nèi)。4實(shí)驗(yàn)記錄位移傳感器的測(cè)量范圍最大距離smax/cm最小距離smin/cm5問(wèn)題討論（1）用刻度尺和位移傳感器測(cè)量距離有什么

32、不同和相同的地方？（2）你還了解哪些現(xiàn)代測(cè)量工具替代傳統(tǒng)的測(cè)量工具的實(shí)例？（可通過(guò)有關(guān)資料或網(wǎng)站查詢(xún)）（二）用DIS測(cè)定位移1實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠肈IS測(cè)定位移，并研究變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)物體的s-t圖。2實(shí)驗(yàn)器材DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)等）、軌道、小車(chē)。3實(shí)驗(yàn)步驟（1）實(shí)驗(yàn)裝置如圖1-32所示，將位移傳感器的發(fā)射器固定在小車(chē)上，接收器固定在軌道右端（軌道稍?xún)A斜，使小車(chē)能做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)），將接收器與數(shù)據(jù)采集器相連。（2）開(kāi)啟電源，運(yùn)行DIS應(yīng)用軟件，點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)條目中的“測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的位移和速度”，軟件界面如圖1-33所示。（3）點(diǎn)擊“開(kāi)始記錄”，放開(kāi)小車(chē)使其運(yùn)動(dòng)。計(jì)算機(jī)界面的表格內(nèi)，將出現(xiàn)小車(chē)的位移

33、隨時(shí)間變化的取樣點(diǎn)數(shù)據(jù)，同時(shí)在s-t圖中將出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)。從點(diǎn)的走向可大致看出小車(chē)位移隨時(shí)間變化的規(guī)律。（4）點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)點(diǎn)連線(xiàn)”，得出位移隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)。（5）改變軌道的傾角，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，觀(guān)察不同形狀的圖線(xiàn)與小車(chē)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。小車(chē)在做變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)應(yīng)的圖線(xiàn)是怎樣的？4問(wèn)題討論（1）圖像能直觀(guān)地反映相關(guān)物理量的關(guān)系，舉例說(shuō)明圖像在生活、生產(chǎn)、科研等方面的應(yīng)用。（2）用手工繪制s-t圖和用計(jì)算機(jī)繪制有什么異同之處？（3）如果小車(chē)在軌道上某一位置靜止，它的s-t圖應(yīng)該如圖1-34中的圖_所示。（三）用DIS測(cè)變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的平均速度1實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)量變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)物體的平均速度。2實(shí)驗(yàn)器材DIS

34、（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)等）、軌道、小車(chē)。3實(shí)驗(yàn)步驟（1）實(shí)驗(yàn)裝置如圖1-35所示。按照前述學(xué)生實(shí)驗(yàn)的步驟，使載有位移傳感器發(fā)射器的小車(chē)做變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，獲得如圖1-36所示的s-t圖界面。（2）點(diǎn)擊“選擇區(qū)域”，取A、D兩點(diǎn)，圖中直角三角形水平邊為兩點(diǎn)的時(shí)間間隔t，豎直邊為兩點(diǎn)位移的變化量s，其斜邊的斜率即為平均速度值（圖1-37），實(shí)驗(yàn)界面下方速度窗口中將顯示該速度的值。4處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)先后將類(lèi)似于圖1-38的實(shí)驗(yàn)界面圖中“AD”“AC”“AB”選定為研究區(qū)域，觀(guān)察實(shí)驗(yàn)界面下方速度窗口中顯示的數(shù)值，并將數(shù)值填入表格內(nèi)。研究區(qū)域速度v/m·s-1ADACAB5實(shí)驗(yàn)結(jié)論_6問(wèn)題討

35、論為什么說(shuō)A點(diǎn)的瞬時(shí)速度可以從無(wú)限逼近A點(diǎn)的平均速度獲得？（四）用DIS測(cè)變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度1實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。2實(shí)驗(yàn)器材DIS（光電門(mén)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)等）、軌道、小車(chē)、擋光片。3實(shí)驗(yàn)步驟（1）實(shí)驗(yàn)裝置如圖1-39所示，將光電門(mén)傳感器固定在軌道側(cè)面，墊高軌道的一端，使固定有擋光片的小車(chē)能夠順利通過(guò)并能擋光。（2）開(kāi)啟電源，運(yùn)行DIS應(yīng)用軟件，點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)條目中的“用DIS測(cè)定瞬時(shí)速度”，軟件界面如圖1-40所示。（3）點(diǎn)擊“開(kāi)始記錄”，依次將與軟件中s對(duì)應(yīng)的擋光片固定在小車(chē)上，讓小車(chē)從軌道的同一位置由靜止開(kāi)始下滑，分別記錄下四次擋光的時(shí)間，DIS實(shí)時(shí)計(jì)算出小車(chē)通過(guò)光

36、電門(mén)時(shí)的平均速度。4實(shí)驗(yàn)記錄將上述數(shù)據(jù)填入下面的表格中：次數(shù)擋光片寬度s/m通過(guò)光電門(mén)時(shí)間t/s速度v/m·s-112345實(shí)驗(yàn)結(jié)論_6問(wèn)題討論實(shí)驗(yàn)（三）“用DIS測(cè)變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的平均速度”和實(shí)驗(yàn)（四）“用DIS測(cè)變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度”，在原理和方法上有什么異同點(diǎn)？E 速度變化的快慢 加速度一、學(xué)習(xí)要求在學(xué)習(xí)瞬時(shí)速度概念的基礎(chǔ)上，運(yùn)用類(lèi)比方法得到加速度的概念，進(jìn)而用DIS實(shí)驗(yàn)測(cè)定沿軌道下滑小車(chē)的加速度，從一些物體起動(dòng)快慢的不同中體會(huì)加速度的實(shí)際意義。通過(guò)學(xué)習(xí)要理解加速度的概念，知道加速度與速度及速度變化的區(qū)別，知道加速度的方向即速度增量的方向。感悟加速度在實(shí)際生活中的重要意義。二、

37、要點(diǎn)辨析1關(guān)于加速度加速度是描述物體速度變化快慢的物理量。速度的變化量v與發(fā)生這一變化所需時(shí)間t的比叫做加速度a，即a。上式中v1是初速，v2是末速，發(fā)生這個(gè)速度變化所用時(shí)間t2t1。加速度是矢量，加速度方向，即速度增加量v的方向，不一定是速度方向。在直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中，一般以初速v1的方向?yàn)檎较?。?dāng)v2v1時(shí)，a0，加速度與速度方向一致，物體運(yùn)動(dòng)速度在不斷增加，當(dāng)v2v1時(shí)，a0，加速度與速度方向相反，物體運(yùn)動(dòng)速度在不斷減小。當(dāng)一個(gè)物體速度很大時(shí)，其加速度不一定很大。例如磁浮列車(chē)，經(jīng)過(guò)加速以很大的速度勻速行駛時(shí)，其加速度為零。物體速度很小時(shí)，其加速度不一定很小。例如飛機(jī)起飛時(shí)，速度較小，加速度很大

38、。當(dāng)一個(gè)物體速度的變化量v很大時(shí)，其加速度也不一定很大，這是因?yàn)榧铀俣萢，當(dāng)v很大時(shí)，若發(fā)生這個(gè)速度變化v所用時(shí)間t也很大，a就不大；當(dāng)t很小時(shí)，則a就會(huì)很大。如果一個(gè)物體的加速度a很大，則經(jīng)過(guò)相同時(shí)間t，因?yàn)樗俣鹊淖兓縱a·t，v也會(huì)很大。綜上所述，加速度大，說(shuō)明速度變化快，并不說(shuō)明物體速度一定很大；加速度小，說(shuō)明速度變化慢，也不說(shuō)明物體速度一定很小。假如物體做變加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度與速度方向相同，加速度a在變小，其速度仍然變大，只是單位時(shí)間里增大的速度在變小。假如加速度寫(xiě)速度方向相反，加速度a在變大，其速度仍然變小，只是單位時(shí)間里減少的速度在變大。2關(guān)于類(lèi)比法類(lèi)比法又叫類(lèi)比推理

39、，是科學(xué)研究方法之一。類(lèi)比是根據(jù)兩個(gè)或兩類(lèi)對(duì)象某些屬性的類(lèi)同或相似，從而導(dǎo)出它們其他屬性也類(lèi)同或相似的推理，由此建立新概念，說(shuō)明新現(xiàn)象，解決實(shí)際問(wèn)題。速度是描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，它等于質(zhì)點(diǎn)位移s跟發(fā)生這一位移所用時(shí)間t之比v。加速度是描述物體速度變化快慢的物理量，它等于速度的變化量v與發(fā)生這一變化所需時(shí)間t的比，即a。速度與加速度的定義在形式上何其相似，實(shí)際上我們?cè)谝M(jìn)加速度概念時(shí)就用了“類(lèi)比法”的科學(xué)研究方法。三、例題分析【例1】下列說(shuō)法中正確的是（ ）。（A）加速度大，則速度也越大（B）速度變化量越大，加速度也越大（C）物體的速度變化越快，則加速度越大（D）加速度方向與速度方向一定相同

40、【解答】選項(xiàng)中A說(shuō)的是a與v，B說(shuō)的是a與v，C說(shuō)的是a與，而D中的關(guān)鍵詞是“一定”，a與v的方向可以相同也可以不同。根據(jù)上述要點(diǎn)辨析分析，本題答案應(yīng)選C?！纠?】足球以v110m/s的速度水平地撞擊門(mén)框后以v28m/s的速度反向彈回，球與門(mén)框的接觸時(shí)間為0.1s，則足球在水平方向的平均加速度為多大？加速度的方向呢？【解答】加速度是矢量，根據(jù)加速度以a，加速度a的水平方向即為v的方向。解題時(shí)，應(yīng)先確定速度的正方向。若以速度v110m/s的方向?yàn)檎较?，則速度v28m/s的方向應(yīng)為負(fù)方向，應(yīng)取負(fù)值。代入公式得am/s2180m/s2。加速度a為負(fù)值，表明其方向與規(guī)定的正方向v1的方向相反。所以，

41、足球加速度的大小為180m/s2，其方向應(yīng)與足球水平反彈方向一致。四、基本訓(xùn)練A組1 描述物體運(yùn)動(dòng)速度變化_的物理量叫做加速度。它的單位讀作_。加速度的大小取決于速度變化_，而與速度的_無(wú)關(guān)。2 加速度的方向取決于_的方向，而與_方向無(wú)關(guān)。當(dāng)a0，表示速度_（選填“增大”“減小”或“不變”）；當(dāng)a0，表示速度_（選填“增大”“減小”或“不變”）。3 試說(shuō)明勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中加速度為多大？為什么？4 利用課本“點(diǎn)擊”欄中的數(shù)據(jù)，估計(jì)萬(wàn)噸貨輪起航和火箭發(fā)射過(guò)程中，10s內(nèi)速度的變化各是多少。5 用加速度概念可以描述（ ）。（A）物體運(yùn)動(dòng)的快慢（B）物體增加的速度（C）物體速度變化的大?。―）物體速度變

42、化的快慢6 “長(zhǎng)征三號(hào)”運(yùn)載火箭，剛開(kāi)始點(diǎn)火升空時(shí)的加速度可達(dá)14m/s2，所以火箭開(kāi)始升空時(shí)的速度就很大，這一說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？7 圖1-41中三條圖線(xiàn)分別表示什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？和又有什么不同？B組8 關(guān)于速度和加速度，下列哪些情況是可能存在的？請(qǐng)舉實(shí)例說(shuō)明。（1）物體的速度很大，加速度很小。（2）物體的速度等于零，加速度不等于零。（3）物體的速度不變，加速度不等于零。（4）物體的速度變化很大，加速度很小。（5）物體速度變化很慢，加速度卻很大。（6）物體速度向右，加速度向左。9 物理學(xué)中的物理量，在對(duì)它定義時(shí)，經(jīng)常用“比”來(lái)表達(dá)。例如：本節(jié)學(xué)習(xí)的物理量加速度就是用速度的變化量v與發(fā)生這一變化所

43、需的時(shí)間t的比來(lái)定義的。回顧一下，在初中和高一已學(xué)過(guò)的物理量中，哪些是可以用“比”來(lái)定義的？10 一個(gè)向右運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)初速度5m/s，經(jīng)過(guò)2s后速度變?yōu)?m/s。用矢量作圖法找出加速度的方向，并求加速度的大小。11 簡(jiǎn)要寫(xiě)出用DIS光電門(mén)傳感器測(cè)一輛電動(dòng)小汽車(chē)起步加速度的實(shí)驗(yàn)方法，列出器材、連接線(xiàn)路、數(shù)據(jù)采集、計(jì)算式等。五、學(xué)生實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)二】用DIS測(cè)定加速度1實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定沿軌道下滑小車(chē)的加速度。2實(shí)驗(yàn)器材DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)等）、軌道、小車(chē)。3實(shí)驗(yàn)步驟（1）實(shí)驗(yàn)裝置如圖1-42所示，將位移傳感器與數(shù)據(jù)采集器相連。（2）開(kāi)啟電源，運(yùn)行DIS應(yīng)用軟件，點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)條目中的“用DIS測(cè)

44、定加速度”，軟件界面如圖1-43所示。（3）獲得v-t圖后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的參考建議：由圖144可知，小車(chē)在軌道上運(yùn)動(dòng)這段時(shí)間的v-t圖是一段傾斜直線(xiàn)，反映了均勻變化的規(guī)律。移動(dòng)光標(biāo)鍵，在圖像上取相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)A（t1，v1）與B（t2，v2），求出它們連線(xiàn)的斜率，即可求得加速度（圖1-45）：a4多次測(cè)量得出a的平均值，從而得出結(jié)論：_。5問(wèn)題討論實(shí)驗(yàn)中“選擇區(qū)域”的位置和范圍的差異為什么會(huì)影響加速度的值？F 勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)一、學(xué)習(xí)要求閱讀伽利略斜面實(shí)驗(yàn)的故事，學(xué)習(xí)科學(xué)家對(duì)科學(xué)真理執(zhí)著追求的精神和嚴(yán)格的科學(xué)態(tài)度。理解勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的概念，理解勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度圖像的物理意義，學(xué)會(huì)用微元累加的方法

45、通過(guò)圖像導(dǎo)出位移與時(shí)間的關(guān)系式，掌握初速為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度公式vtat，位移公式sat2及瞬時(shí)速度、加速度、位移的關(guān)系公式vt。初步學(xué)會(huì)用初速為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題。懂得這種運(yùn)動(dòng)在社會(huì)生活中的實(shí)際意義。二、要點(diǎn)辨析1初速為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的特征是加速度大小和方向均不隨時(shí)間變化的運(yùn)動(dòng)，即以是一個(gè)恒量。勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)可分為兩類(lèi)：勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，初速為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，它的瞬時(shí)速度公式和位移公式如下：vtat，sat2。由以上兩式推導(dǎo)出速度隨位移變化的公式：vt。利用上述公式，還可導(dǎo)出初速為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的平均速度公式：還有

46、位移s與平均速度及瞬時(shí)速度vt的關(guān)系式：stt。描述初速為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，還可以用圖像。根據(jù)初速為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)位移公式sat2，它的s-t圖應(yīng)是一條過(guò)原點(diǎn)O的拋物線(xiàn)，如圖1-46所示（高一必修課不作要求），圖像的斜率表示速度，根據(jù)初速為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度vtat，它的v-t圖應(yīng)是一條過(guò)原點(diǎn)O的直線(xiàn)，如圖1-47所示，圖像的斜率表示加速度，斜率越大表示加速度越大，如果畫(huà)出它的a-t圖，因?yàn)榧铀俣炔蛔?，所以?yīng)是一根與t軸平行的直線(xiàn)，如圖1-48所示。2初速為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一些推論質(zhì)點(diǎn)在t，2t，3t，nt時(shí)刻的速度之比為s1s2s3sn12232：n2質(zhì)點(diǎn)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)位

47、移之比為ssssN1352n1質(zhì)點(diǎn)在連續(xù)相等的位移段內(nèi)，連續(xù)各段所用的時(shí)間之比為ttttN1（1）（）（）。3運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題的解題步驟本節(jié)學(xué)習(xí)初速為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移、速度和加速度之間的關(guān)系，公式比較多，同學(xué)們?cè)诮忸}時(shí)，切忌亂套公式，造成種種差錯(cuò)。我們應(yīng)養(yǎng)成良好的分析實(shí)際運(yùn)動(dòng)過(guò)程的習(xí)慣，確定物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，建立清晰的解決該類(lèi)問(wèn)題的一般思路，看清題意，在頭腦中建立物體運(yùn)動(dòng)的圖景，并盡可能地畫(huà)出物體運(yùn)動(dòng)的軌跡草圖，幫助分析。明確研究對(duì)象和運(yùn)動(dòng)過(guò)程。解題中求出加速度往往是解題關(guān)鍵。如果題目中涉及的是多個(gè)物體、多段運(yùn)動(dòng)，則要明確各物體及各段運(yùn)動(dòng)的加速度、運(yùn)動(dòng)時(shí)間、位移及初、末速度之間的關(guān)系。列出相應(yīng)

48、的公式，尋找已知量和未知量的關(guān)系。有的習(xí)題可一題多解，能用多種方法解題，我們應(yīng)尋找較為簡(jiǎn)便的方法求解。上述三條只是總的解題思路，在各種不同的問(wèn)題中還有一些靈活的處理技巧，這需要通過(guò)練習(xí)來(lái)不斷地領(lǐng)會(huì)和積累，三、例題分析【例1】一輛小客車(chē)從靜止出發(fā)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，第4s末的速度為8m/s，求它在第4s內(nèi)的位移大小。要求用幾種不同的方法求解?！痉治觥扛鶕?jù)題意，先畫(huà)出小客車(chē)運(yùn)動(dòng)的示意圖，如圖1-49所示。小客車(chē)的加速度am/s22m/s2。于是可根據(jù)位移公式和圖像等各種方法來(lái)解題。圖1-49【解答】方法一：分別求出物體在前4s內(nèi)和前3s內(nèi)的位移s4和s3，再相減即得第4s內(nèi)位移ss4s3at42at

49、32（×2×42×2×32）m7m。方法二：求出物體在第1s內(nèi)的位移，然后根據(jù)做初速為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體，在連續(xù)相等的時(shí)間t內(nèi)所通過(guò)的位移之比：ssss1357這個(gè)特點(diǎn)，求出第4s內(nèi)位移s。S1at12×2×12m1m，s7s17m。方法三：利用如圖1-50速度圖像中圖線(xiàn)與橫坐標(biāo)軸所圍面積即為位移大小，求出圖中斜影線(xiàn)梯彤的面積，就是第4s內(nèi)的位移s，即v3at32×3m/s6m/s，s×1m7m。圖1-50【例2】出租車(chē)上安裝有速度表，計(jì)價(jià)器里安裝有里程表和時(shí)間表。出租車(chē)載客后，從10時(shí)10分55秒開(kāi)始做勻加

50、速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，到10時(shí)11分05秒時(shí)，速度表顯示54 km/h，問(wèn)：（1）這時(shí)出租車(chē)離出發(fā)點(diǎn)距離為多少千米？（2）若出租車(chē)?yán)^續(xù)駛上高速公路，且速度表顯示108km/h時(shí)開(kāi)始做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則時(shí)間表顯示10時(shí)12分35秒時(shí)，計(jì)價(jià)器里程表示數(shù)為多少千米？【分析】根據(jù)題意，出租車(chē)載客后，做初速為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)條件可求出出租車(chē)的加速度a；然后可求出出租車(chē)速度表顯示54km/h和108km/h時(shí)，出租車(chē)已經(jīng)駛過(guò)的位移s1和s2。當(dāng)出租車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)以后，它的位移s3可運(yùn)用勻速運(yùn)動(dòng)公式求出，最后求得計(jì)價(jià)器里程表示數(shù)。畫(huà)出出租車(chē)運(yùn)動(dòng)的示意圖，如圖1-51所示。圖1-51【解答】（1）先將速度單位換算成

51、m/s。v154km/h15m/s，v2108km/h =30m/s。根據(jù)速度公式，得到am/s1.5m/s2。再根據(jù)位移公式，得到s1at2×1.5×102m75m0.075km。這時(shí)汽車(chē)距載客處0.075km。（2）根據(jù)v222as2式，得到s2m300m，這時(shí)汽車(chē)從靜止載客開(kāi)始，已經(jīng)經(jīng)歷的時(shí)間t2，可根據(jù)位移公式s2at22求得，t2s20s，這時(shí)出租車(chē)時(shí)間表應(yīng)顯示10時(shí)11分15秒；出租車(chē)?yán)^續(xù)勻速運(yùn)動(dòng)，它勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t3應(yīng)為80s。通過(guò)位移s3v2t330×80m2400m。所以10時(shí)12分35秒時(shí)，計(jì)價(jià)器里程表應(yīng)顯示s（3002400）m2700m2.7

52、km。四、基本訓(xùn)練A組1 勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)是速度_的運(yùn)動(dòng)。是加速度_的運(yùn)動(dòng)。初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，位移與_成正比。2 豎直向上發(fā)射的火箭，剛開(kāi)始升空時(shí)的加速度約為20m/s2，若火箭做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速3s后火箭的速度為多大？火箭離發(fā)射處高度為多大？3 登山運(yùn)動(dòng)員登山時(shí)，發(fā)現(xiàn)山坡上距他1000m處出現(xiàn)雪崩，根據(jù)山的坡度可估計(jì)出雪塊下滑的加速度約為5m/s2，他有多少時(shí)間逃離現(xiàn)場(chǎng)？4 自行車(chē)從靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)10s后速度變?yōu)?m/s，則這段時(shí)間內(nèi)速度的變化是_m/s，加速度是_m/s2，位移是_m。5 小球由靜止出發(fā)，從斜面頂端沿斜面做勻加速運(yùn)動(dòng)4s，接著在光滑水平面上做勻速運(yùn)動(dòng)5s，通過(guò)的總路程為5.6m，則小車(chē)在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度是_m/s2，斜面的長(zhǎng)度是_m。6 物體由靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，位移為s時(shí)速度為v，當(dāng)速度為3v時(shí)，位移為（ ）。（A）9s（B）6s（C）3s（D）s7 如圖1-52所