高中物理備課資料卡 勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律素材

1、【知識(shí)點(diǎn)名稱(chēng)】(人教K)1 實(shí)驗(yàn)：探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律【課標(biāo)內(nèi)容對(duì)照（滬科J）課程標(biāo)準(zhǔn)的要求（滬科J）*通過(guò)史實(shí)，初步了解近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)產(chǎn)生的背景，認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)對(duì)物理學(xué)發(fā)展的推動(dòng)作用。（滬科J）*經(jīng)歷勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程，了解勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，體會(huì)實(shí)驗(yàn)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)，體會(huì)數(shù)學(xué)在研究物理問(wèn)題中的重要性?！景姹緦?duì)照（含選修）】【三維目標(biāo)】(魯科J)1知道勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移公式。(魯科J)3會(huì)運(yùn)用

2、公式和圖象等方法研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，了解微積分的思想。(魯科J)4會(huì)運(yùn)用勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題。(魯科J)5領(lǐng)略運(yùn)動(dòng)的藝術(shù)美，保持對(duì)運(yùn)動(dòng)世界的好奇心和探究欲?！局R(shí)與能力】(魯科J)進(jìn)一步理解位移、速度和加速度等概念。了解勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中加速度的特點(diǎn)以及位移、速度的變化規(guī)律。了解自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及重力加速度。能運(yùn)用勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律解釋或解決一些實(shí)際問(wèn)題?！具^(guò)程與方法】(魯科J)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，體會(huì)實(shí)驗(yàn)在發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律中的作用?！厩楦袘B(tài)度與價(jià)值觀】(魯科J)體驗(yàn)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的奇妙與和諧，保持對(duì)運(yùn)動(dòng)的好奇心和探究欲。(魯科J)體會(huì)伽利略在探索自然規(guī)律過(guò)程中的艱辛

3、和科學(xué)精神。(魯科J)了解伽利略對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的研究在科學(xué)發(fā)展和人類(lèi)進(jìn)步上的重大意義?！局仉y點(diǎn)知識(shí)】【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(xiàn)運(yùn)動(dòng)，然后以實(shí)驗(yàn)方法研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，最后研究一種特殊的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)。通過(guò)本章學(xué)習(xí)，不但要掌握勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，還要了解研究問(wèn)題的基本思路和方法，學(xué)習(xí)科學(xué)家對(duì)科學(xué)的探索精神。(魯科J)導(dǎo)入“速度的變化”。通過(guò)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(duì)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的研究方法，簡(jiǎn)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)

4、的特點(diǎn)、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(shí)際研究某一物體在運(yùn)動(dòng)中速度隨時(shí)問(wèn)變化的規(guī)律，目的是讓學(xué)生通過(guò)科學(xué)探究活動(dòng)來(lái)完成。小車(chē)在重物牽引下運(yùn)動(dòng)看似簡(jiǎn)單，而就其研究問(wèn)題的過(guò)程和方法是具有基礎(chǔ)性和典型性的。重視獲取知識(shí)的過(guò)程，讓學(xué)生體驗(yàn)一種從實(shí)驗(yàn)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?！窘虒W(xué)建議】(魯科J)1本節(jié)主要是研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)、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(duì)突出了圖象的應(yīng)用。(魯科J)2教材從一個(gè)具

5、體實(shí)例中引出勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的概念及其特點(diǎn)加速度不變。由于理解勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵是加速度概念，而學(xué)生對(duì)加速度概念的理解是一個(gè)逐步深化的過(guò)程，因此教師要強(qiáng)調(diào)加速度的矢量性，勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度大小和方向都保持不變。至于物體做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)還是做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，要看加速度與速度是同向還是反向。(魯科J)3勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)際上都是理想模型，通過(guò)教學(xué)應(yīng)使學(xué)生在碰到復(fù)雜問(wèn)題時(shí)能識(shí)別主要因素和次要因素，運(yùn)用理想模型去研究。(魯科J)4勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)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(kāi)來(lái)，不習(xí)慣或不會(huì)將已學(xué)過(guò)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(diǎn)撥”，并引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)“討論與交流”鞏固運(yùn)用圖象解決問(wèn)題的能力。(魯科J)5運(yùn)動(dòng)不僅可以用嚴(yán)格、精確的公式和圖象來(lái)描繪，還可以用充滿(mǎn)想像的藝術(shù)手段來(lái)描繪；運(yùn)動(dòng)不僅是物理學(xué)研究的對(duì)象，也是藝術(shù)家用來(lái)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(huì)到物理并不是枯燥的公式和數(shù)字的堆砌，而是充滿(mǎn)著美的內(nèi)涵。(魯科J)6勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移變化規(guī)律既可以從平均速度公式中推導(dǎo)出來(lái)，也可以從v-t圖象中推導(dǎo)出來(lái)。考慮到用圖象推導(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(shí)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(yùn)算較多，教師要根據(jù)學(xué)生的情況，計(jì)算的題目不可過(guò)繁，著重分析物理意義，防止將公式變來(lái)?yè)Q去而忽略了物理意義。（人教J）教科書(shū)設(shè)計(jì)這個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)為一節(jié)，建議用2學(xué)時(shí)完成。所以，該實(shí)驗(yàn)要在本章第一節(jié)課進(jìn)行，不要放到“勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)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(shí)安排】(魯科K)1S （人教J）2S【導(dǎo)語(yǔ)引入】(魯科K)速度的變化 (魯科K)物體的運(yùn)動(dòng)通常比較復(fù)雜。 (魯科K)在生活中，人們跳遠(yuǎn)助跑、水中嬉戲、駕車(chē)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)蘊(yùn)涵的規(guī)律? (魯科K)從亞里士多德對(duì)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的哲學(xué)思索，到伽利略對(duì)自由落體問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)研究，人類(lèi)經(jīng)歷了長(zhǎng)期的探索，逐步從定性觀察和哲學(xué)思辨，發(fā)展到運(yùn)用實(shí)驗(yàn)觀測(cè)和數(shù)學(xué)方法去開(kāi)展定量研究，形成了以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。 (魯科K)本章，我們從最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng)勻變速運(yùn)動(dòng)人手，認(rèn)識(shí)勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，學(xué)習(xí)研究運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的方法。（人教J）尋求一種運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律，一般要從某個(gè)具體事例開(kāi)始。這一節(jié)我們用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車(chē)在重物牽引下的運(yùn)動(dòng)，看看小車(chē)的速度是怎樣隨時(shí)間變化的。【知識(shí)點(diǎn)講解】勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) (魯科K)物理學(xué)中將物體速度發(fā)生變化的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)

9、為變速運(yùn)動(dòng)，一般說(shuō)來(lái)，做變速運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。 (魯科K)我們以一輛從靜止開(kāi)始沿直線(xiàn)勻加速行駛的小車(chē)為例，在行駛過(guò)程中，可以從小車(chē)的速度計(jì)上讀出各個(gè)時(shí)刻的速度值：如果每隔1s記下一個(gè)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(chē)加速行駛時(shí)速度隨時(shí)間的變化t/s0123456/m·s-1024681012 (魯科K)如果在表3l中任意選取兩個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的速度值代人加速度定義式，計(jì)算小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度，就會(huì)發(fā)現(xiàn)所得加速度值都相同。例如，將t分別為2s和3s對(duì)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(chē)在勻加速行駛的過(guò)程中，速度不斷增加，加速度保持不變。物理學(xué)中，稱(chēng)物體加速度保持不變的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)為勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(rectilinear motion with constant acceleration)。(魯科K)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)是一種簡(jiǎn)單而且特殊的變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，它的重要特點(diǎn)是：物體在直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，加速度為一恒量。當(dāng)加速度與速度同向時(shí)，物體做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(uniformly accelerated rectilinear motion)；當(dāng)加速度與速度反向時(shí)，物體做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(uniformly decelerated rectilinear motion)。在自然界，嚴(yán)格意義上的勻變

11、速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)或其中的一段運(yùn)動(dòng)近似認(rèn)為是勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。(人教K)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)如果物體運(yùn)動(dòng)的-圖象是一條平行于時(shí)間軸的直線(xiàn)(圖22- 1)，這表示物體的速度不隨時(shí)間變化，也就是說(shuō)，它描述的是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。在上節(jié)的實(shí)驗(yàn)中，小車(chē)在重物牽引下運(yùn)動(dòng)的-圖象是一條傾斜的直線(xiàn)，它表示小車(chē)在做什么樣的運(yùn)動(dòng)? 從圖22-2可以看出，由于-圖象是直線(xiàn)，無(wú)論選在什么區(qū)間，對(duì)應(yīng)的速度的變化量與時(shí)間的變化量之比都是一樣的，即物體運(yùn)動(dòng)的加速度保持不變。所以，上節(jié)實(shí)驗(yàn)中小車(chē)的運(yùn)動(dòng)是加速度不變的運(yùn)動(dòng)。 沿著一條直線(xiàn)，且加速度不變的運(yùn)動(dòng)，叫做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) (unifo

12、rm variable rectilinear motion)。勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的-圖象是一條傾斜的直線(xiàn)。在勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中，如果物體的速度隨著時(shí)間均勻增加，這個(gè)運(yùn)動(dòng)叫做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；如果物體的速度隨著時(shí)間均勻減小，這個(gè)運(yùn)動(dòng)叫做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度變化規(guī)律 下面，我們進(jìn)一步討論勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。根據(jù)加速度的定義式 可得 (魯科K)這個(gè)公式描述了做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體速度隨時(shí)間的變化規(guī)律，通常稱(chēng)為勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度公式。公式中，t為物體在任意時(shí)刻的速度，0為初速度。如果設(shè)0的方向?yàn)檎较?，那么，?dāng)a>0時(shí)，物體的速度不斷增加，即為勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；a<0時(shí)，物體的

13、速度不斷減小，即為勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)0=0時(shí)，速度公式可簡(jiǎn)化為 (魯科K)我們不僅能用公式描述做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體速度隨時(shí)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(chē)的運(yùn)動(dòng)為例，取時(shí)間；為橫坐標(biāo)，速度為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上描出與t和相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，將各點(diǎn)連起來(lái)，便得到圖3-4所示的圖象。該圖象描述了小車(chē)勻加速行駛時(shí)速度與時(shí)間的關(guān)系，通常稱(chēng)為-t圖象。通過(guò)此圖，我們不僅可以直觀地了解物體運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，還可以求出某時(shí)刻物體運(yùn)動(dòng)速度大小或物體達(dá)到某速度所需要的時(shí)間。 根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)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(xiàn)的斜率 (魯科

14、K)當(dāng)初速度0=0時(shí)，有。將上式同加速度的定義式比較可知，直線(xiàn)的斜率表示勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度。當(dāng)斜率為正值時(shí)，物體做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)斜率為負(fù)值時(shí)，物體做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。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(yùn)動(dòng)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(chē)速度才能達(dá)到12m/s；當(dāng)小車(chē)行駛4s時(shí)，其速度為8m/s；圖中直線(xiàn)的斜率，可知小車(chē)的加速度為2m/s2。 如果以時(shí)間為橫坐標(biāo)，加速度為縱坐標(biāo)，可以得到加速度隨時(shí)間變化的圖象，通常稱(chēng)為a-t圖象。做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的小車(chē)，在任意時(shí)刻加速度都不變，其a-t圖象為一水平直線(xiàn)(圖3-5)。(魯科K)

15、方法點(diǎn)撥 數(shù)學(xué)公式能簡(jiǎn)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度公式或-t圖象，可以求出物體速度、運(yùn)動(dòng)時(shí)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(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)，若將時(shí)間，推延至2h，即 7200s，這從數(shù)學(xué)上看沒(méi)有問(wèn)題，但是從物理上看，則會(huì)得出荒唐的結(jié)果，即小車(chē)速度達(dá)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(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)特例，它反映了這種運(yùn)動(dòng)的一般規(guī)律。將自由落體運(yùn)動(dòng)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)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(shí)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)遵循什么規(guī)律呢?（滬科K）勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律（滬科K）圖2-14 旅客自動(dòng)輸送帶許多機(jī)場(chǎng)的候機(jī)樓內(nèi)都有一種旅客自動(dòng)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(dòng)，那么他相對(duì)于站立在輸送帶外的旅客B的運(yùn)動(dòng)，就

17、是初速度不為零的勻加速運(yùn)動(dòng)（滬科K）根據(jù)圖2-14所示的自動(dòng)輸送帶上旅客的運(yùn)動(dòng)，我們可以把一般的勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)看成兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的組合：一個(gè)是以初速度運(yùn)動(dòng)的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)是初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。這樣，我們立即可以得到一般的勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)，可以看成是v0=0時(shí)的一種特例。(魯科K)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移變化規(guī)律 (魯科K)對(duì)于運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，人們不僅關(guān)注物體運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，而且還希望知道物體運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間變

18、化的規(guī)律。下面，我們一起運(yùn)用數(shù)學(xué)方法，分析勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系。 (魯科K)在勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中，速度是均勻改變的，勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的平均速度 將上式代人位移公式，有 再將勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度公式t=0+at代人上面的位移公式，可得 (魯科K)這個(gè)數(shù)學(xué)關(guān)系式通常被稱(chēng)為勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移公式，它描述了勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律。有了這個(gè)公式，在知道初速度和加速度后，我們就能計(jì)算在不同時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系。(魯科K)仍然以前面小車(chē)的運(yùn)動(dòng)為例：以小車(chē)行駛的時(shí)間，為橫坐標(biāo)，以小車(chē)行駛的位移s為縱坐標(biāo)

19、，分別將不同的t和s所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)描在坐標(biāo)紙上，將各點(diǎn)連起來(lái)，便可得到位移隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)(圖39)。從s-t圖象中我們可以直觀地看出物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中位移隨時(shí)間的變化情況，并可求出不同時(shí)刻物體的位移。(魯科K)拓展一步* (魯科K)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移公式也可以通過(guò)-t圖象推導(dǎo)出來(lái)。 (魯科K)在勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中，物體運(yùn)動(dòng)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(xiàn)與時(shí)間軸之間的面積圖310(a)在勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中，由于運(yùn)動(dòng)速度不斷變化，無(wú)法采用上面的方法直接計(jì)算出位移。不過(guò)，我們可以設(shè)想將勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)-t圖象中的時(shí)間分為許多小的時(shí)間間隔，在每個(gè)間隔中，物體近似以某一速度做勻速運(yùn)動(dòng)，那么

20、，每個(gè)間隔所對(duì)應(yīng)的位移在數(shù)值上等于該間隔對(duì)應(yīng)的矩形面積，如圖310(b)所示。這種劃分越細(xì)，設(shè)想的運(yùn)動(dòng)就越接近真實(shí)運(yùn)動(dòng)，如圖310(c)所示。當(dāng)時(shí)間間隔足夠小時(shí)，設(shè)想的運(yùn)動(dòng)便等同于真實(shí)運(yùn)動(dòng)，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(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移，即將t=0+at代入上式，有這便是勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移公式。 上述推導(dǎo)中用到了微積分的思想，即無(wú)限分割，逐漸逼近真實(shí)狀況。在物理學(xué)的研究中常常用到這種思想。 對(duì)于一個(gè)以加速度。做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體，有時(shí)不知道物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，僅知道物體運(yùn)動(dòng)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(guò)數(shù)學(xué)變

21、換得到一個(gè)新的公式 有了這個(gè)公式，即使沒(méi)有時(shí)間信息，我們也可以分析物體的運(yùn)動(dòng)情況。（滬科K）多學(xué)一點(diǎn) 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(méi)有給出航天飛機(jī)做減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t，解答過(guò)程中，它也是一個(gè)過(guò)渡量。這就啟示我們，可以通過(guò)速度公式和位移公式設(shè)法消去時(shí)間t，這樣，就可以直接溝通勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度跟位移的關(guān)系。 （滬科K）請(qǐng)你把這個(gè)關(guān)系推導(dǎo)出來(lái)。（滬科J）“多學(xué)一點(diǎn)”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(gè)公式運(yùn)用到案例，已知v0=100m/s，vt=0,a=-4m/s2立即可得跑道的長(zhǎng)度至少【課本習(xí)題】1. (魯科

22、K)關(guān)于勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是(魯科J)解答：B (A)在相同時(shí)間內(nèi)位移的變化相同 (B)在相同時(shí)間內(nèi)速度的變化相同 (C)在相同時(shí)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(jī)在跑道上加速滑行起飛，滑行時(shí)間為16.2s，滑行距離為1 200m。如果近似認(rèn)為飛機(jī)的加速度保持不變。求： (1)飛機(jī)的加速度。(2)飛機(jī)起飛時(shí)的速度。(魯科J)解答：從題目知。飛機(jī)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(xiàn)行駛的汽車(chē)，突然以1m/s2的加速度加速，求汽車(chē)加速行駛了18

23、m時(shí)的速度。 4. (魯科K)請(qǐng)觀察對(duì)比右上圖關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)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(xiàn)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(shí)間變化勻速增加，故物體從原點(diǎn)開(kāi)始沿位移正方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；BC段位移不隨時(shí)間變化而變化，故物體靜止；CD段位移隨時(shí)間變化勻速減小，故物體沿位移反方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在D時(shí)刻回到出發(fā)點(diǎn)。(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(shí)間變化均勻增加，故物體由靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；BC段速度不隨時(shí)間變化而變化，故物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；CD

24、段速度隨時(shí)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在D時(shí)刻速度減為0。5. (魯科K)兩個(gè)物體A、B從同一地點(diǎn)同時(shí)出發(fā)，沿同一直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，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(wèn)題?你能解決這些問(wèn)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(xiàn)與時(shí)間軸之間的“面積”，因此要從v-t圖中找出從0時(shí)刻到某時(shí)刻兩者面積相等的地方。從圖中可看出，AB在2 s和6 s時(shí)會(huì)相遇。6. (魯科K)下表是通過(guò)測(cè)量得到的一輛摩托車(chē)沿直線(xiàn)加速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度隨時(shí)間的變化。t/s051015202530/m&

25、#183;s-1015203020100 請(qǐng)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)： (1)畫(huà)出摩托車(chē)運(yùn)動(dòng)的-t圖象。 (2)求摩托車(chē)在第一個(gè)10s內(nèi)的加速度。 (3)根據(jù)畫(huà)出的-t，圖象，利用求斜率的方法求出第一個(gè)10s內(nèi)的加速度，并與上面計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較。(4)求摩托車(chē)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(chē)在某段筆直的公路上30s內(nèi)行駛的-t圖象。請(qǐng)根據(jù)此圖象： (1)用語(yǔ)言描述汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況。 (2)求汽車(chē)的加速度。(3)利用-t圖線(xiàn)下的面積，計(jì)算汽車(chē)在這段時(shí)間內(nèi)的位移，并與用公式計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較。 (魯科J)解答：(1)由于汽車(chē)在v-t圖

26、中的斜率為負(fù)，所以汽車(chē)在該段筆直的公路上做的是勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。 §(2)汽車(chē)開(kāi)始時(shí)的速度為20 ms，30 s時(shí)的速度為8 ms，因此加速度§(3)速度圖線(xiàn)和時(shí)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(yùn)動(dòng)的物體在各個(gè)連續(xù)相等的時(shí)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(diǎn)計(jì)時(shí)器

27、實(shí)驗(yàn)中紙帶運(yùn)動(dòng)加速度的計(jì)算。 (魯科J)算出a1、a2、的平均值，就是所要測(cè)定的勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度。(魯科J)此時(shí)實(shí)際只用了sn、s1兩個(gè)數(shù)據(jù)，結(jié)果將會(huì)不準(zhǔn)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(zhǔn)確一些。(人教K)問(wèn)題與練習(xí) 1(人教K)火車(chē)沿長(zhǎng)直坡路向下行駛。開(kāi)始時(shí)速度表上的讀數(shù)是54kmh，以后每5s讀取一次數(shù)據(jù)，見(jiàn)下表。 時(shí)間051015202530速度54596570768186速度(1)在表中填寫(xiě)以米每秒為單位表示的速度。 (2)建立-坐標(biāo)系(v的單位用米每秒)，描出與表中各時(shí)刻速度相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)。(3)作出表示列車(chē)速度與時(shí)間關(guān)系的曲線(xiàn)。這是一條什么曲線(xiàn)? （人教J）解

28、答 (1)15，16，18，19，21，23，24； (2)如圖2-8所示； (3)可認(rèn)為是一條直線(xiàn)。2(人教K)在同一公路上有A、B、C三個(gè)物體在運(yùn)動(dòng)，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(qǐng)你盡可能詳盡地描述它們的運(yùn)動(dòng)。 （人教J）解答 A做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，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(xiàn)運(yùn)動(dòng)；C做初速度為4 m/s，加速度為O67 m/s2的勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，6 s時(shí)速度為0。3(人教K)為研究實(shí)驗(yàn)小車(chē)沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶的一端固定在小車(chē)上，小車(chē)拖動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)，紙帶上打出的點(diǎn)如圖21-6所示。 (1)某同學(xué)用以下方

29、法繪制小車(chē)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(duì)齊，作為時(shí)間坐標(biāo)軸，標(biāo)出時(shí)間。最后將紙條上端中心連起來(lái)，于是得到-圖象。請(qǐng)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(gè)圖象。 (2)這樣做有道理嗎?說(shuō)說(shuō)你的看法。 （人教J）(1)圖2-9，(2)剪下的紙條長(zhǎng)度表示O1 s時(shí)間內(nèi)位移大小，可近似認(rèn)為速度,v，紙條長(zhǎng)度可認(rèn)為表示速度。4(人教K)把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，用手握住，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器。用手拉動(dòng)紙帶，在紙帶上記錄了一行小點(diǎn)。從便于測(cè)量的位置找一個(gè)點(diǎn)當(dāng)做起始點(diǎn)，在每隔相等時(shí)間間隔(如01s)處剪開(kāi)，請(qǐng)你試著用粘貼的方法得到

30、一個(gè)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(dòng) 1（滬科K）勻加建直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)是 A入速度變化總相等的運(yùn)動(dòng) B加速度均勻變化的運(yùn)動(dòng) C速度變化的快慢恒定的運(yùn)動(dòng)D加速度恒定的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) （滬科J）D。提示：加速度是矢量，勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)是指加速度的大小、方向恒定不變的運(yùn)動(dòng)，D正確。2（滬科K）下列某三種型號(hào)汽車(chē)的加速度數(shù)據(jù)：小轎車(chē)加速度1.2m/s24t載重汽車(chē)加速度0.22m/s28t載重汽車(chē)加速度0.17m/s2它們?cè)谄街惫飞掀饎?dòng)后達(dá)到到別20m/s的速度所需時(shí)間和通過(guò)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(chē)啟動(dòng)后達(dá)到v=20

31、m/s的時(shí)間和通過(guò)的距離分別為4t載重車(chē)啟動(dòng)后達(dá)到 v=20m/s的時(shí)間和通過(guò)的距離分別為8t載重車(chē)啟動(dòng)后達(dá)到 v=20m/s的時(shí)間和通過(guò)的距離分別為3（滬科K）國(guó)家對(duì)某型號(hào)汽車(chē)運(yùn)行的安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下：汽車(chē)載重標(biāo)準(zhǔn)為451質(zhì)量12t空載檢測(cè)的制動(dòng)距離(車(chē)速20km/h)38m滿(mǎn)載檢測(cè)的制動(dòng)距離(車(chē)速30km/h)8Om試問(wèn)：該型號(hào)的汽車(chē)空載和滿(mǎn)載時(shí)的加建度應(yīng)該滿(mǎn)足什么要求? （滬科J）空載時(shí)：已知v0=20km/h=5.6m/s,s=3.8m,vt=0,制動(dòng)時(shí)：由 vt2-v02=2as得 即制動(dòng)加速度的大小至少為4.1m/s.滿(mǎn)載時(shí)：已知v0=30km/h=8.3m/s,s=8.0m,vt=

32、0同理得即制動(dòng)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(jī)起飛的彈射器。已知某型號(hào)的戰(zhàn)斗機(jī)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(jī)起飛的速度和加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。（滬科J）已知s=100m,a=30m/s2,v0=0,由=2as得起飛速度加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)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(chē)速度才能達(dá)到12m/s；當(dāng)小車(chē)行駛4s時(shí)，其速度為8m/s；圖中直線(xiàn)的斜率，可知小車(chē)的加速度為2m/s2。 (魯科K)例題 如圖311所示，一輛汽車(chē)正在筆直的公路上以72km/h的速度行駛，司機(jī)看見(jiàn)紅色交通信號(hào)燈便踩下剎車(chē)。此后，

33、汽車(chē)開(kāi)始減速，設(shè)汽車(chē)做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度為5m/s2。開(kāi)始制動(dòng)后，前2s內(nèi)汽車(chē)行駛了多少距離?從開(kāi)始制動(dòng)到完全停止，汽車(chē)行駛了多少距離? 解 設(shè)0的方向?yàn)檎较?，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(chē)行駛的距離 再根據(jù)公式 可得從開(kāi)始制動(dòng)到完全停止汽車(chē)行駛的距離想一想，是否還能用其他方法求解第二問(wèn)? （滬科K）案例分析（滬科K）案例 航天飛機(jī)著陸時(shí)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(jī)在一條筆直的水平跑道上著陸，剛著陸時(shí)速度為100m/s，在著陸的同時(shí)立即打開(kāi)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(zhǎng)?（滬科K）分析 航天飛機(jī)剛著陸時(shí)的速度，就是它做減速運(yùn)動(dòng)的初速度，根據(jù)加速度的定義，可算出它做這一運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；然后利用位移公式，可算出位移，這也就是跑道的最小長(zhǎng)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(shí)間t停住，末速度vt=0。由速度公式vt=v0+at得減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間在這段時(shí)間內(nèi)傲減速運(yùn)動(dòng)的位移為所以跑道長(zhǎng)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(jiǎn)單?【其他習(xí)題】(魯科J)1如圖為物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象，則AB段物體做_運(yùn)動(dòng)，BC段加速度等于_，CD段物體做_運(yùn)動(dòng)，D

35、E段物體做_運(yùn)動(dòng)，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(xiàn)0勻減速直線(xiàn)勻減速直線(xiàn)相等(魯科J)2一輛汽車(chē)原來(lái)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(yùn)動(dòng)，求加速行駛了20s時(shí)的速度。(魯科J)答案：28 ms。(魯科J)3一列速度為36 kmh的火車(chē)在平直軌道上勻加速，經(jīng)25 s后速度達(dá)到54 kmh。求火車(chē)在這段時(shí)間內(nèi)的加速度。(魯科J)答案：02 ms2。(魯科J)4汽車(chē)以36 kmh的速度在平直公路上勻速行駛，剎車(chē)時(shí)的加速度大小恒為4 ms2，則該汽車(chē)從剎車(chē)開(kāi)始后5 s的位移為多少?(魯科J)答案：125 m。(魯科J)5汽車(chē)

36、正以10 ms的速度在平直公路上勻速前進(jìn)，突然發(fā)現(xiàn)正前方有一輛自行車(chē)以4 ms的速度做同方向的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，駕駛員立即關(guān)閉油門(mén)使汽車(chē)做加速度為6 ms2的勻減速運(yùn)動(dòng)，若汽車(chē)恰好不碰上自行車(chē)，求汽車(chē)關(guān)閉油門(mén)時(shí)離自行車(chē)多遠(yuǎn)。(魯科J)答案：3 m。(魯科J)6汽車(chē)從靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，途中先后經(jīng)過(guò)相距125 m的A、B兩點(diǎn)，用10 s時(shí)間，已知過(guò)B點(diǎn)速度為15 ms，求汽車(chē)從出發(fā)位置到A點(diǎn)的位移和所用的時(shí)間。(魯科J)答案：100 m；20 s。(魯科J)7升降機(jī)從靜止開(kāi)始做勻加速上升運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)3 s，它的速度達(dá)到3 ms，然后做勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)6 s，再做勻減速運(yùn)動(dòng)，3 s后停止，求升降機(jī)上

37、升的高度。(魯科J)答案：27 m。(魯科J)8汽車(chē)在紅綠燈前停住，綠燈亮?xí)rA車(chē)開(kāi)動(dòng)，以a=04 ms2的加速度做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t1=30 s后，又做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在綠燈亮的同時(shí)，汽車(chē)B以v=8 ms的速度從A車(chē)身邊駛過(guò)，之后B車(chē)一直以相同速度做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，問(wèn)：從綠燈亮起時(shí)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間后兩車(chē)相遇?(魯科J)答案：45 s?！净A(chǔ)探究活動(dòng)】(人教K)1 實(shí)驗(yàn)：探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律(人教K)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)如圖21-1，把附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，將細(xì)繩繞過(guò)滑輪，下面掛上適當(dāng)?shù)你^碼，小車(chē)在鉤碼的牽引下運(yùn)動(dòng)。為了研究小車(chē)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，需要把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上，把紙帶

38、穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車(chē)的后面。 把小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置。啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，然后放開(kāi)小車(chē)，讓小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng)。于是，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一行小點(diǎn)。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(cè)量，舍掉開(kāi)頭一些過(guò)于密集的點(diǎn)跡，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)做計(jì)時(shí)起點(diǎn)。我們?nèi)匀贿x擇相隔01s的若干計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，記入自己設(shè)計(jì)的表格，利用第一章的方法得出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，填人下表。小車(chē)在幾個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度位置編導(dǎo)012345時(shí)間t/s00.10.20.30.40.5增減所掛的鉤碼數(shù)，再做兩次實(shí)驗(yàn)。作出速度時(shí)間圖象以速度為縱軸、時(shí)間為橫軸建立直角坐標(biāo)系。根據(jù)表中

39、的、t數(shù)據(jù)，在直角坐標(biāo)系中描點(diǎn) (圖21-2)。通過(guò)觀察、思考，找出這些點(diǎn)的分布規(guī)律。 我們會(huì)看到，對(duì)于每次實(shí)驗(yàn)，描出的幾個(gè)點(diǎn)都大致落在一條直線(xiàn)上。因此，可以有很大的把握說(shuō)，如果是沒(méi)有實(shí)驗(yàn)誤差的理想情況，代表小車(chē)速度與時(shí)間關(guān)系的點(diǎn)真的能夠全部落在某條直線(xiàn)上。 有了這些考慮之后，我們就可以用一條直線(xiàn)去代表這些點(diǎn)，并且可以說(shuō)，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的-t圖象是一條傾斜的直線(xiàn)。在科學(xué)術(shù)語(yǔ)中、速度和時(shí)間的這種關(guān)系稱(chēng)為“線(xiàn)性關(guān)系”。 你能用自己的語(yǔ)言描述小車(chē)運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律嗎?（人教J）(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 要求學(xué)生在學(xué)會(huì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用、紙帶數(shù)據(jù)處理、測(cè)瞬時(shí)速度以及速度一時(shí)間圖象的基礎(chǔ)上，運(yùn)用這些知識(shí)和技能探究小

40、車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。體現(xiàn)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理和研究物理問(wèn)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(zhǎng)木板；小車(chē)；帶小鉤的細(xì)線(xiàn)；25 g的鉤碼3個(gè)，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(chēng)量。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；紙帶；刻度尺；學(xué)生電源、導(dǎo)線(xiàn)。 (3)注意事項(xiàng) 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶限位器要與長(zhǎng)木板縱軸位置對(duì)齊再固定在長(zhǎng)木板上，使紙帶、小車(chē)、拉線(xiàn)和定滑輪在一條直線(xiàn)上。小車(chē)要選擇在木板上運(yùn)動(dòng)不跑偏或跑偏較小的車(chē)。 牽引小車(chē)的鉤碼以100 g以?xún)?nèi)為宜。若用到150 g以上，則紙帶上打出的點(diǎn)數(shù)不能滿(mǎn)足以01 s為計(jì)數(shù)點(diǎn)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(pán)天平稱(chēng)量砂桶和砂子。 ·若用50 g鉤碼，取至150 g時(shí)打出的紙帶計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔可減小至008 s或006 s，可以滿(mǎn)足6組以上數(shù)據(jù)的要求。 ·為防鉤碼落地?fù)p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(chē)后面安裝紙帶的方法如圖2-1所示。使小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)保持紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(chē)的線(xiàn)與木板平行，減少拉力的變化。 開(kāi)啟電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后釋放小車(chē)，同時(shí)用一只手在定滑輪一端準(zhǔn)備接住小車(chē)，防止小車(chē)撞擊定滑輪，

42、防止小車(chē)落地。即使安裝了防撞擋板，也要防止小車(chē)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(biāo)注在紙帶上，并給紙帶編號(hào)。紙帶上的點(diǎn)先取零點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)再測(cè)距離。測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)不要用短刻度尺分別測(cè)量相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的長(zhǎng)度，最好用長(zhǎng)刻度尺對(duì)齊各計(jì)數(shù)點(diǎn)(不移動(dòng)尺子)讀出各計(jì)數(shù)點(diǎn)間長(zhǎng)度值，避免測(cè)量誤差的積累。 在坐標(biāo)紙上畫(huà)v-t圖象時(shí)，注意坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度的選取，使圖象分布在坐標(biāo)平面的大部分面積。(4)教學(xué)中的幾點(diǎn)考慮 復(fù)習(xí)前一章實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用方法和注意事項(xiàng)，以及測(cè)量瞬時(shí)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(kāi)頭一些過(guò)于密集的點(diǎn)子，為了便于測(cè)量，找一個(gè)點(diǎn)當(dāng)做計(jì)時(shí)起點(diǎn)?！边@

43、樣做的意義是什么。 作v-t圖象時(shí)，讓學(xué)生認(rèn)真觀察、思考直角坐標(biāo)系中描出的點(diǎn)的分布規(guī)律，認(rèn)真研究課文中“描出的幾個(gè)點(diǎn)大致能夠全部落在直線(xiàn)上。”一段話(huà)的意義。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(chē)在重物牽引下的運(yùn)動(dòng)(示例) 引導(dǎo)學(xué)生思考與討論為什么要用一條曲線(xiàn)(包括直線(xiàn))去擬合這些數(shù)據(jù)點(diǎn)，即所畫(huà)曲線(xiàn)(包括直線(xiàn))為什么要使兩側(cè)點(diǎn)數(shù)大致相同，讓學(xué)生了解每個(gè)有意義的數(shù)據(jù)點(diǎn)都要發(fā)揮作用，取點(diǎn)群的平均位置減少測(cè)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(guò)多講解，可鼓勵(lì)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(jì)算機(jī)打印的數(shù)據(jù)和v-t圖象

44、?！酒渌骄炕顒?dòng)】(人教K)做一做用計(jì)算機(jī)繪制-圖象 借助常用的數(shù)表軟件，可以迅速、準(zhǔn)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(jiǎn)要說(shuō)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(cè)量時(shí)間，在相鄰的一列輸入對(duì)應(yīng)的速度值 (圖21-3)。用鼠標(biāo)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?huà)的圖象(圖21-4)。 要注意的是，操作過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)“添加趨勢(shì)線(xiàn)”對(duì)話(huà)框，其中的“類(lèi)型”標(biāo)簽中有好幾種可選擇的函數(shù)。由于我們這個(gè)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)幾乎分布在一條直線(xiàn)上，所以應(yīng)該選擇“線(xiàn)性”類(lèi)型。 （人教J）用計(jì)算機(jī)繪制vt圖

45、象的教學(xué) 用Excel繪制圖象時(shí)，注意課文中輸人數(shù)據(jù)時(shí)用了“依次”二字，在Excel工作簿中先輸入自變量時(shí)間，在相鄰一列中輸入對(duì)應(yīng)的速度值，輸人順序不對(duì)，所畫(huà)的圖象也不對(duì)(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(kāi)Excel工作簿可以看到行和列，行號(hào)用1、2、3表示；列號(hào)用A、B、C表示。將自變量時(shí)間的數(shù)值從某一單元格開(kāi)始輸入，在同一列中將其他時(shí)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(shí)間值相對(duì)應(yīng)。也可以在同一行中依次輸入時(shí)間和速度，下一行中再次輸入第二組時(shí)間和速度，直至全部輸入完畢。用鼠標(biāo)選中這些數(shù)據(jù)。再用鼠標(biāo)左鍵單擊“圖表向?qū)А卑粹o，

46、出現(xiàn)“圖表類(lèi)型”窗口，選“散點(diǎn)圖”，選“確定”按鈕，彈出“圖表標(biāo)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(diǎn)組成的圖表，用鼠標(biāo)右鍵單擊繪圖區(qū)中任何一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，出現(xiàn)下拉式菜單，選“添加趨勢(shì)線(xiàn)”，彈出添加趨勢(shì)線(xiàn)窗口，選擇“線(xiàn)性”趨勢(shì)；打開(kāi)該窗口的“選項(xiàng)”卡，對(duì)其中“顯示公式”左側(cè)的小方格用鼠標(biāo)左鍵單擊出現(xiàn)“”號(hào)后，按“確定”。則圖表框中出現(xiàn)一條直線(xiàn)，這就是經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)做最佳“擬合”后的v-t圖象，并顯示出一個(gè)表明該圖象的函數(shù)式。（滬科K）課題研究（滬科K）實(shí)驗(yàn)研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)（滬科K）在22中，我們從伽利略的實(shí)驗(yàn)和頻閃照片，已經(jīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)研究勻變速直線(xiàn)退動(dòng)有了初步的認(rèn)識(shí)?，F(xiàn)在，

47、請(qǐng)你利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。要求自己設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表，畫(huà)出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的v-t圖像，算出加速度的大?。艼）用DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) （滬科J）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯縿蚣铀僦本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。 （滬科J）實(shí)驗(yàn)原理：物體做變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中，單位時(shí)間內(nèi)速度的增加量相等，即為勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。 （滬科J）實(shí)驗(yàn)器材：朗威DIS實(shí)驗(yàn)室、微機(jī)運(yùn)動(dòng)滑板、運(yùn)動(dòng)小車(chē)、雙面膠等。 （滬科J）實(shí)驗(yàn)過(guò)程及數(shù)據(jù)分析： (1)取運(yùn)動(dòng)接收傳感器，接入數(shù)據(jù)采集器。 (2)將運(yùn)動(dòng)發(fā)射傳感器與運(yùn)動(dòng)小車(chē)固定在一起，調(diào)節(jié)滑板一端的高度，使小車(chē)在滑板上做勻加速運(yùn)動(dòng)。將運(yùn)動(dòng)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(duì)。 (3)打開(kāi)“坐標(biāo)繪圖”窗口，點(diǎn)擊“增加”選擇X軸為“時(shí)間”，Y軸為“位移”。 (4)小車(chē)置于滑板的高端，打開(kāi)運(yùn)動(dòng)發(fā)射傳感器的電源開(kāi)關(guān)，并施加外力，讓小車(chē)下滑，窗口將顯示出s-t(位移與時(shí)間)曲線(xiàn)，圖t-2-11。(5)用鼠標(biāo)左鍵“選擇有效區(qū)段”(圖t-2-12)，單擊“二次多項(xiàng)式擬合”按鈕，圖中顯示所選區(qū)域s-t圖線(xiàn)與擬合圖線(xiàn)完全重合，表明在勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)物體的位移與時(shí)間為二次多項(xiàng)式關(guān)系，圖t-2-13。(6)對(duì)擬合的二次多項(xiàng)式圖線(xiàn)進(jìn)行求導(dǎo)(由s-t圖轉(zhuǎn)為v-t圖)，導(dǎo)數(shù)圖線(xiàn)顯示為直線(xiàn)，說(shuō)明速度與時(shí)間為線(xiàn)性關(guān)系，圖t-2-14。(7)對(duì)求導(dǎo)曲線(xiàn)進(jìn)行直線(xiàn)擬合，顯示線(xiàn)性方程的斜率即為運(yùn)動(dòng)物體的加速度值，圖t-2-15。 【開(kāi)放題】(魯科K)討論與交流 (1)利用-t圖象計(jì)算加速度 圖3-6給出了A、B、C