高中物理備課資料卡 勻變速直線運動的規(guī)律素材

1、【知識點名稱】(人教K)1 實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律【課標內(nèi)容對照（滬科J）課程標準的要求（滬科J）*通過史實，初步了解近代實驗科學(xué)產(chǎn)生的背景，認識實驗對物理學(xué)發(fā)展的推動作用。（滬科J）*經(jīng)歷勻變速直線運動的實驗研究過程，了解勻變速直線運動的規(guī)律，體會實驗在發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律中的作用。（滬科J）*能用公式和圖像描述勻變速直線運動，體會數(shù)學(xué)在研究物理問題中的重要性。【版本對照（含選修）】【三維目標】(魯科J)1知道勻變速直線運動的加速度保持不變。(魯科J)2能根據(jù)加速度的概念，推導(dǎo)出勻變速直線運動的速度公式。(魯科J)2能根據(jù)平均速度的概念，推導(dǎo)出勻變速直線運動的位移公式。(魯科J)3會運用

2、公式和圖象等方法研究勻變速直線運動，了解微積分的思想。(魯科J)4會運用勻變速直線運動規(guī)律解決簡單的實際問題。(魯科J)5領(lǐng)略運動的藝術(shù)美，保持對運動世界的好奇心和探究欲?！局R與能力】(魯科J)進一步理解位移、速度和加速度等概念。了解勻變速直線運動中加速度的特點以及位移、速度的變化規(guī)律。了解自由落體運動的特點及重力加速度。能運用勻變速直線運動規(guī)律解釋或解決一些實際問題。【過程與方法】(魯科J)通過實驗探究勻變速直線運動的規(guī)律，體會實驗在發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律中的作用?！厩楦袘B(tài)度與價值觀】(魯科J)體驗勻變速直線運動的奇妙與和諧，保持對運動的好奇心和探究欲。(魯科J)體會伽利略在探索自然規(guī)律過程中的艱辛

3、和科學(xué)精神。(魯科J)了解伽利略對物體運動的研究在科學(xué)發(fā)展和人類進步上的重大意義?！局仉y點知識】【內(nèi)容結(jié)構(gòu)概述】(魯科J)本章的總體思路是先以數(shù)學(xué)方法(公式和圖象)研究勻變速直線運動，然后以實驗方法研究勻變速直線運動，最后研究一種特殊的勻加速直線運動自由落體運動。通過本章學(xué)習(xí)，不但要掌握勻變速直線運動規(guī)律，還要了解研究問題的基本思路和方法，學(xué)習(xí)科學(xué)家對科學(xué)的探索精神。(魯科J)導(dǎo)入“速度的變化”。通過文字和圖片描繪了豐富多彩的速度變化，以及古代科學(xué)家對運動問題的研究方法，簡明扼要地指出了本章所要研究的內(nèi)容。(魯科J)第1節(jié)“勻變速直線運動的規(guī)律”。應(yīng)用公式和圖象兩種數(shù)學(xué)方法，研究勻變速直線運動

4、的特點、速度變化規(guī)律、位移變化規(guī)律?？紤]到圖象在生產(chǎn)和生活中的廣泛應(yīng)用，突出了圖象的應(yīng)用。（人教J）教學(xué)內(nèi)容的核心是引導(dǎo)學(xué)生實際研究某一物體在運動中速度隨時問變化的規(guī)律，目的是讓學(xué)生通過科學(xué)探究活動來完成。小車在重物牽引下運動看似簡單，而就其研究問題的過程和方法是具有基礎(chǔ)性和典型性的。重視獲取知識的過程，讓學(xué)生體驗一種從實驗研究中獲取數(shù)據(jù)，作出圖象，分析圖象，尋找規(guī)律的科學(xué)思維方法和能力。【教學(xué)建議】(魯科J)1本節(jié)主要是研究勻變速直線運動的特點、速度變化規(guī)律、位移變化規(guī)律。在研究中應(yīng)用公式和圖象兩種數(shù)學(xué)方法，而考慮到圖象在生產(chǎn)和生活中的廣泛應(yīng)用，相對突出了圖象的應(yīng)用。(魯科J)2教材從一個具

5、體實例中引出勻變速直線運動的概念及其特點加速度不變。由于理解勻變速直線運動的關(guān)鍵是加速度概念，而學(xué)生對加速度概念的理解是一個逐步深化的過程，因此教師要強調(diào)加速度的矢量性，勻變速直線運動的加速度大小和方向都保持不變。至于物體做勻加速直線運動還是做勻減速直線運動，要看加速度與速度是同向還是反向。(魯科J)3勻變速直線運動和自由落體運動實際上都是理想模型，通過教學(xué)應(yīng)使學(xué)生在碰到復(fù)雜問題時能識別主要因素和次要因素，運用理想模型去研究。(魯科J)4勻變速直線運動的速度規(guī)律是從加速度的定義式推導(dǎo)出的，也可以用v-t圖象直觀地描述。學(xué)生往往將數(shù)學(xué)和物理分割開來，不習(xí)慣或不會將已學(xué)過的數(shù)學(xué)工具用于物理當(dāng)中，因

6、此教師要突出公式和圖象的物理意義，給予適當(dāng)?shù)摹胺椒c撥”，并引導(dǎo)學(xué)生通過“討論與交流”鞏固運用圖象解決問題的能力。(魯科J)5運動不僅可以用嚴格、精確的公式和圖象來描繪，還可以用充滿想像的藝術(shù)手段來描繪；運動不僅是物理學(xué)研究的對象，也是藝術(shù)家用來抒發(fā)情感的載體。教師要利用好“信息窗”的美育功能，使學(xué)生在藝術(shù)美的熏陶中體會到物理并不是枯燥的公式和數(shù)字的堆砌，而是充滿著美的內(nèi)涵。(魯科J)6勻變速直線運動的位移變化規(guī)律既可以從平均速度公式中推導(dǎo)出來，也可以從v-t圖象中推導(dǎo)出來?？紤]到用圖象推導(dǎo)位移公式用到微積分的思想，因此以“拓展一步”呈現(xiàn)，供有興趣的學(xué)生深入研究。教材還給出了的推導(dǎo)，教學(xué)時可以

7、讓學(xué)生自行推導(dǎo)，培養(yǎng)自主性學(xué)習(xí)能力。(魯科J)7本節(jié)的運算較多，教師要根據(jù)學(xué)生的情況，計算的題目不可過繁，著重分析物理意義，防止將公式變來換去而忽略了物理意義。（人教J）教科書設(shè)計這個學(xué)生實驗為一節(jié)，建議用2學(xué)時完成。所以，該實驗要在本章第一節(jié)課進行，不要放到“勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系”之后，否則就失去了探究式學(xué)習(xí)的宗旨?！菊n型安排】【課時安排】(魯科K)1S （人教J）2S【導(dǎo)語引入】(魯科K)速度的變化 (魯科K)物體的運動通常比較復(fù)雜。 (魯科K)在生活中，人們跳遠助跑、水中嬉戲、駕車行駛、高山滑雪；在自然界里，物體下落、鴿子飛翔、獵豹捕食、蝸牛爬行、螞蟻搬家這些運動中都有速度的

8、變化。 (魯科K) 物體的速度變化存在規(guī)律嗎?怎樣探索復(fù)雜運動蘊涵的規(guī)律? (魯科K)從亞里士多德對運動問題的哲學(xué)思索，到伽利略對自由落體問題的實驗研究，人類經(jīng)歷了長期的探索，逐步從定性觀察和哲學(xué)思辨，發(fā)展到運用實驗觀測和數(shù)學(xué)方法去開展定量研究，形成了以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)。 (魯科K)本章，我們從最簡單的變速運動勻變速運動人手，認識勻變速運動的規(guī)律，學(xué)習(xí)研究運動問題的方法。（人教J）尋求一種運動的特點和規(guī)律，一般要從某個具體事例開始。這一節(jié)我們用打點計時器研究小車在重物牽引下的運動，看看小車的速度是怎樣隨時間變化的?！局R點講解】勻變速直線運動的特點 (魯科K)物理學(xué)中將物體速度發(fā)生變化的運動稱

9、為變速運動，一般說來，做變速運動的物體，速度變化的情況非常復(fù)雜。本節(jié)，我們僅討論一種特殊的變速運動勻變速直線運動。 (魯科K)我們以一輛從靜止開始沿直線勻加速行駛的小車為例，在行駛過程中，可以從小車的速度計上讀出各個時刻的速度值：如果每隔1s記下一個速度值，可得到如表31所示的一組數(shù)據(jù)。(魯科K)表31 小車加速行駛時速度隨時間的變化t/s0123456/m·s-1024681012 (魯科K)如果在表3l中任意選取兩個時刻對應(yīng)的速度值代人加速度定義式，計算小車運動的加速度，就會發(fā)現(xiàn)所得加速度值都相同。例如，將t分別為2s和3s對應(yīng)的速度值代人加速度定義式，有 (魯科K)由此可知，小

10、車在勻加速行駛的過程中，速度不斷增加，加速度保持不變。物理學(xué)中，稱物體加速度保持不變的直線運動為勻變速直線運動(rectilinear motion with constant acceleration)。(魯科K)勻變速直線運動是一種簡單而且特殊的變速直線運動，它的重要特點是：物體在直線運動過程中，加速度為一恒量。當(dāng)加速度與速度同向時，物體做勻加速直線運動(uniformly accelerated rectilinear motion)；當(dāng)加速度與速度反向時，物體做勻減速直線運動(uniformly decelerated rectilinear motion)。在自然界，嚴格意義上的勻變

11、速直線運動是不容易出現(xiàn)的。但為了討論的方便，人們通常將某些物體的運動或其中的一段運動近似認為是勻變速直線運動。(人教K)勻變速直線運動如果物體運動的-圖象是一條平行于時間軸的直線(圖22- 1)，這表示物體的速度不隨時間變化，也就是說，它描述的是勻速直線運動。在上節(jié)的實驗中，小車在重物牽引下運動的-圖象是一條傾斜的直線，它表示小車在做什么樣的運動? 從圖22-2可以看出，由于-圖象是直線，無論選在什么區(qū)間，對應(yīng)的速度的變化量與時間的變化量之比都是一樣的，即物體運動的加速度保持不變。所以，上節(jié)實驗中小車的運動是加速度不變的運動。 沿著一條直線，且加速度不變的運動，叫做勻變速直線運動 (unifo

12、rm variable rectilinear motion)。勻變速直線運動的-圖象是一條傾斜的直線。在勻變速直線運動中，如果物體的速度隨著時間均勻增加，這個運動叫做勻加速直線運動；如果物體的速度隨著時間均勻減小，這個運動叫做勻減速直線運動。勻變速直線運動的速度變化規(guī)律 下面，我們進一步討論勻變速直線運動的規(guī)律。根據(jù)加速度的定義式 可得 (魯科K)這個公式描述了做勻變速直線運動的物體速度隨時間的變化規(guī)律，通常稱為勻變速直線運動的速度公式。公式中，t為物體在任意時刻的速度，0為初速度。如果設(shè)0的方向為正方向，那么，當(dāng)a>0時，物體的速度不斷增加，即為勻加速直線運動；a<0時，物體的

13、速度不斷減小，即為勻減速直線運動。當(dāng)0=0時，速度公式可簡化為 (魯科K)我們不僅能用公式描述做勻變速直線運動的物體速度隨時間變化的規(guī)律，還可以用圖象直觀地描述這一變化規(guī)律。 (魯科K)仍以上述小車的運動為例，取時間；為橫坐標，速度為縱坐標，在坐標紙上描出與t和相對應(yīng)的點，將各點連起來，便得到圖3-4所示的圖象。該圖象描述了小車勻加速行駛時速度與時間的關(guān)系，通常稱為-t圖象。通過此圖，我們不僅可以直觀地了解物體運動速度隨時間變化的規(guī)律，還可以求出某時刻物體運動速度大小或物體達到某速度所需要的時間。 根據(jù)勻變速直線運動的-t圖象，還可以求出物體的加速度。我們知道，在-t圖象中，直線的斜率 (魯科

14、K)當(dāng)初速度0=0時，有。將上式同加速度的定義式比較可知，直線的斜率表示勻變速直線運動的加速度。當(dāng)斜率為正值時，物體做勻加速直線運動；當(dāng)斜率為負值時，物體做勻減速直線運動。因此，應(yīng)用數(shù)學(xué)上求斜率的方法，可以從-t，圖象中獲得有關(guān)物體運動的加速度信息。 (魯科K)例如，從圖3-4中我們很容易求出：需要6s小車速度才能達到12m/s；當(dāng)小車行駛4s時，其速度為8m/s；圖中直線的斜率，可知小車的加速度為2m/s2。 如果以時間為橫坐標，加速度為縱坐標，可以得到加速度隨時間變化的圖象，通常稱為a-t圖象。做勻加速直線運動的小車，在任意時刻加速度都不變，其a-t圖象為一水平直線(圖3-5)。(魯科K)

15、方法點撥 數(shù)學(xué)公式能簡潔地描述自然規(guī)律，圖象則能直觀地描述自然規(guī)律。利用數(shù)學(xué)公式或圖象，可以用已知量求出未知量。例如，利用勻變速直線運動的速度公式或-t圖象，可以求出物體速度、運動時間或加速度等。用數(shù)學(xué)公式或圖象描述物理規(guī)律通常有一定的適用范圍，只能在一定條件下合理外推，不能任意外推。例如，討論加速度a=2m/s2的小車運動時，若將時間，推延至2h，即 7200s，這從數(shù)學(xué)上看沒有問題，但是從物理上看，則會得出荒唐的結(jié)果，即小車速度達到了14400m/s，這顯然是不合情理的。（滬科K）從初速度為零到初速度不為零（滬科K）從特殊到一般或從一般到特殊，是科學(xué)研究中常用的兩種思維方法 （滬科K）自由

16、落體運動是初速度為零的勻變速直線運動的一個特例，它反映了這種運動的一般規(guī)律。將自由落體運動公式中的g換成 a，我們就得到了韌速度為零的勻變速直線運動的規(guī)律，即 速度公式 vt=at位移公式 （滬科K）其v-t叫圖像如圖2-13所示。根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知，v-t叫圖像的斜率反映了加速度的大小。斜率越大，加速度越大。（滬科K）那么，初速度不為零的勻變速直線運動遵循什么規(guī)律呢?（滬科K）勻加速直線運動的規(guī)律（滬科K）圖2-14 旅客自動輸送帶許多機場的候機樓內(nèi)都有一種旅客自動輸送帶，它能以恒定的速度輸送站在帶上的旅客。如果旅客A站到帶上后，又以勻加速向前跑動，那么他相對于站立在輸送帶外的旅客B的運動，就

17、是初速度不為零的勻加速運動（滬科K）根據(jù)圖2-14所示的自動輸送帶上旅客的運動，我們可以把一般的勻變速直線運動看成兩個運動的組合：一個是以初速度運動的勻速直線運動，另一個是初速度為零的勻加速直線運動。這樣，我們立即可以得到一般的勻變速直線運動的規(guī)律：速度公式 vt=v0+at位移公式 （滬科K）初速度不等于零的勻加速運動的v-t圖像如圖2-15所示?？v軸上的截距表示初速度v0的大小。（滬科K）初速度為零的勻加速直線運動，可以看成是v0=0時的一種特例。(魯科K)勻變速直線運動的位移變化規(guī)律 (魯科K)對于運動問題，人們不僅關(guān)注物體運動的速度隨時間變化的規(guī)律，而且還希望知道物體運動的位移隨時間變

18、化的規(guī)律。下面，我們一起運用數(shù)學(xué)方法，分析勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系。 (魯科K)在勻變速直線運動中，速度是均勻改變的，勻變速直線運動的平均速度 將上式代人位移公式，有 再將勻變速直線運動的速度公式t=0+at代人上面的位移公式，可得 (魯科K)這個數(shù)學(xué)關(guān)系式通常被稱為勻變速直線運動的位移公式，它描述了勻變速直線運動的位移隨時間變化的規(guī)律。有了這個公式，在知道初速度和加速度后，我們就能計算在不同時間內(nèi)運動物體所發(fā)生的位移。 (魯科K)同樣，我們還可以用s-t圖象描述勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系。(魯科K)仍然以前面小車的運動為例：以小車行駛的時間，為橫坐標，以小車行駛的位移s為縱坐標

19、，分別將不同的t和s所對應(yīng)的點描在坐標紙上，將各點連起來，便可得到位移隨時間變化的曲線(圖39)。從s-t圖象中我們可以直觀地看出物體運動過程中位移隨時間的變化情況，并可求出不同時刻物體的位移。(魯科K)拓展一步* (魯科K)勻變速直線運動的位移公式也可以通過-t圖象推導(dǎo)出來。 (魯科K)在勻速直線運動中，物體運動的速度不變，因此位移為s=t，這在數(shù)值上正好等于速度圖線與時間軸之間的面積圖310(a)在勻變速直線運動中，由于運動速度不斷變化，無法采用上面的方法直接計算出位移。不過，我們可以設(shè)想將勻變速直線運動-t圖象中的時間分為許多小的時間間隔，在每個間隔中，物體近似以某一速度做勻速運動，那么

20、，每個間隔所對應(yīng)的位移在數(shù)值上等于該間隔對應(yīng)的矩形面積，如圖310(b)所示。這種劃分越細，設(shè)想的運動就越接近真實運動，如圖310(c)所示。當(dāng)時間間隔足夠小時，設(shè)想的運動便等同于真實運動，矩形面積之和便等于梯形面積圖310(d)。該梯形面積在數(shù)值上便等于勻變速直線運動的位移，即將t=0+at代入上式，有這便是勻變速直線運動的位移公式。 上述推導(dǎo)中用到了微積分的思想，即無限分割，逐漸逼近真實狀況。在物理學(xué)的研究中常常用到這種思想。 對于一個以加速度。做勻變速直線運動的物體，有時不知道物體運動的時間，僅知道物體運動的初速度0和末速度t，怎么判斷物體的位移呢?我們可以將公式t=0+at和通過數(shù)學(xué)變

21、換得到一個新的公式 有了這個公式，即使沒有時間信息，我們也可以分析物體的運動情況。（滬科K）多學(xué)一點 自己去發(fā)現(xiàn)新公式速度跟位移的關(guān)系 （滬科K）上面的案例中，沒有給出航天飛機做減速運動的時間t，解答過程中，它也是一個過渡量。這就啟示我們，可以通過速度公式和位移公式設(shè)法消去時間t，這樣，就可以直接溝通勻變速直線運動的速度跟位移的關(guān)系。 （滬科K）請你把這個關(guān)系推導(dǎo)出來。（滬科J）“多學(xué)一點”中速度與位移的關(guān)系由 vt=v0+at 得代人位移公式，得或?qū)懗?vt2-v02=2as把這個公式運用到案例，已知v0=100m/s，vt=0,a=-4m/s2立即可得跑道的長度至少【課本習(xí)題】1. (魯科

22、K)關(guān)于勻變速直線運動，下列說法正確的是(魯科J)解答：B (A)在相同時間內(nèi)位移的變化相同 (B)在相同時間內(nèi)速度的變化相同 (C)在相同時間內(nèi)加速度的變化相同(D)在相同路程內(nèi)速度的變化相同 2. (魯科K)飛機在跑道上加速滑行起飛，滑行時間為16.2s，滑行距離為1 200m。如果近似認為飛機的加速度保持不變。求： (1)飛機的加速度。(2)飛機起飛時的速度。(魯科J)解答：從題目知。飛機的初速度為0。(1) (2)vt=at=92×162 ms=148 ms3. (魯科K)如左下圖所示，一輛正以8m/s的速度沿直線行駛的汽車，突然以1m/s2的加速度加速，求汽車加速行駛了18

23、m時的速度。 4. (魯科K)請觀察對比右上圖關(guān)于物體運動的s-t圖和-t圖，分析并指出(a)、(b)兩圖中的AB、BC、CD、DE各段圖線分別表示物體處于怎樣的狀態(tài)。 (魯科J)解答：在s-t圖象中，縱軸表示位移s，(a)圖中AB段位移隨時間變化勻速增加，故物體從原點開始沿位移正方向做勻速直線運動；BC段位移不隨時間變化而變化，故物體靜止；CD段位移隨時間變化勻速減小，故物體沿位移反方向做勻速直線運動，在D時刻回到出發(fā)點。(魯科J)在v-t圖象中縱軸表示速度v，(b)圖中的AB段速度隨時間變化均勻增加，故物體由靜止開始做勻加速直線運動；BC段速度不隨時間變化而變化，故物體做勻速直線運動；CD

24、段速度隨時間變化勻速減小，故物體做加速度沿速度反方向的勻減速直線運動，在D時刻速度減為0。5. (魯科K)兩個物體A、B從同一地點同時出發(fā)，沿同一直線運動，其速度圖象如右圖所示。由圖象可知，A、B出發(fā)后將相遇幾次?除此之外，你還能由該圖象提出什么問題?你能解決這些問題嗎? (魯科J)解答：由于AB相遇的地方就是兩者位移相等的地方，而位移在數(shù)值上等于速度圖線與時間軸之間的“面積”，因此要從v-t圖中找出從0時刻到某時刻兩者面積相等的地方。從圖中可看出，AB在2 s和6 s時會相遇。6. (魯科K)下表是通過測量得到的一輛摩托車沿直線加速運動時速度隨時間的變化。t/s051015202530/m&

25、#183;s-1015203020100 請根據(jù)測量數(shù)據(jù)： (1)畫出摩托車運動的-t圖象。 (2)求摩托車在第一個10s內(nèi)的加速度。 (3)根據(jù)畫出的-t，圖象，利用求斜率的方法求出第一個10s內(nèi)的加速度，并與上面計算的結(jié)果進行比較。(4)求摩托車在最后15s內(nèi)的加速度。 解答：(1)圖略。（2）(3)兩者結(jié)果一樣。(4) 7. (魯科K)右圖為一輛汽車在某段筆直的公路上30s內(nèi)行駛的-t圖象。請根據(jù)此圖象： (1)用語言描述汽車的運動情況。 (2)求汽車的加速度。(3)利用-t圖線下的面積，計算汽車在這段時間內(nèi)的位移，并與用公式計算的結(jié)果進行比較。 (魯科J)解答：(1)由于汽車在v-t圖

26、中的斜率為負，所以汽車在該段筆直的公路上做的是勻減速直線運動。 §(2)汽車開始時的速度為20 ms，30 s時的速度為8 ms，因此加速度§(3)速度圖線和時間軸從0到30 s之間的面積為梯形面積，高為30，下底為20，上底為8，因此梯形面積為 §如果用位移公式，則從以上可看出。兩者的數(shù)值是一樣的。8. (魯科K)做勻變速運動的物體在各個連續(xù)相等的時間t內(nèi)的位移分別是s1,s2,s3,sn，如果加速度是a，試證明：(1) s2+s1=s3-s2=sn-sn-1=at2。(2) s4-s1=s5-s2=s6-s3=3at2。(魯科J)討論以上兩式如何用于打點計時器

27、實驗中紙帶運動加速度的計算。 (魯科J)算出a1、a2、的平均值，就是所要測定的勻變速直線運動的加速度。(魯科J)此時實際只用了sn、s1兩個數(shù)據(jù)，結(jié)果將會不準確，而采用第一種方法求平均值用上了所有數(shù)據(jù)，結(jié)果自然準確一些。(人教K)問題與練習(xí) 1(人教K)火車沿長直坡路向下行駛。開始時速度表上的讀數(shù)是54kmh，以后每5s讀取一次數(shù)據(jù)，見下表。 時間051015202530速度54596570768186速度(1)在表中填寫以米每秒為單位表示的速度。 (2)建立-坐標系(v的單位用米每秒)，描出與表中各時刻速度相對應(yīng)的點。(3)作出表示列車速度與時間關(guān)系的曲線。這是一條什么曲線? （人教J）解

28、答 (1)15，16，18，19，21，23，24； (2)如圖2-8所示； (3)可認為是一條直線。2(人教K)在同一公路上有A、B、C三個物體在運動，它們的-圖象a、b、c如圖2.1-5所示。根據(jù)圖象中的數(shù)據(jù)，請你盡可能詳盡地描述它們的運動。 （人教J）解答 A做勻速直線運動，速度為15 m/s；B做初速度為零，加速度為19 m/s2的勻加速直線運動；C做初速度為4 m/s，加速度為O67 m/s2的勻減速直線運動，6 s時速度為0。3(人教K)為研究實驗小車沿斜面向下運動的規(guī)律，把打點計時器紙帶的一端固定在小車上，小車拖動紙帶運動時，紙帶上打出的點如圖21-6所示。 (1)某同學(xué)用以下方

29、法繪制小車的-圖象。先把紙帶每隔01s剪斷，得到若干短紙條。再把這些紙條并排貼在一張紙上，使這些紙條下端對齊，作為時間坐標軸，標出時間。最后將紙條上端中心連起來，于是得到-圖象。請你按以上辦法(用一張薄紙壓在圖21-6上，復(fù)制得到紙帶)繪制這個圖象。 (2)這樣做有道理嗎?說說你的看法。 （人教J）(1)圖2-9，(2)剪下的紙條長度表示O1 s時間內(nèi)位移大小，可近似認為速度,v，紙條長度可認為表示速度。4(人教K)把紙帶穿過打點計時器，用手握住，啟動計時器。用手拉動紙帶，在紙帶上記錄了一行小點。從便于測量的位置找一個點當(dāng)做起始點，在每隔相等時間間隔(如01s)處剪開，請你試著用粘貼的方法得到

30、一個直方圖，從中可以看出手拉紙帶的速度是怎樣變化的。（人教J）略（滬科K）家庭作業(yè)與活動 1（滬科K）勻加建直線運動是 A入速度變化總相等的運動 B加速度均勻變化的運動 C速度變化的快慢恒定的運動D加速度恒定的直線運動 （滬科J）D。提示：加速度是矢量，勻加速直線運動是指加速度的大小、方向恒定不變的運動，D正確。2（滬科K）下列某三種型號汽車的加速度數(shù)據(jù)：小轎車加速度1.2m/s24t載重汽車加速度0.22m/s28t載重汽車加速度0.17m/s2它們在平直公路上起動后達到到別20m/s的速度所需時間和通過的距離各為多少? （滬科J）根據(jù)速度公式和位移與速度的關(guān)系可知：小轎車啟動后達到v=20

31、m/s的時間和通過的距離分別為4t載重車啟動后達到 v=20m/s的時間和通過的距離分別為8t載重車啟動后達到 v=20m/s的時間和通過的距離分別為3（滬科K）國家對某型號汽車運行的安全技術(shù)標準如下：汽車載重標準為451質(zhì)量12t空載檢測的制動距離(車速20km/h)38m滿載檢測的制動距離(車速30km/h)8Om試問：該型號的汽車空載和滿載時的加建度應(yīng)該滿足什么要求? （滬科J）空載時：已知v0=20km/h=5.6m/s,s=3.8m,vt=0,制動時：由 vt2-v02=2as得 即制動加速度的大小至少為4.1m/s.滿載時：已知v0=30km/h=8.3m/s,s=8.0m,vt=

32、0同理得即制動加速度的大小至少為4.3m/s24（滬科K）在大型的航空母履上裝有幫助飛機起飛的彈射器。已知某型號的戰(zhàn)斗機在100m的跑道上得到30m/s2的加速度而成功起飛，求該戰(zhàn)斗機起飛的速度和加速運動的時間。（滬科J）已知s=100m,a=30m/s2,v0=0,由=2as得起飛速度加速運動的時間【基礎(chǔ)例題】(魯科K)例如，從圖3-4中我們很容易求出：需要6s小車速度才能達到12m/s；當(dāng)小車行駛4s時，其速度為8m/s；圖中直線的斜率，可知小車的加速度為2m/s2。 (魯科K)例題 如圖311所示，一輛汽車正在筆直的公路上以72km/h的速度行駛，司機看見紅色交通信號燈便踩下剎車。此后，

33、汽車開始減速，設(shè)汽車做勻減速運動的加速度為5m/s2。開始制動后，前2s內(nèi)汽車行駛了多少距離?從開始制動到完全停止，汽車行駛了多少距離? 解 設(shè)0的方向為正方向，由題意可知0=72km/h=20m/s,a=-5m/s2,t=2s根據(jù)公式可得前2s內(nèi)汽車行駛的距離 再根據(jù)公式 可得從開始制動到完全停止汽車行駛的距離想一想，是否還能用其他方法求解第二問? （滬科K）案例分析（滬科K）案例 航天飛機著陸時速度很大，可用阻力傘使它減速(圖 2-16)。假設(shè)一架航天飛機在一條筆直的水平跑道上著陸，剛著陸時速度為100m/s，在著陸的同時立即打開阻力傘，加上地面的摩擦作用，產(chǎn)生大小為4m/s2的加速度。研

34、究一下，這條跑道至少要多長?（滬科K）分析 航天飛機剛著陸時的速度，就是它做減速運動的初速度，根據(jù)加速度的定義，可算出它做這一運動的時間；然后利用位移公式，可算出位移，這也就是跑道的最小長度。（滬科K）解答 根據(jù)題設(shè)，初速度v0=100m/s，加速度a=-4m/s2。設(shè)經(jīng)時間t停住，末速度vt=0。由速度公式vt=v0+at得減速運動的時間在這段時間內(nèi)傲減速運動的位移為所以跑道長度至少為1250m。（滬科K）思考一下：你能否用其他方法求解?把你的想法與其他同學(xué)交流，怎樣解更簡單?【其他習(xí)題】(魯科J)1如圖為物體運動的v-t圖象，則AB段物體做_運動，BC段加速度等于_，CD段物體做_運動，D

35、E段物體做_運動，DE段和CD段加速度_(填“相等”或“不相等”)。(魯科J)答案：勻加速直線0勻減速直線勻減速直線相等(魯科J)2一輛汽車原來的速度是18 ms，在一段平直公路上以05 ms2的加速度做勻加速運動，求加速行駛了20s時的速度。(魯科J)答案：28 ms。(魯科J)3一列速度為36 kmh的火車在平直軌道上勻加速，經(jīng)25 s后速度達到54 kmh。求火車在這段時間內(nèi)的加速度。(魯科J)答案：02 ms2。(魯科J)4汽車以36 kmh的速度在平直公路上勻速行駛，剎車時的加速度大小恒為4 ms2，則該汽車從剎車開始后5 s的位移為多少?(魯科J)答案：125 m。(魯科J)5汽車

36、正以10 ms的速度在平直公路上勻速前進，突然發(fā)現(xiàn)正前方有一輛自行車以4 ms的速度做同方向的勻速直線運動，駕駛員立即關(guān)閉油門使汽車做加速度為6 ms2的勻減速運動，若汽車恰好不碰上自行車，求汽車關(guān)閉油門時離自行車多遠。(魯科J)答案：3 m。(魯科J)6汽車從靜止開始做勻加速直線運動，途中先后經(jīng)過相距125 m的A、B兩點，用10 s時間，已知過B點速度為15 ms，求汽車從出發(fā)位置到A點的位移和所用的時間。(魯科J)答案：100 m；20 s。(魯科J)7升降機從靜止開始做勻加速上升運動，經(jīng)過3 s，它的速度達到3 ms，然后做勻速運動，經(jīng)過6 s，再做勻減速運動，3 s后停止，求升降機上

37、升的高度。(魯科J)答案：27 m。(魯科J)8汽車在紅綠燈前停住，綠燈亮?xí)rA車開動，以a=04 ms2的加速度做勻加速直線運動，經(jīng)t1=30 s后，又做勻速直線運動，在綠燈亮的同時，汽車B以v=8 ms的速度從A車身邊駛過，之后B車一直以相同速度做勻速直線運動，問：從綠燈亮起時開始，經(jīng)過多長時間后兩車相遇?(魯科J)答案：45 s?！净A(chǔ)探究活動】(人教K)1 實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律(人教K)進行實驗如圖21-1，把附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，將細繩繞過滑輪，下面掛上適當(dāng)?shù)你^碼，小車在鉤碼的牽引下運動。為了研究小車的速度隨時間變化的規(guī)律，需要把打點計時器固定在長木板上，把紙帶

38、穿過打點計時器，連在小車的后面。 把小車停在靠近打點計時器的位置。啟動計時器，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運動。于是，打點計時器在紙帶上打下一行小點。隨后立即關(guān)閉電源。換上新紙帶，重復(fù)操作三次。處理數(shù)據(jù) 在三條紙帶中選擇一條最清晰的。為了便于測量，舍掉開頭一些過于密集的點跡，找一個適當(dāng)?shù)狞c當(dāng)做計時起點。我們?nèi)匀贿x擇相隔01s的若干計數(shù)點進行測量，記入自己設(shè)計的表格，利用第一章的方法得出各計數(shù)點的瞬時速度，填人下表。小車在幾個時刻的瞬時速度位置編導(dǎo)012345時間t/s00.10.20.30.40.5增減所掛的鉤碼數(shù)，再做兩次實驗。作出速度時間圖象以速度為縱軸、時間為橫軸建立直角坐標系。根據(jù)表中

39、的、t數(shù)據(jù)，在直角坐標系中描點 (圖21-2)。通過觀察、思考，找出這些點的分布規(guī)律。 我們會看到，對于每次實驗，描出的幾個點都大致落在一條直線上。因此，可以有很大的把握說，如果是沒有實驗誤差的理想情況，代表小車速度與時間關(guān)系的點真的能夠全部落在某條直線上。 有了這些考慮之后，我們就可以用一條直線去代表這些點，并且可以說，小車運動的-t圖象是一條傾斜的直線。在科學(xué)術(shù)語中、速度和時間的這種關(guān)系稱為“線性關(guān)系”。 你能用自己的語言描述小車運動速度隨時間變化的規(guī)律嗎?（人教J）(1)實驗?zāi)繕?要求學(xué)生在學(xué)會打點計時器的使用、紙帶數(shù)據(jù)處理、測瞬時速度以及速度一時間圖象的基礎(chǔ)上，運用這些知識和技能探究小

40、車速度隨時間變化的規(guī)律。體現(xiàn)通過實驗探究培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理和研究物理問題的方法，學(xué)習(xí)尋找規(guī)律的方法。(2)儀器和器材 附有滑輪的長木板；小車；帶小鉤的細線；25 g的鉤碼3個，也可以用50 g的鉤碼?；蛴蒙匙雍托⊥按驺^碼，用彈簧秤或天平稱量。打點計時器；紙帶；刻度尺；學(xué)生電源、導(dǎo)線。 (3)注意事項 打點計時器紙帶限位器要與長木板縱軸位置對齊再固定在長木板上，使紙帶、小車、拉線和定滑輪在一條直線上。小車要選擇在木板上運動不跑偏或跑偏較小的車。 牽引小車的鉤碼以100 g以內(nèi)為宜。若用到150 g以上，則紙帶上打出的點數(shù)不能滿足以01 s為計數(shù)點取6組數(shù)值的要求。解決辦法： ·用小砂桶

41、替代鉤碼。砂桶及砂的質(zhì)量在40 g100 g之間取三種不同質(zhì)量，可用托盤天平稱量砂桶和砂子。 ·若用50 g鉤碼，取至150 g時打出的紙帶計數(shù)點之間的時間間隔可減小至008 s或006 s，可以滿足6組以上數(shù)據(jù)的要求。 ·為防鉤碼落地損傷鉤碼，可在地面鋪泡沫塑料墊。小砂桶可選擇能裝100 g以上砂子的帶蓋塑料瓶。 在小車后面安裝紙帶的方法如圖2-1所示。使小車運動時保持紙帶與打點計時器平面、木板平行，減少摩擦力影響。注意調(diào)整滑輪高度，使拉車的線與木板平行，減少拉力的變化。 開啟電源，待打點計時器工作穩(wěn)定后釋放小車，同時用一只手在定滑輪一端準備接住小車，防止小車撞擊定滑輪，

42、防止小車落地。即使安裝了防撞擋板，也要防止小車落地。關(guān)斷電源后再取紙帶，取下紙帶后，將所用鉤碼質(zhì)量標注在紙帶上，并給紙帶編號。紙帶上的點先取零點和計數(shù)點進行編號再測距離。測量長度時不要用短刻度尺分別測量相鄰兩個計數(shù)點間的長度，最好用長刻度尺對齊各計數(shù)點(不移動尺子)讀出各計數(shù)點間長度值，避免測量誤差的積累。 在坐標紙上畫v-t圖象時，注意坐標軸單位長度的選取，使圖象分布在坐標平面的大部分面積。(4)教學(xué)中的幾點考慮 復(fù)習(xí)前一章實驗中打點計時器使用方法和注意事項，以及測量瞬時速度的方法。 打出紙帶后處理數(shù)據(jù)，要讓學(xué)生討論課文中“舍掉開頭一些過于密集的點子，為了便于測量，找一個點當(dāng)做計時起點?！边@

43、樣做的意義是什么。 作v-t圖象時，讓學(xué)生認真觀察、思考直角坐標系中描出的點的分布規(guī)律，認真研究課文中“描出的幾個點大致能夠全部落在直線上?！币欢卧挼囊饬x。然后作出v-t圖象，引導(dǎo)學(xué)生討論，從作出的v-t圖象探究到什么樣的規(guī)律。(5)小車在重物牽引下的運動(示例) 引導(dǎo)學(xué)生思考與討論為什么要用一條曲線(包括直線)去擬合這些數(shù)據(jù)點，即所畫曲線(包括直線)為什么要使兩側(cè)點數(shù)大致相同，讓學(xué)生了解每個有意義的數(shù)據(jù)點都要發(fā)揮作用，取點群的平均位置減少測量的偶然誤差。至于偶然誤差產(chǎn)生的原因及減少偶然誤差的理論，不要過多講解，可鼓勵學(xué)生查閱有關(guān)資料。 有條件的學(xué)?；?qū)W生可以交一張計算機打印的數(shù)據(jù)和v-t圖象

44、。【其它探究活動】(人教K)做一做用計算機繪制-圖象 借助常用的數(shù)表軟件，可以迅速、準確地根據(jù)表中的數(shù)據(jù)作出-圖象，甚至能夠?qū)懗鰣D象所代表的公式。下面以Excel軟件為例做簡要說明，有興趣的同學(xué)可以試一試。在Excel軟件工作簿的某一列的單元格中依次輸入測量時間，在相鄰的一列輸入對應(yīng)的速度值 (圖21-3)。用鼠標選中這些數(shù)據(jù)，按照“插入”中的“圖表向?qū)А钡奶崾揪湍芤徊讲降氐玫剿嫷膱D象(圖21-4)。 要注意的是，操作過程中會出現(xiàn)“添加趨勢線”對話框，其中的“類型”標簽中有好幾種可選擇的函數(shù)。由于我們這個實驗的數(shù)據(jù)幾乎分布在一條直線上，所以應(yīng)該選擇“線性”類型。 （人教J）用計算機繪制vt圖

45、象的教學(xué) 用Excel繪制圖象時，注意課文中輸人數(shù)據(jù)時用了“依次”二字，在Excel工作簿中先輸入自變量時間，在相鄰一列中輸入對應(yīng)的速度值，輸人順序不對，所畫的圖象也不對(課本圖22-3在Excel工作簿中輸人數(shù)據(jù)的屏幕圖)。具體做法如下： 打開Excel工作簿可以看到行和列，行號用1、2、3表示；列號用A、B、C表示。將自變量時間的數(shù)值從某一單元格開始輸入，在同一列中將其他時間值一一輸入。在相鄰的右側(cè)一列中將速度值一一輸入，注意速度值要與時間值相對應(yīng)。也可以在同一行中依次輸入時間和速度，下一行中再次輸入第二組時間和速度，直至全部輸入完畢。用鼠標選中這些數(shù)據(jù)。再用鼠標左鍵單擊“圖表向?qū)А卑粹o，

46、出現(xiàn)“圖表類型”窗口，選“散點圖”，選“確定”按鈕，彈出“圖表標題輸入框”，輸入相應(yīng)的字符后選“下一步”按鈕，直到“完成”。出現(xiàn)由點組成的圖表，用鼠標右鍵單擊繪圖區(qū)中任何一個數(shù)據(jù)點，出現(xiàn)下拉式菜單，選“添加趨勢線”，彈出添加趨勢線窗口，選擇“線性”趨勢；打開該窗口的“選項”卡，對其中“顯示公式”左側(cè)的小方格用鼠標左鍵單擊出現(xiàn)“”號后，按“確定”。則圖表框中出現(xiàn)一條直線，這就是經(jīng)過計算機做最佳“擬合”后的v-t圖象，并顯示出一個表明該圖象的函數(shù)式。（滬科K）課題研究（滬科K）實驗研究勻變速直線運動（滬科K）在22中，我們從伽利略的實驗和頻閃照片，已經(jīng)對實驗研究勻變速直線退動有了初步的認識?，F(xiàn)在，

47、請你利用打點計時器或DIS實驗系統(tǒng)，研究勻變速直線運動。要求自己設(shè)計數(shù)據(jù)表，畫出小車運動的v-t圖像，算出加速度的大小（滬科J）用DIS實驗系統(tǒng)，研究勻變速直線運動 （滬科J）實驗?zāi)康模貉芯縿蚣铀僦本€運動的規(guī)律。 （滬科J）實驗原理：物體做變速直線運動中，單位時間內(nèi)速度的增加量相等，即為勻加速直線運動。 （滬科J）實驗器材：朗威DIS實驗室、微機運動滑板、運動小車、雙面膠等。 （滬科J）實驗過程及數(shù)據(jù)分析： (1)取運動接收傳感器，接入數(shù)據(jù)采集器。 (2)將運動發(fā)射傳感器與運動小車固定在一起，調(diào)節(jié)滑板一端的高度，使小車在滑板上做勻加速運動。將運動接收傳感器固定在滑板的高端，使傳感器的發(fā)射口與接

48、收口相對。 (3)打開“坐標繪圖”窗口，點擊“增加”選擇X軸為“時間”，Y軸為“位移”。 (4)小車置于滑板的高端，打開運動發(fā)射傳感器的電源開關(guān)，并施加外力，讓小車下滑，窗口將顯示出s-t(位移與時間)曲線，圖t-2-11。(5)用鼠標左鍵“選擇有效區(qū)段”(圖t-2-12)，單擊“二次多項式擬合”按鈕，圖中顯示所選區(qū)域s-t圖線與擬合圖線完全重合，表明在勻加速直線運動中，運動物體的位移與時間為二次多項式關(guān)系，圖t-2-13。(6)對擬合的二次多項式圖線進行求導(dǎo)(由s-t圖轉(zhuǎn)為v-t圖)，導(dǎo)數(shù)圖線顯示為直線，說明速度與時間為線性關(guān)系，圖t-2-14。(7)對求導(dǎo)曲線進行直線擬合，顯示線性方程的斜率即為運動物體的加速度值，圖t-2-15。 【開放題】(魯科K)討論與交流 (1)利用-t圖象計算加速度 圖3-6給出了A、B、C