内容正文:
第讲 匀变速直线运动的规律
[教材阅读指导]
(对应人教版新教材必修第一册页码及相关问题)
P34图2.1-1,关注小车在重物牵引下沿平板运动的实验装置。
提示:小车在槽码的牵引下运动。
P35阅读“数据分析”这一部分内容,如何根据表中v、t数据,在坐标系中描点作出vt图像?
提示:如果有些点难以落在曲线上,应该使它们大致均匀地分布在曲线两侧。
P39[思考与讨论]图2.2-3,从vt图像中可以看出加速度如何变化?
提示:加速度逐渐减小。
P43[拓展学习],如何利用vt图像求位移?应用的是什么思想方法?
提示:位移等于vt图像与t坐标轴围成的面积。用到了微元法。
P44[练习与应用]T2,汽车制动后做匀减速直线运动,求5 s内发生的位移要注意什么?
提示:要先求出汽车多长时间停止,注意刹车陷阱问题。
P46图2.4-1,轻重不同的物体下落快慢的研究:在现实生活中人们看到物体下落的快慢不同的原因是什么?
提示:受到空气阻力的影响。
P47观察“表 一些地点的重力加速度”,总结重力加速度的变化规律。
提示:从赤道到两极,重力加速度逐渐变大。
P48~49[科学漫步]图2.4-6,伽利略的斜面实验,实验中如何测量时间?如何由斜面上的运动规律推出自由落体的运动规律?
提示:当时只能靠滴水计时,让铜球沿阻力很小的斜面滚下,“冲淡”了重力,使加速度变小,时间变长,容易测量。合理外推将斜面的倾角增大到90°。
P51[练习与应用]T6,如何制作一把“人的反应时间测量尺”?
提示:根据自由落体运动公式算出直尺下落的时间,即为人的反应时间。
物理观念 匀变速直线运动及其公式
1.定义和分类
(1)匀变速直线运动:沿着一条直线,且加速度不变的运动。
(2)分类
2.三个基本公式
(1)速度与时间的关系式:v=v0+at。
(2)位移与时间的关系式:x=v0t+at2。
(3)速度与位移的关系式:v2-v=2ax。
3.两个重要推论
(1)物体在一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度,还等于初、末时刻速度矢量和的一半,即:=v=。
(2)任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差为一恒量,即:Δx=x2-x1=x3-x2=…=xn-xn-1=aT2。可以推广得到xm-xn=(m-n)aT2。
4.初速度为零的匀变速直线运动的五个推论
(1)1T末、2T末、3T末……nT末瞬时速度的比为:v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n。
(2)1T内、2T内、3T内……nT内位移的比为:x1∶x2∶x3∶…∶xn=12∶22∶32∶…∶n2。
(3)第一个T内、第二个T内、第三个T内……第n个T内位移的比为:x1′∶x2′∶x3′∶…∶xn′=1∶3∶5∶…∶(2n-1)。
(4)从静止开始运动位移x、2x、3x……nx所用时间的比为:t1∶t2∶t3∶…∶tn=1∶∶∶…∶。
(5)从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比为:t1′∶t2′∶t3′∶…∶tn′=1∶(-1)∶(-)∶…∶(-)。
物理观念 自由落体运动和竖直上抛运动
1.自由落体运动
(1)定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。
(2)运动性质:初速度v0=0、加速度为重力加速度g的匀加速直线运动。
(3)基本规律
①速度与时间的关系式:v=gt。
②位移与时间的关系式:h=gt2。
③速度与位移的关系式:v2=2gh。
(4)伽利略对自由落体运动的研究
①伽利略通过逻辑推理的方法推翻了亚里士多德的“重的物体下落得快”的结论。
②伽利略对自由落体运动的研究方法是逻辑推理―→猜想与假设―→实验验证―→合理外推。这种方法的核心是把实验和逻辑推理(包括数学演算)和谐地结合起来。
2.竖直上抛运动
(1)运动特点:加速度为g,上升阶段做匀减速直线运动,下降阶段做自由落体运动。
(2)基本规律
①速度与时间的关系式:v=v0-gt。
②位移与时间的关系式:h=v0t-gt2。
③速度与位移的关系式:v2-v=-2gh。
④上升的最大高度:H=。
⑤上升到最高点所用时间:t=。
一 堵点疏通
1.匀变速直线运动是加速度随时间均匀变化的直线运动。( )
2.匀加速直线运动的位移随时间是均匀增大的。( )
3.在匀变速直线运动中,中间时刻的速度一定小于该段时间内位移中点的速度。( )
4.物体由某高度从静止下落一定做自由落体运动。( )
5.竖直上抛最高点速度为零而加速度不为零。( )
6.竖直上抛的上升阶段速度变化量的方向是向下的。( )
答案 1.× 2.× 3.√ 4.× 5.√ 6.√
二 对点激活
1.(人教版必修第一册·P44·T2改编)以18 m/s的速度行驶的汽车,制动后做匀减速直线运动,在3 s内前进