高一物理第二章《匀变速直线运动的研究》学案全.docx
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高一物理第二章《匀变速直线运动的研究》学案全
第二章匀变速直线运动的研究
第1节实验:
探究小车速度随时间变化的规律
学习目标
1.熟练掌握打点计时器的使用方法，会通过纸带计算瞬时速度和研究小车速度的变化规律。
2.动手操作，合作探究，学会利用图象处理实验数据的方法。
3.全力投入、积级参与，培养积极主动思考问题的习惯。
重点：
用图象法研究速度随时间变化的规律。
难点：
对实验数据的处理、规律的探究。
课前自主学习
◆实验目的
熟悉打点计时器的使用方法，并学会利用纸带处理数据、测量瞬时速度的方法，会通过纸带研究速度变化的规律。
◆实验原理
将穿过打点计时器的纸带与小车连接在一起，小车用跨过定滑轮的钩码牵引，随着小车的运动，在纸带上打下一系列的点，这些点不仅记录了小车运动的时间，也相应的记录了小车在不同时刻的位置，利用点迹信息可以计算出小车在不同时刻的瞬时速度，然后作出小车运动的速度—时间图象，通过速度—时间图象可以分析小车速度随时间变化的规律。
◆实验器材
①附有定滑轮的长木板，②小车，③带小钩的细线，④钩码，⑤_______________，⑥纸带，⑦__________________，⑧学生电源，⑨导线等。
◆实验步骤
1.把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使用定滑轮的一端伸出桌面。
2.把打点计时器固定在长木板的另一端，接好电路。
3.将细线栓在小车上，使细线跨过定滑轮，在线的另一端挂上适当的钩码，放手后看小车是否能在木板上做平稳的加速运动，然后把纸带穿过打点计时器，并把纸带固定在小车的后面（可参考下图）。
4.将小车停在靠近打点计时器处，接通电源后释放小车，使小车拖
运纸带运动，打点计时器在纸带上打出一系列的点。
5.打完一条纸带后立即关闭电源。
6.换上纸带，重复再做两次实验。
◆注意事项
1.固定打点计时器时应让限位孔处在木板的中央位置,使纸带、小车、拉线和定滑轮在一条直线上。
2.要注意调节滑轮高度，使拉车的线与木板平行，以减少拉力的变化。
3.小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击长木板末端前应让小车停止运动，防止小车从板上掉下来。
4.先接通电源，后让纸带运动。
5.打点结束后立即关闭电源。
课堂活动
（一）学生分组实验
（二）数据处理，并填写实验报告单
1.选择所打三条纸带中最清晰的一条，舍掉开头一些过于密集的点，找一个适当的点当作计时起点O。
仿照下图，相隔0.1s（即中间空四个点的时间间隔）标记计数点O’、A、B、、C、D、E、F。
x1
X5
X4
X3
X2
O
O’
C
B
A
2.把相应数据填入表格。
x1/cm
X2/cm
X3/cm
X4/cm
X5/cm
X6/cm
X7/cm
X8/cm
计数点
O
A
B
C
D
E
时间t/s
0
瞬时速度v（m/s）
4.以时间t为横轴、速度v为纵轴建立坐标系。
把表格中的v、t数据，在速度—时间坐标系中描点作图。
注意：
（1）坐标轴的单位长度的选取要合适，使图象分布在坐标平面的中央面积上；
（2）在连线时，要注意点尽量落在直线上或均匀分布在直线两侧。
一旦出现明显偏离较大的点，可以认为是测量误差过大、测量中出现偏差所造成的，可以将这样的点视为无效点舍去。
（二）实验结论
小车的υ-t图象是，因此可得结论：
小车的速度随时间。
巩固练习
1.在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，某同学设计了以下实验步骤，其中有错误的步骤有____________________，有遗漏的步骤有_______________。
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一端，再接通电源；
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，放手后看小车是否能在长木板上做平稳的加速运动；
D、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。
将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序：
。
2.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列操作不正确或不必要的是（）
A．长木板必须水平，不能一端高，一端低
B．释放小车时，小车应靠近打点计时器
C．应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放小车
D．要在小车到达定滑轮之前使小车停止运动
3．在下列给出的器材中，本节实验中所需的器材有（）
①打点计时器；②天平；③低压交流电源；④低压直流电源；⑤细绳和纸带；⑥钩码和小车；⑦停表；⑧一端有滑轮的长木板；⑨刻度尺。
A．①③⑧⑨B．⑤⑥⑧⑨
C．①③⑤⑥D．①③⑤⑥⑧⑨
4．在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，下列说法正确的是（）
A．通过调节，使小车、纸带、拉线和定滑轮的边缘在一条直线上
B．坐标轴单位长度越小越好
C．开始前要先接通电源后松开纸带，打完点要先断开电源后取纸带
D．钩码的质量越大越好
第2节匀变速直线运动的速度与时间的关系
（1）
学习目标
1.掌握匀变速直线运动的速度与时间关系的公式，会根据速度一时间图象分析解决问题。
2.自主学习、合作探究，学会用数学公式表达物理规律的方法。
3.全力投入，积极思考，培养用物理语言表达物理规律的意识，激发探索与创新欲望。
重点：
匀变速直线运动中速度与时间的关系公式及应用。
难点：
匀变速直线运动速度—时间图象的理解及应用。
课前自主学习
◆教材助读
（一）匀变速直线运动
1．什么是匀变速直线运动?
匀变速直线运动有什么特点?
可分为几类?
2．怎样通过速度和加速度的关系判定物体是做匀加速运动还是匀减速运动?
（二）速度—时间图象
3．根据如图2-2-3所示的匀变速直线运动的速度—时间图象，说出它们运动的性质、及速度和加速度方向与正方向的关系。
◆预习自测
1.关于匀变速直线运动，下列说法中正确的是（）
A.相同时间内速度的变化相同
B任何时刻的加速度都相同
C．相同时间内的位移相同
D．加速度均匀变化
2．如图2-2-4所示为四个物体在一条直线上运动的υ-t图象，那么由图象可以看出，做匀加速直线运动的是（）
课堂活动
◆质疑探究
探究点一匀变速直线运动（重点）
问题1：
匀变速直线运动是加速度不变的变速运动，从字面上看，“匀、变、速”各是什么意思?
问题2：
直线运动中的速度变化有哪几种情况?
探究点二匀变速直线运动的速度—时间图象（重点）
问题1：
匀变速直线运动的v-t图象有什么特点?
问题2：
由v-t图象可以获得的信息有哪些?
问题3为什么v-t图象只能反映直线运动的规律?
◆当堂检测
1.关于直线运动，下述说法中正确的是（）
A．匀速直线运动的速度是恒定的，不随时间而改变
B．匀变速直线运动的瞬时速度随时间而改变
C．速度随时间不断增加的运动，叫匀加速直线运动
D．速度随时间均匀减小的直线运动，叫匀减速直线运动
2．甲、乙两物体从同一位置出发沿同一直线运动的。
v-t图象如图
2-2-6所示，下列判断正确的是（）
A．甲做匀速直线运动，乙做匀变速直线运动
B．两物体相遇的时刻分别在1s末和4s末
C．乙在前2s内做匀加速直线运动，2s后做匀减速直线运动
D．2s后，甲、乙两物体的速度方向相反
巩固提升
1.跳伞运动员做低跳伞表演，当飞机离地面某一高度静止于空中时，运动员离开飞机自由下落，运动一段时间后打开降落伞，展伞后运动员以5m／s2的加速度匀减速下降，则在运动员减速下降的任一秒内（）
A．这一秒末的速度比前一秒初的速度小5m／s
B．这一秒末的速度是前一秒末的速度的0.2倍
C.这一秒末的速度比前一秒末的速度小5m／s
D．这一秒末的速度比前一秒初的速度小10m／s
2．关于匀变速直线运动，下列说法中正确的是（）
A．速度均匀变化
B．加速度恒定不变
C．相同时间内加速度的变化相同
D．相同时间内平均速度相同
3．甲、乙两物体在同一直线上做匀变速直线运动的速度—时间图象如图
2-2-7所示，由此可知：
（1）甲和乙的初速度方向___________，大小之比为_____________。
（2）在t=____________s时，两者的瞬时速度大小相等。
4．如图2-2-8所是为某物体运动的v-t图象，试说明该物体的运动情况。
第2节匀变速直线运动的速度与时间的关系
（2）
学习目标
1.掌握匀变速直线运动的速度与时间关系的公式，会根据速度一时间图象分析解决问题。
2.自主学习、合作探究，学会用数学公式表达物理规律的方法。
3.全力投入，积极思考，培养用物理语言表达物理规律的意识，激发探索与创新欲望。
重点：
匀变速直线运动中速度与时间的关系公式及应用。
难点：
匀变速直线运动速度—时间图象的理解及应用。
课前自主学习
1．试根据速度—时间图象和加速度的定义式推导出匀变速直线运动的速度和时间关系的数学表达式。
2.根据匀变速直线运动的特点，分别通过速度—时间图象和加速度公式推导出速度和时间关系的数学表达式。
课堂活动
◆质疑探究
探究点一：
速度公式的应用（重、难点）
问题1：
公式v=v0+at中各量分别代表什么意义?
问题2：
使用速度公式应注意什么问题?
探究点二：
某汽车做匀变速直线运动，10s内速度从5m／s增加到25m／s，求汽车在这段运动中加速度的大小和方向。
如果遇到紧急情况刹车,2s内汽车的速度从25m／s减为零，这个过程也是匀变速的，求这个过程中加速度的大小和方向。
问题一：
利用速度公式解题的一般步骤是什么？
问题二：
分析处理刹车问题时要注意什么问题?
针对训练
1.汽车以54km／h的速度在水平公路上匀速行驶，若以0．5m／s2的加速度加速，则10s后的速度为多少？
若以3m／s2的加速度刹车，则3s后的速度为多少？
6s后的速度为多少？
拓展提升
1、一质点从静止开始以1m／s2的加速度做匀加速直线运动，经5s后做匀速直线运动，最后2s的时间质点做匀减速直线运动直至静止，则质点匀速运动时的速度是__________m/s，匀减速运动时的加速度大小是__________m/s2
2.卡车原来以10m／s的速度在平直公路上匀速行驶．因为道口出现红灯，司机从较远的地方开始刹车，使卡车匀减速前进。
当卡车减速到2m／s时，交通灯转为绿灯，司机当即放开刹车，并且只用了减速过程一半的时间使车加速到原来的速度，从开始刹车到恢复原速度过程用了12s。
求：
（1）减速与加速过程中的加速度；
（2）开始刹车后2s末及10s末的瞬时速度。
3．如图2-2-9所示，小球以6m／s的速度沿光滑斜面向上运动，斜面足够长．小球在斜面上运动的加速度大小为2m／s2。
，方向始终不变，问小球速度大小何时能达到3m／s?
第3节匀变速直线运动的位移与时间的关系
（1）
学习目标
1．了解用微元（或极限）思想推导匀变速直线运动位移与时间关系式（位移公式）的方法，掌握变速直线运动的位移与时间的关系，并熟练应用公式分析相关问题和计算。
2．自主学习、合作探究，体会用图象和微元的思想分析问题的方法。
3．积极思考，激发对科学探究的热情，感悟物理思想方法，培养科学精神。
重点：
匀变速直线运动位移与时问关系式的推导和应用。
难点：
微元法推导位移公式。
课前自主学习
◆教材助读
（一）匀速直线运动的位移
1．教材从匀速直线运动的位移与图线下围成的矩形面积的对应关系X=vt出发，猜想匀变速直线运动是否也有类似关系，体会猜想在科学发展和科学课程学习中的作用。
对于“思考与讨论”，要注意要求是“估算”，明确时间间隔取得越短，估算结果越接近真实情况，体会“极限”的思想。
（二）匀变速直线运动的位移
1.匀速直线运动的位移公式：
2.仔细比较教材P38图2.3-2中的乙图和丙图，它们有什么区别?
哪个图更接近真实面积，即真实位移，再与丁图结合以后，你体会到丁图位移的求法吗？
3．明确公式x=v0t+
at2中各量的含义，其中谁是矢量，谁是标量?
◆预习自测
1.汽车从静止开始匀加速启动用了10s,最初2s的位移是2m,最后2s的位移是18m，汽车的加速度是m/s2，启动5s位移和速度分别是m，m/s
2．一物体运动的位移与时间的关系为x=6t-4t2，其中t以s为单位，则（）
A．这个物体的初速度为12m／s
B．这个物体的初速度为6m／s
C．这个物体的加速度为8m／s。
D．这个物体的加速度为一8m／s。
课堂活动
◆质疑探究——质疑解疑、合作探究
探密点一匀变速直线运动的位移（难点）
问题1：
如图2-3-2，匀速直线运动的v-t图象中对应的“面积”有什么物理意义?
问题2：
如图2-3-3所示的两个图像表示的位移有多少不同？
问题3：
用图象法推导位移公式。
（1）图2-3—6甲是一物体做匀变速直线运动的速度一时间图象把物体的运动时间分成5个小段，
算一个小段，在图2-3-6乙中，每小段起始时刻物体的瞬时速度由相应的纵坐标表示，则如何计算t时间内的位移?
（3）如图2—3-6丙，如果把物体的运动时间分成16个小段，计算出的位移与
（2）中相比较，哪个更接近真实位移?
（4）在图2-3-6丁中，如果把物体的运动时间分成非常小若干小段v-t图象更接近真实位移，那么在图2-3-6丁中直线下面的梯形OABv0的面积怎么表示，是不是可以该运动过程的位移，由此能否推出匀变速直线运动的位移与时间关系的公式是什么？
问题3：
对位移公式的理解。
（1）公式中有哪些物理量，各表示什么含义?
（2）其中哪些是矢量，应注意什么问题?
问题4：
在图2-3-6丁图中用面积法推导出匀变速直线运动的平均速度公式
◆针对训练
1．一辆汽车从静止开始由甲地出发，沿平直公路开往乙地．汽车先做匀加速运动．接着做匀
减速运动，开到乙地刚好停止．其速度图像如图1所示，那么在0一t0和t0一3t0两段时
间内（）
A．加速度大小比为3:
1
B．位移大小之比为l:
2
C．平均速度大小之比为2:
1
D．平均速度大小之比为1:
1
2.一火车以2m/s的初速度，0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，求：
（1）火车在第3s末的速度是多少？
（2）在前4s的平均速度是多少？
（3）在第5s内的位移是多少？
（4）在第2个4s内的位移是多
3．以10m/s的速度前进的汽车，制动后经4s停下来，则汽车的加速度大小为＿＿＿m/s2．
汽车前进的位移＿＿＿m。
◆当堂检测——有效训练、反馈矫正
1．一辆汽车以2m／s2的加速度做匀减速直线运动，经过2s（汽车未停下），汽车行驶了36m。
则汽车开始减速时的速度是（）
A．9m／sB．18m／s
C．20m／sD．12m／s
2.从车站开出的火车，做匀加速直线运动，最初1min行驶540m，那么它在最初10s行驶_m．30s的速度是m/s
3.某质点做匀变速直线运动，位移方程为s=10t-2t2（m），则该物体运动的初速度为______，加速度为______，4s内位移为______。
我的收获（反思静悟、体验成功）
巩固提升
1．—物体由静止开始做匀变速直线运动，在时间t内通过的位移为x，则它从出发开始经过的位移为
所用的时间为（）
A．t/4B.t/2C．t/16D.t
3．一个物体在水平面上以恒定的加速度运动，它的位移与时间的关系是X=24t-6t2，则它的速度为零的时刻是（）
A．sB.6sC.2sD．24s
4．两物体都做匀变速直线运动，在给定的时问间隔内（）
A．加速度大的，其位移一定也大
B．初速度大的，其位移一定也大
c．末速度大的，其位移一定也大
D．平均速度大的，其位移一定也大
5．（经典好题）汽车由静止开始做匀加速直线运动，经1s速度达到3m／s，则（）
A．在这1s内汽车的平均速度是3m／s
B．在这1s内汽车的平均速度是1．5m／s
C．汽车再向前行驶1s，通过的位移是3m
D．汽车的加速度是3m／s2
6.质点从静止开始作匀加速直线运动，经5s后速度达到10m/s，然后匀速运动了20s，接着经2s匀减速运动后静止，则质点在加速阶段的加速度是______m/s2，在第26s末的速度大小是____m/s.
7.一质点从静止开始以1m/s2的加速度做匀加速运动，经过5s后做匀速运动，最后2s的时间使质点匀减速到静止，则质点匀速运动时的速度为，减速运动时的加速度为。
8．做匀变速直线运动的物体，在第一个2s内的位移为4m，第二个2s内的位移是8m，则物体运动的初速度为_____m/s，加速度是_____m/s2，9s末的速度为_____m/s．
9.物体先做初速为零的匀加速运动，加速度为a1，当速度达到v时，改为以a2作匀减速运动直至速度为零，在加速和减速过程中，物体的位移和所用时间分别为s1，t1和s2，t2。
下列式子成立的是（）
10、一物体做匀减速直线运动，初速度为10m/s，加速度大小为1m/s2，则物体在停止运动前ls内的平均速度为
A：
5.5m/sB：
5m/sC：
lm/s D：
0.5m/s
第3节匀变速直线运动的位移与时间的关系
（2）
学习目标
学习目标：
懂得用v-t图象计算加速度和x—t图象计算速度的方法
重点：
利用上述图象来分析运动问题；
难点：
上述两图象运动情景的对比分析
课前自主学习
◆教材助读
1、从v-t图象和x—t图象中平行于t轴直线和倾斜直线分别表示这样运动
2、v-t图象和x—t图象的倾斜程度反映了什么？
两图中的斜率分别代表什么？
3、从v-t图象和x—t图象可以求出那些物理量？
◆预习自测
1、下面左右两图分别表示甲、乙、丙、丁四个物体在同一水平面运动图象，由图象可以判断甲和乙物体做的是运动，甲物体的加速度=m/s2，乙物体的加速度=m/s2;甲物体的加速度乙物体的加速度（填“大于”、“小于”或“等于”）也可以通过v—t图象的倾斜程度来甲、乙物体的加速度的，因v—t图象中（填甲或乙）的斜率较大，则可判断的加速度大，在第3秒初，甲物体的瞬时速度大小为m／s，甲的位移大小为m；
丙和丁做的是运动，丙物体的速度=m/s，丁物体的速度=m/s;丙物体的速度丁物体的加速度（填“大于”、“小于”或“等于”）也可以通过x—t图象的倾斜程度来丙、丁物体的加速度的，因x—t图象中（填丙或丁）的斜率较大，则可判断的速度大，丙物体的加速度大小为m/s2，在第3秒初的位移大小为m。
课前自主学习
3．一质点以一定的初速度沿竖直方向抛出，得到它的V-t图象如图2-3-1所示。
试求出它在前2s内的位移和前4s内的位移。
课堂活动
◆质疑探究——质疑解疑、合作探究
问题1．v-t图象和x—t图象中图中a、b、c、d分别表示什么运动？
问题2．上图中切点A、B对应的斜率表示什么？
a和b、c和d的交点又表示什么？
问题3．v-t图象和x—t图象在t轴下方分别表示什么运动，两图中2S末和4S末分别表示位移为多少？
◆针对训练
1、已知某质点的运动位移如图所示，试画出它的速度图像。
2．质点做直线运动的V-t图象如图2-3-8所示，规定向右为正方向，则该质点在前8s内平均速度的大小和方向分别为（）
A．0．25m／s，向右
B．0.25m／s，向左
C．1m／s，向右
D．1m／s，向左
◆当堂检测——有效训练、反馈矫正
1、图1展示的四个图象分别是反映物体在不同的运动过程中速度v、位移s随时间t变化的图象，由此可以推断出物体加速度为零的是：
2．如图2-3-7所示，甲、乙、丙、丁是以时间为横轴的匀变速直线运动的图象，下列说法正确的是（）
A．甲是a-t图象
B．乙是X—t图象
C.丙是x-t图象
D.丁是v-t图象
3、下图表示物体作什么运动，各段加速度为多少？
什么时刻距出发点最远，什么时刻距出发点最近?
巩固提升
1、一小球从空中自由下落一段距离后，落入淤泥，落到淤泥底时速度恰好为零，设小球在淤泥中加速度恒定，则下列v—t图中哪个正确反映了小球的运动．（以向下方向为正方向）（）
2、A、B、C三物同时、同地、同向出发做直线运动，图1-14是它们位移与时间的图象，由图可知它们在t0时间内（除t0时刻外）
A．三者平均速度相等B．甲的平均速度最大
C．乙的平均速度最大D．乙的平均速度最小
3、做直线运动物体的速度图象如图1-15所示。
根据图中信息判断：
0~1s内的加速度为m/s2（填写大小和方向，方向用正、负号表示）；0~3s内的位移为m（填写大小和方向，方向用正、负号表示）；0~4s内的路程为m。
4、如图1-16所示为A和B两质点的位移—时间图象,以下说法中正确的是:
（）
A.当t=0时,A、B两质点的速度均不为零.
B.在运动过程中,A质点运动得比B快.
C.当t=t1时,两质点的位移相等.
D.当t=t1时,两质点的速度大小相等.
5、如图1-18表示甲、乙两运动物体相对同一原点的x-t图象，下面有关说法中正确的是（）
A.甲和乙都做匀变速直线运动
B.甲、乙运动的出发点相距x0
C.乙运动的速率大于甲运动的速率
D.乙比甲早出发t1的时间
6、如图1-19是一娱乐场的喷水滑梯。
若忽略摩擦力，人从滑梯顶端滑下直到入水前，速度大小随时间变化的关系图象最接近图1-20中的（）
7、图1-21为一质点做直线运动的速度—时间图象，下列说法
正确的是（ ）
A．整个过程中，CE段的加速度最大
B．整个过程中，BC段的加速度最大
C．整个过程中，D点所表示的状态离出发点最远
D．BC段所表示的运动通过的路程是34m
8、甲、乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动，若以该时刻作为计时起点，得到两车的位移—时间（x—t）图象图1-22所示，则下列说法正确的是（）
A．t1时刻乙车从后面追上甲车
B．t1时刻两车相距最远
C．t1时刻两车的速度刚好相等
D．0到t1时间内，乙车的平均速度小于甲车的平均速度
9、某人骑自行车在平直道路上行进，图1-23中的实线
记录了自行车开始一段时间内的v—t图象．某同学为了简化计算，用虚线作近似处理，下列说法正确的是（ ）
A．在t1时刻，虚线反映的加速度比实际的大
B．在0～t1时间内，由虚线计算出的平均速度比实际的大
C．在t1～t2时间内，由虚线计算出的位移比实际的大
D．在t3～t4时间内，虚线反映
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