人教版必修一 匀变速直线运动的速度与时间的关系 教案.docx

匀变速直线运动的速度与时间的关系 1.理解探究速度随时间变化规律的实验原理及实验过程。 2.理解匀变速直线运动速度与时间的关系，并会运用 一、探究速度随时间变化的规律实验原理：用平均速度近似代替瞬时速度实验器材：打点计时器、 生电源、复写纸、纸带、导线、一端带有滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、坐标纸。 实验过程：(1)把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。(2)把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。(3)把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列小点。关闭电流。(4)换上新的纸带，重复实验两次。(5)增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验。数据处理：1表格法(1)从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点，作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明0、1、2、3，测量各计数点到0点的距离x，并记录填入表中。(2)分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距离x1、x2、x3。(3)计算平均速度，用平均速度代替相关计数点的瞬时速度，填入上面的表格中。(4)根据表格中的数据，分析速度随时间怎么变化。2图像法(1)在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点。(2)画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点忽略不计。(3)观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律。二、匀变速直线运动的速度时间关系我们设想这样一个运动，物体的沿直线初速度v0，经过时间t速度变为vt，这一过程中，根据加速度的定义，可知物体加速度：a= 。如果加速度是定值，我们说这个运动是匀变速直线运动。在这一运动中，物体初速度v0，末速度为vt，加速度为a，时间为t，将公式a= 变型就得到：vt= v0+at。这就是匀变速直线运动的速度公式，描述了匀变速直线运动的速度与时间的关系，这是匀变速直线运动的最基本公式，用它可以方便的说明匀变速直线运动的速度虽时间变化的关系。例如，一物体从静止开始，以a=2m/s2的加速度做匀加速运动，经时间为t=5s，末速度为多大？可以直接根据公式来计算：vt= v0+at=0+2x5=10m/s。类型一：探究速度随时间变化规律例1：在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，利用打点计时器在纸带上打的点记录小车的运动情况。某同 做此实验时步骤如下： a拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，放开纸带，再接通电源。 b将打点计时器固定在长木板上，并接好电路。 c把一条绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面挂上适当的钩码。d小车停止运动后，直接取下纸带。 e将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔。 f换上新纸带，重复操作三次，然后从所有纸带中选取一条点迹清晰的进行数据处理。其中错误或遗漏的步骤有： (1) ； (2) 。 将以上步骤完善后按合理的顺序填写在下面横线上。 。 解析：实验过程中应先接通电源，再放开纸带，取纸带前应先断开电源，所以错误操作是步骤a、d。错误操作：(1)a选项中应先接通电源，再释放纸带；(2)d选项中取纸带前应先断开电源。合理顺序：becadf。例2：“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图213所示为一次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，(a点为第一个点)相邻计数点间的时间间隔t0.1 s。 (1)根据 计算各点瞬时速度，且vd m/s，vc m/s，vb m/s。(2)在坐标系中画出小车的vt图线，并根据图线求出a 。 (3)将图线延长与纵轴相交，交点的物理意义是 。解析：(3)将图线延长后，与纵轴的交点的速度表示零时刻小车经过a点的速度大小。:类型二：匀变速直线运动速度与时间关系例3：一辆汽车在平直的高速公路上行驶已知在某段时间内这辆汽车的加速度方向与速度方向相同，则在这段时间内，该汽车()a一定做加速直线运动b不一定做匀加速直线运动c可能做匀变速直线运动d一定做匀变速直线运动解析：汽车的加速度方向与速度方向相同，所以一定是加速运动因为不能判断加速度大小是否恒定，所以不能确定汽车是否做匀变速运动答案：abc例4：质点从静止开始做匀加速直线运动，经4 s后速度达到20 m/s，然后匀速运动了10 s，接着经4 s匀减速运动后静止求：(1)质点在加速运动阶段的加速度为多大？(2)质点在16 s末的速度为多大？解析：(1)设加速阶段的加速度为a1，则v1a1t1a1v1/t1 m/s25 m/s2.(2)设减速运动阶段的加速度为a2，由于v2v1a2t2，v20，v120 m/s所以a2 m/s25 m/s2当t16 s时，质点已减速运动了t32 s，此时质点的速度为v3v1a2t320 m/s52 m/s10 m/s.答案：(1)5 m/s2(2)10 m/s类型三：匀速变直线运动速度-时间图像例5：（2014-2015湖南省新田县第一中 ）如图所示，为一质点在0 22s时间内作直线运动的vt图像，则下列说法中正确的是（ ）acd段和de段的加速度方向相反b整个过程中，bc段的加速度最大c整个过程中，c点所表示的状态，离出发点最远dbc段所表示的运动通过的路程是34m解析：a、根据速度图象的斜率等于加速度，可知，cd段和de段的加速度相同，即大小和方向都相同故a错误b、由图看出，cd段和de段的斜率数值最大，根据速度图象的斜率等于加速度，可知，cd段和de段的加速度数值最大故b错误c、由图分析得知，物体在o到d过程，物体一直沿正方向运动，d到e段表示物体沿负方向运动，故d点所表示的状态离出发点最远故c错误d、由速度图象与坐标轴所围“面积”大小等于位移，得知，bc段所表示的运动通过的位移大小为x=m=34m，此段时间内物体做单向直线运动，路程等于位移大小，则物体通过的路程等于34m故d正确答案：d图2-2-1例6：物体运动的vt图象如右图2-2-1所示，设向右为正，下列关于前4 s内物体运动情况的判断，下列说法正确的是()a物体始终向右运动b物体先向右运动，第2 s末开始向左运动c第3 s末物体在出发点的左侧d第2 s末物体距出发点最远解析：速度的正、负表示物体运动方向，故前2 s物体向右运动，后2 s向左运动，a错，b对由于前2 s物体一直向右运动，离出发点越来越远，第2 s末开始又向左运动，逐渐靠近出发点，故第2 s末物体离出发点最远，d对物体在4 s末回到出发点，故3 s末物体在出发点右侧，c错答案： bd基础演练1、（2014-2015黑龙江齐齐哈尔市第四中 ）做匀加速直线运动的物体的加速度为3 m/s2，对任意1 s来说，下列说法中不正确的是（ ）a.某1 s末的速度比该1 s初的速度总是大3 m/s b.某1 s末的速度比该1 s初的速度总是大3倍c.某1 s末的速度比前1 s末的速度大3 m/s d.某1 s末的速度比前1 s初的速度大6 m/s答案：acd2、（2014-2015黑龙江齐齐哈尔市第四中 ）甲乙两个质点同时同地向同一方向做直线运动，它们的vt图象如图所示，则（ ）a.乙比甲运动的快 b.2 s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40 m远答案：d3物体在一条直线上运动，给出初速度、加速度的正负，下列对运动描述中正确的是()av00，a0，a0，a的大小减小，物体做减速运动cv00，a的大小增大，物体做加速运动dv00，a t2 bt1= t2 ct1 t2 d无法确定答案：c巩固提高图2-2-111一个以初速度v0沿直线运动的物体，t秒末速度为vt，如图2-2-11所示，则关于t秒内物体运动的速度v和加速度a说法中正确的是( ) a v 越来越大 b.v越来越小 c.a随时间逐渐增大 d.a随时间逐渐减小答案：ad2a、b两物体均做匀变速直线运动，a的加速度a11.0 m/s2，b的加速度a22.0m/s2，根据这些条件做出的以下判断，其中正确的是 （ ）ab的加速度大于a的加速度ba做的是匀加速运动，b做的是匀减速运动c两个物体的初速度都不可能为零d两个物体的运动方向一定相反答案：a3、两辆游戏赛车a、b在两条平行的直车道上行驶。t0时两车都在同一计时线处，此时比赛开始。它们在四次比赛中的vt图如图所示。哪些图对应的比赛中，有一辆赛车追上了另一辆()答案：ac4.有四个运动的物体a、b、c、d，物体a、b运动的st图象如图3中甲所示；物体c、d从同一地点沿同一方向运动的vt图象如图3中乙所示根据图象做出的以下判断，其中正确的是( ）a物体a和b均做匀速直线运动且a的速度比b更大b在03s的时间内，物体b运动的位移为15mct=3s时，物体c追上物体ddt=3s时，物体c与物体d之间有最大间距答案：ad5以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比，下列用虚线和实线描述两物体运动的vt图象可能正确的是（） a b c d答案：d6带电粒子在周期性变化的电场中作直线运动，一个周期内的速度v随时间t变化的图线如图1所示，则该质点的位移s（从t=0开始）随时间t变化的图线可能是图2中的哪一个？ 答案c 7如图为初速度为v0沿直线运动的物体的v - t图象，其末速度为vt，在时间t内，物体的平均速度为，则a、 b、 c、 d、无法确定答案：c8如图所示为a、b两人在同一直线上运动的位移图象，图象表示( )aa、b两人在第5s内运动方向相同 bb在途中2s-4s内作匀速运动c整个6s内，a走的路程比b走的路程多 d整个6s内，a走的位移比b走的位移大 答案：ad9.如图甲所示，为某物体做直线运动的v-t 图象。若将物体的运动过程用x-t 图象表示（其中x 为物体相对于出发点的位移）则乙图中描述正确的是（ ） 答案：c10在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50 h ，记录小车做匀变速运动的纸带如图所示，在纸带上选择标出0 5六个计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点没有画出.纸带旁并排放着带有最小刻度为毫米的刻度尺，零刻度跟计数点0对齐.由图可以读出1、3、5三个计数点跟0点的距离x1、x3、x5，请将测量值填入表中. 则小车通过计数点2的瞬时速度为 m/s;通过计数点4的瞬时速度为 m/s；小车的加速度是 m/s2.答案1.20 5.40 12.00 0.21 0.33 0.601.（2014-2015河北梁集中 ）关于加速度，下列说法中正确的是( ) a、速度变化越大，加速度一定越大 b、速度变化所用的时间越短，加速度一定越大 c、速度变化越快，加速度一定越大 d、速度为零，加速度一定为零答案：c2、（2014-2015福建省晋江市首峰中 ）一物体以3m/s的速度垂直于墙壁碰撞后，又以2m/s的速度反弹回来若物体与墙壁作用时间为0.2s取碰撞前初速度的方向为正方向，那么物体与墙壁碰撞的过程中，物体的加速度为（）a25m/s2 b-25m/s2 c5m/s2 d-5m/s2答案：b3、（2014-2015黑龙江齐齐哈尔市第四中 ）a、b两个物体从同一地点同时出发，沿同一方向做匀加速直线运动，若初速度不同，加速度相同，则在运动过程中（ ）a.a、b 的速度之差保持不变 b. a、b的速度之差与时间成正比c. a、b 的位移之差与时间成正比 d. a、b的位移之差与时间的平方成正比答案：ac4（2014-2015福建省晋江市首峰中 ）如图所示是某矿井中的升降机由井底到井口运动的图象，试根据图象分析回答：0 2s，加速度是 m/s2；4s 5s，加速度是 m/s2，在这个时间内升降机是在做匀 直线运动（填“加”或“减”）； 这口矿井的深度为 m（3）在前4s内甲运动的位移是 ，乙运动的位移是 。答案：6、-12、减、425某时刻，两车从同一地点、沿同一方向做直线运动，下列关于两车的位移、速度随时间t变化的图象，能反应t1时刻两车相遇的是（ ）答案：bd6两木块自左向右运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木块每次曝光时的位置，如图2所示，连续两次曝光的时间间隔是相等的，由图可知a、在时刻t2以及时刻t5两木块速度相同b、在时刻t1两木块速度相同c、在时刻t3和时刻t4之间某瞬间两木块速度相同d、在时刻t4和时刻t5之间某瞬时两木块速度相同答案c 1、汽车在平直公路上以10m/s的速度做匀速直线运动，发现前面有情况而刹车，获得的加速度大小为是2m/s2，则汽车经过2s后的速度大小为 m/s，经过4s后的速度大小是 m/s，经过10s后的速度大小是 m/s。答案：6m/s;2m/s;0;2图2-2-8中各v-t图象分别表示了某一种运动情况，其中表示物体沿光滑斜面下滑的是 图；表示前进中的汽车突然刹车又立即加速前进的是 图；