江西省丰城中学高中物理 第二章 匀变速直线运动的研究导学案 新人教版必修1.doc

第二章 匀变速直线运动的研究第一节 实验：探究小车速度随时间变化的规律15学习目标：1会正确使用打点计时器打出的匀变速直线运动的纸带。2会用描点法作出 v-t 图象。3能从 v-t 图象分析出匀变速直线运动的速度随时间的变化规律。4培养学生的探索发现精神。学习重点：1图象法研究速度随时间变化的规律2对运动的速度随时间变化规律的探究自主学习（独学、质疑）1.实验步骤（1）一端附有_的长木板放在实验桌上，打点计时器固定在长木板的_.（2）纸带穿过打点计时器的_，固定于小车的后面，细绳的一端拴在小车的前端，跨过定滑轮，另一端挂上适当的_.（3）将小车停在_的位置，先_后释放纸带.（4）打完一次纸带后立即_，换上纸带，重复操作三次.2.数据处理（1）在三条纸带中选取一条_的纸带.为了便于测量，舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作为_.（2）可以选择相隔t的点为_进行测量，记入自己设计的表格，得出各计数点的瞬时速度.3.作出速度时间图象（1）在_图象中进行描点，通过观察思考，找出这些点的分布规律.（2）根据描点作出速度时间图象.合作探究（对学、群学）1.怎样由实验数据得vt图象？2.如何由实验得出的vt图象进一步得出小车运动速度随时间变化的规律？评价提升（评价、完善）：1.对通过实验数据得vt图象的理解我们通过严谨求实的实验打出纸带，用毫米刻度尺准确测量出相邻两计数点间的间距，计算出各计数点对应的瞬时速度填入设计好的表格中，根据表格中的v、t数据，在直角坐标系中描点，仔细观察这些点的分布情况，我们发现这些点都大致落在一条直线上.我们可以大胆猜测，如果没有实验误差，这些点应该落在一条直线上.这样我们做一条直线，且使尽可能多的点落在这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧，这就画出了小车运动的速度时间图象，是一条倾斜的直线.2.由vt图象分析小车运动速度随时间变化的规律如何由实验得出的vt图象，进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律？我们可以从两条途径进行：一是通过直接分析图象（图211）的特点得到.小车运动的vt图象是一条倾斜的直线，那么当时间增加相同的值t，速度也会增加相同的值v.也就得出结论：小车的速度随时间均匀变化；图211二是通过得出函数关系式进一步得到，既然小车的vt图象是一条倾斜直线，那么，v随t变化的函数式v=kt+b，显然v与t成“线性关系”.小车的速度随时间均匀增加.3.实验中的注意事项（1）开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器.（2）先接通电源，等打点稳定后，再释放小车.（3）取下纸带前，先断开电源.（4）要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它.（5）牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上的点太少，或者加速度太小，而使各段位移无多大差别，从而使测量误差增大，加速度的大小以能在50 cm长的纸带上清楚地取得六、七个计数点为宜.（6）要区别计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每五个点取一个计数点，即时间间隔为t=0.025 s=0.1 s.达标拓展（检测、拓展）1、在下列给出的器材中，选出“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中所需的器材填在横线上（填编号）.打点计时器 天平 低压交流电源 低压直流电源 细绳和纸带 钩码和小车 秒表 一端有滑轮的长木板 刻度尺选出器材是_.2、在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学操作中有以下实验步骤，其中有错误或遗漏的步骤有（遗漏步骤可编上序号g、h）_.a.拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先放开纸带，再接通电源b.将打点计时器固定在平板上，并接好电路c.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当的钩码d.取下纸带e.将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀速运动f.将纸带固定在小车后部，并穿过打点计时器的限位孔将以上步骤完善并按合理的顺序写在横线上_.3、在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图212所示，是一条记录小车运动情况的纸带，图中a、b、c、d、e为相邻的计数点，每相邻的两个计数点之间还有4个点没有画出，交流电的频率为50 hz.图212（1）在打点计时器打b、c、d点时，小车的速度分别为：vb=_m/s；vc=_m/s；vd=_m/s.（2）在如图213所示的坐标系中画出小车的vt图象.图213（3）将图线延长与纵轴相交，交点的速度是_，此速度的物理含义是_.第二节 匀变速直线运动的速度与时间的关系（第1课时）学习目标：1.理解匀变速直线运动的含义.2.识别匀变速直线运动的vt图象.3.能根据加速度的定义，推导匀变速直线运动的速度公式，理解公式中各物理量的含义.4.能用匀变速直线运动速度公式解决简单问题.学习重点：1理解匀变速直线运动vt图象的物理意义2掌握匀变速直线运动中速度与时间的关系公式及应用自主学习（独学、质疑）1.匀变速直线运动（1）物体沿着一条直线，且_保持不变的运动，叫匀变速直线运动.（2）在匀变速直线运动中，如果物体的速度随时间_，叫匀加速直线运动；如果物体的速度随时间_，叫匀减速直线运动.（3）在匀加速直线运动中，速度和加速度的方向_，在匀减速直线运动中，速度和加速度的方向_.2.速度与时间的关系式（1）匀变速直线运动的vt图象是一条_，在图221中，a反映了物体的速度随时间的变化是_，即是_的图象；b反映了物体的速度随时间的变化是_，即是_的图象.从图象上可以看出a、b的速度方向是_的.图221（2）匀变速直线运动的速度公式为：_.at表示_；v0表示_，叫做初速度.合作探究（对学、群学）如下图所示是一个物体运动的v-t图象它的速度怎样变化?请你找出在相等的时间间隔内，速度的变化量，看看它们是不是总是相等?物体所做的运动是匀加速运动吗?评价提升：对匀变速直线运动速度公式的推导：由加速度的定义公式，可得匀变速直线运动的速度公式为v=v0+at，其中v0表示时间t开始时的瞬时速度；v表示t时间末的瞬时速度；a为时间t范围内的加速度，a为恒量.达标拓展（检测、拓展）1以6m/s的速度在水平面上运动的小车，如果获得2m/s2的与运动方向同向的加速度，几秒后它的速度将增加到10m/s( )a.5s b.2s c. 3s d. 8s2匀变速直线运动是（ ）位移随时间均匀变化的直线运动速度随时间均匀变化的直线运动加速度随时间均匀变化的直线运动 加速度的大小和方向恒定不变的直线运动a b c d4物体做匀减速直线运动，则以下认识正确的是 a.瞬时速度的方向与运动方向相反b.加速度大小不变，方向总与运动方向相反c.加速度大小逐渐减小 d.物体位移逐渐减小第二节 匀变速直线运动的速度与时间的关系（第2课时）学习目标：能用匀变速直线运动速度公式解决简单问题.学习重点：掌握匀变速直线运动中速度与时间的关系公式及应用自主学习：（1）物体沿着一条直线，且_保持不变的运动，叫匀变速直线运动.（2）在匀变速直线运动中，如果物体的速度随时间_，叫匀加速直线运动；如果物体的速度随时间_，叫匀减速直线运动.（3）在匀加速直线运动中，速度和加速度的方向_，在匀减速直线运动中，速度和加速度的方向_.合作探究：在匀变速直线运动中，加速度a什么时候取正？什么时候取负值呢？评价提升：1.对匀变速直线运动速度公式的理解由加速度的定义公式，可得匀变速直线运动的速度公式为v=v0+at，其中v0表示时间t开始时的瞬时速度；v表示t时间末的瞬时速度；a为时间t范围内的加速度，a为恒量.v0、v和a均为矢量，利用公式进行计算时应先规定正方向.一般选取初速度v0的方向为正方向，加速度a可正可负.当a与v0同向时，即a0，表明物体的速度随时间均匀增加，物体做匀加速直线运动；当a与v0反向时，即a0，表明物体的速度随时间均匀减小，物体做匀减速直线运动.当a=0时，公式为v=v0.（匀速运动）当v0=0时，公式为v=at.（从静止开始的匀加速直线运动速度公式）当a0，表明物体的速度随时间均匀增加，物体做匀加速直线运动；当a与v0反向时，即a0，表明物体的速度随时间均匀减小，物体做匀减速直线运动.达标拓展：1、解析：（1）初速度v0=54 km/h=15 m/s，加速度a=0.5 m/s2，时间t=10 s.10 s后的速度为v=v0+at=15+0.510 m/s=20 m/s.（2）汽车刹车所用的时间t= s=5 s10 s所以10 s后汽车已经刹车完毕，则10 s后汽车速度为零.答案：（1）20 m/s （2）0误区警示：物体做匀减速运动时，必须考虑减速为零后能否返回，若此物体停止不动，则此后任一时刻速度均为零，不能用公式v=v0+at来求.2、 （1）12 m/s （2）0.6 m/s2 方向和运动方向相反3、解析：（1）由图象可以看出甲物体做匀速直线运动；乙物体做匀减速直线运动.（2）交点p的物理意义是：8 s时甲乙两个物体的速度相等，均为6 m/s.（3）甲乙两个物体在前16 s的时间里，图线与时间轴所包围的面积相等，所以经过16 s甲乙两物体的路程相等.答案：见解析点评：在vt图象中可获得物体运动的信息有：物体运动的快慢对应纵轴数值.物体运动的方向t轴上方为正方向，t轴下方为负方向.加速度及变化图线斜率大则a大，斜率小则a小，斜率为正值表示a沿正方向，斜率为负值表示a沿负方向.物体运动的位移图线和时间轴所围面积大小在数值上就等于物体位移的大小.第三节 匀变速直线运动的位移与时间的关系 第1课时自主学习：1.x=vt 平行于时间轴的直线 一块矩形的面积2.倾斜的直线 加速度 位移 x=v0t+at2 初速度 加速度达标拓展：1bd2d3bc4、解析(1)由xat2得a m/s20.8 m/s2，所以汽车在第1 s末的速度为v1at0.81 m/s0.8 m/s.(2)汽车在前2 s内的位移为xat20.822 m1.6 m，所以第2 s内汽车的位移为：x2xx1.6 m0.4 m