Chapter2运动的描述同步辅导.docx
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Chapter2运动的描述同步辅导
Chapter2匀变速直线运动的研究
Chapter2§1实验：
探究小车速度随时间变化的规律
【课前预备】
1．小小信息窗
科学探究活动通常包括以下环节：
提出问题，作出假设，制定计划，搜集证据，评估交流等．一组同学研究“小车速度随时间变化的规律”的探究过程如下：
A．有同学认为：
小车在重物拉力的作用下速度随时间的变化可能存在简单的比例关系．
B．他们计划利用小车作为研究对象，用打点计时器测量小车在同一重物作用下，速度随时间变化的规律，以验证假设．
C．在相同的实验条件下，同学们测量了三次小车的运动，从中选取了一条点迹清晰的纸带进行了研究，并将得到的数据填入事先设计好的表格之中，且作出了它们的v-t图线．
D．同学们对实验数据进行分析、归纳后，证实了他们的假设．
请你结合自己对科学探究活动的理解回答：
上述过程中A、C步骤相应的科学探究环节分别是________,_________．
2.要点综述:
本节课要求经历匀变速直线运动的实验探究过程，掌握科学探究活动的五个环节，体会实验在发现自然规律中的作用；初步了解根据探究目的设计实验报告的方法；进一步熟悉打点计时器的使用，正确选取纸带,探究小车速度随时间变化的规律；通过运用列表法、图象法处理实验数据，领悟数学在物理实验中的重要作用．
【课堂同步】
1．用打点计时器测小车的运动速度,下列说法中正确的是（ ）
A.必须选择点迹清晰的纸带,而且应以打点计时器打的第一个点作为第一计数点
B.要舍去开头比较密集的点,任选后面较清晰的某点作为第一个计数点
C.可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点
D.在数据处理时,从器材上直接读取的原始数据一定要有表格记录
2.在《探究小车速度随时间变化的规律》实验中，将下列步骤的代号按合理顺序填写在横线上：
_____________
A.拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处,先接通电源,后放开纸带
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,下面吊着重量适当的钩码
D.断开电源,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.换上新的纸带,再重复做三次
３.如图2-１所示为某次实验中打出的一条经过处理后的纸带,图中O为小车运动的起始点,A为所选取的第一个计数点,O点到A点之间有部分点不清晰,相邻两个记数点之间有4个点未画出,电源频率为50Hz,用毫米刻度尺测量后可直接算出（ ）
A.从O点到F点运动的时间
B.从A点到F点运动的平均速度
C.C点时的瞬时速度vc
D.G点时的瞬时速度vG
４．某次实验用打点计时器交流电的频率为50Hz，纸带的记录如图2-２所示,图中前几个点模糊,因此从A点开始每打五个点取一个计数点,其中B、C、D、E点的对应速度vB=_____m/s,vC=_____m/s,vD=_____m/s,vE=_____m/s,由此推得F点的速度vF=_____m/s.
５．如图2-３所示为一次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的记数点，相邻记数点的时间间隔T=0.1s.
（1）在图2-４所示的坐标中作出小车的v-t图线.
（2）将图线延长与纵轴相交,交点的速度大小是_______,此速度的物理意义是_____________.
【课后巩固】
1.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法正确的是（）
A．长木板一定要水平摆放，不能一端高一端低
B．使小车速度的变化尽可能快一些
C．使用刻度尺测量长度时，要读到最小刻度的下一位
D．作v-t图时，所描曲线必须经过每一个点
2.某研究性学习小组在研究小车在水平薄布面上做减速运动的实验中,所打出的纸带如图2-５所示,纸带上相邻两点对应的时间间隔为0.02s.请你用刻度尺量出相邻两点之间的距离填在下表中:
s1
s2
s3
s4
s5
s6
s7
s8
（1）从纸带上可以确定小车做减速运动的初速度约为_________
（2）分析纸带及测量的数据,提出一个相关的问题.
3．一位同学做“探究小车速度随时间变化规律”实验时，打点计时器所用电源的频率是50Hz，在实验中得到点迹清晰的一条纸带，他把某一个点记作O，再选依次相邻的6个点作测量点分别标以A、B、C、D、E、F，如图2-６所示.
（1）如果测得C、D两点相距2.70cm,D、E两点相距2.90cm,则小车在打D点时的速度是______m/s.
（2）如果某同学分别算出小车打各个点的速度,然后把数据标示在v-t图上,如图2-７所示,则由此图可求得小车的加速度a=______m/s2.
4.某组学生实验得到如图2-８所示的纸带,纸带上的计数点用O、A、B、C、D、E表示.根据图上数据,可判断小车经过B点时的速度是_______cm/s小车经过D点时的速度是_______cm/s.小车在B、D间运动的加速度是______m/s2（相邻计数点间的时间间隔为0.1s）
5.如图2-９所示,是小车拖动纸带用打点计时器打出的一条纸带,A、B、C、D、E为我们在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s.试求:
（1）打点计时器打下B、C、D各点时小车的瞬时速度.
（2）由小车的运动规律,推断出小车在E点的瞬时速度.
6．在用打点计时器研究匀变速直线运动的规律实验中，得到一条纸带如图2-1０所示.A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻计数点间时间间隔为0.10s,x1=1.20cm,x2=1.60cm,x3=1.98cm,x4=2.38cm,x5=2.79cm,x6=3.18cm.
（1）计算运动物体在B、C、D、E、F各点的瞬时速度.
（2）在2-1１图中作出v-t图象,并由图象求物体的加速度.
【能力训练】
1.一个滑块沿斜面滑下如图2-１２所示,依次通过斜面上的A、B、C、D、E、F点，已知AB=6cm，BC=10cm，CD=14cm，DE=18cm，滑块经过相邻两点之间的时间间隔为2s，求：
（1）滑块在B、C、D三点的瞬时速度
（2）寻求图中滑块的运动规律，推断出E、F两点间的位移和E点的瞬时速度.
2.如图2-13所示是汽车在一段平直公路上行驶的v-t图象,根据图象中的数据,请你尽可能详尽地描述汽车的运动过程.
【选科准备】
1.在利用打点计时器探究小车运动规律的实验中，某同学在打出的纸带上每5点取一个记数点，测出每两个相邻记数点间的距离分别为x1、x2、…、x6，然后他把纸带上x1、x2、…、x6各段准确地剪成6段，按如图2-14那样帖在坐标纸上，彼此不留间隙也不重叠，纸带下端都准确地与横轴重合，x1的左边准确地与纵轴重合，横轴为时间轴，纵轴为速度轴，该同学在这个图中作出了v-t图象，并由图象求出了加速度a，请说明他是如何作出速度图象并求出加速度a的。
2.某研究性学习小组为寻求物体在斜面上运动的规律,他们想用打点计时器研究小车在斜面上滑下时速度怎样随时间变化的,请你为他们设计一份探究报告.
Chapter2§2匀变速直线运动速度与时间的关系
【课前预备】
1．小小信息窗
轿车可以在空中行驶?
对!
这是美国的一位名叫沃尼克的发明家设计的杰作．这是一种既能在公路上行驶，又能在空中飞翔的＂空中轿车＂．目前，沃尼克已对＂空中轿车＂模型完成了动力测试．未来的空中轿车有４个座位，长7.3m,重1270kg,在公路上以30m/s的速度行驶,在空中以180m/s的速度飞行,在公路上的最大加速度为5m/s2．
将来你坐上＂空中轿车＂从静止加速到公路上的正常速度至少需要多少时间?
从在公路上行驶加速到开始起飞至少需要多少时间?
你能在查阅本节教材内容的基础上,通过与同学交流,来回答上述问题吗?
2．要点综述：
经历匀变速直线运动速度公式的推导过程，理解匀变速直线运动公式及其v-t图象的物理意义，会在日常生活中收集相关的数据，运用匀变速直线运动速度公式和v-t图象分析和计算实际中的问题．
匀变速直线运动速度公式
vt=v0+at
（1）此式叫匀变速直线运动的速度公式,它反映了匀变速直线运动的速度随时间变化的规律,式中v0是开始计时时刻的速度,vt是经过时间t后的速度.
（2）速度公式中的v0、vt、a都是矢量,在直线运动中,若规定正方向后,它们都可用带正、负号的代数值表示，把矢量运算转化为代数运算.通常情况下取初速度方向为正方向．
（3）速度公式中,末速度vt是时间t的一次函数,其函数图象是一条倾斜的直线,斜率即为加速度a,纵轴上的截距为初速度v0.若以v0方向为正方向,匀加速直线运动的图象如图2-15所示;匀减速直线运动的图象如图2-16所示.图象“越陡”表示速度变化越快,加速度的大小越大.
【课堂同步】
1．“神州五号”飞船在刚离开地面后以初速度v0、加速度a做加速直线运动，若飞船从t时刻起加速度逐渐减小至零，则飞船从t时刻开始（）
A．速度开始减小，直到加速度等于零为止
B．速度继续增大，直到加速度等于零为止
C．速度先增大后减小，直到加速度等于零为止
D．高度继续增大，直到加速度等于零为止
2．某质点做直线运动的v-t图象如图2-17所示,由图可知:
A.4s末至6s末速度方向为负
B.6s内运动方向始终不变
C.前2s内静止
D.质点在加速过程中的加速度比减速运动过程中的加速度小.
3．某架飞机起飞滑行时，从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为4m/s2，飞机的滑行速度达到85m/s时离开地面升空。
如果在飞机达到起飞速度时，突然接到指挥塔的命令停止起飞，飞行员立即制动飞机，飞机做匀减速直线运动，加速度的大小为5m/s2.此飞机从起飞到停止共用了多少时间?
【课后巩固】
1.一物体做匀变速直线运动,某时刻速度的大小为5m/s,1s后速度的大小变为7m/s,在这1s内该物体的运动情况是（）
A.该物体一定做匀加速直线运动
B.该物体的速度可能先减小后增加
C.该物体的加速度大小可能为2m/s2
D.该物体的加速度大小不可能大于15m/s2
2.在某次足球比赛中,以10m/s做直线运动的足球,被某一运动员飞起一脚,足球在0.2s内速度大小改变为20m/s反向飞出,若足球在这段时间内做匀变速运动,求足球的加速度.
3.一小球以20m/s的速度沿光滑斜面向上做匀减速直线运动,加速度大小为a=5m/s2,如果斜面足够长,那么经过t=6s的时间,小球速度的大小和方向怎样.
4.如图2-18所示均为变速运动的v-t图象,试找出下列各运动与之对应的图象,把字母填在相应的空格内.
（1）汽车从静止起加速一定时间后,即做减速运动直至停止__________;
（2）汽车减速停站后一段时间又加速出发________;
（3）小球滚上斜面后又反向滚回________;
（4）小球从高处由静止落到地面后又反向弹起_______.
图2-18
D
C
B
A
5.起重机把两吨货物从地面竖直向上吊起,历时16s,恰好吊到预定的高度,其运动过程的v-t图象如图2-19所示:
（1）用简捷的语言描述起重机的运动情况.
（2）下列选项中哪一段时间内的加速度量值最大.
A.（0~2）s
B.（2~6）s
C.（6~10）s
D.（10~12）s
【能力训练】
１.如图2-20所示为一做直线运动的物体的v-t图象.试问:
（1）AB、BC、CD、DE段各表示何种运动？
（2）实际中什么物体的运动大体可以用此图象表示？
（3）计算2~3s内物体的加速度。
２．如图2-21所示是一频率为50Hz的打点计时器打出的纸带，你能用几种方法求出纸带的加速度.把你写出的方法与同学进行一下交流.
３．一个质量为2kg的物体,放在水平面上,从静止开始做加速度a=1m/s2的匀加速直线运动,4s末物体开始做匀减速直线运动，再经过2s,物体速度变为零,求:
（1）06s运动过程中的最大速度是多少?
（2）物体在最后2s内的加速度.
【选科准备】
1．一物体做直线运动的速度方程为vt=2t+4.
（1）说明方程中各字母或数字的物理意义.
（2）在图2-22中画出物体运动的v-t图象.
2.一质点做初速度为v0的匀变速直线运动,t秒末的速度为vt,求在这段时间中点
时刻的速度.从结果中你发现了什么规律?
把它写下来.
3.汽车正常行驶的速度是54km/h,关闭发动机后,开始做匀减速运动,6s末的速度是43.2km/h.求:
（1）汽车的加速度;
（2）15s末的速度;
（3）45s末的速度.
Chapter2§3匀变速直线运动的位移与时间的关系
【课前预备】
1．小小信息窗
一研究性学习小组的同学去交警大队事故组进行社会调查，看到一份事故现场的记录，大意如下：
时间：
某月某日某时某分左右，小雨
地点：
市区某段平直公路，最高限速为50km/h
事故经过：
一辆桑塔纳2000轿车途经该路段时，司机发现前方有一中年妇女横过公路,紧急刹车,但仍将妇女撞倒．
现场调查情况：
受伤妇女已由车主送市第一人民医院抢救，人走的是斑马线，车的路线正确，测得该车在路面刹车的痕迹为19.5m．
看完上述记录，小组同学议论了一下很快就说出了事故原因，旁边的交警听了称赞道：
你们物理学得真好啊！
.
你能根据上述信息和查阅相关资料，运用本节课学到的知识来判断一下这起交通事故产生的原因吗？
２．要点综述：
经过位移公式的推导，掌握匀变速直线运动的位移与时间、速度的关系，体会数学在研究物理问题中的重要性．
（1）匀变速直线运动的位移与时间的关系
x=v0t+
此位移公式可用以下两种方法进行推导：
①采用“微元法”把匀变速直线运动转化为匀速直线运动，利用v-t图求面积来推导．对教材中的这一研究方法及推导过程,要深入理解.
②采用平均速度公式进行推导
（2）匀变速直线运动位移与速度的关系
此式是匀变速直线运动规律的一个重要推论,在有些问题中,应用此式求解比较方便.对于初速度为零的匀变速直线运动,此式可简化为
.
【课堂同步】
1.物体做匀加速直线运动，初速度为v0=2m/s,加速度为a=0.2m/s2,求:
物体在第4s内运动的位移.
2.某辆汽车刹车时能产生的最大加速度值为10m/s2.司机发现前方有危险时,0.7s后才能做出反应,马上制动,这个时间称为反应时间.若汽车以20m/s的速度行驶时,汽车之间的距离至少应为多少?
3如图2-23所示为某电梯上升的运动图象,求电梯上升的总高度为多少米?
【课后巩固】
1.一个做匀加速直线运动的物体,在头4s内经过的位移是24m,以后4s内经过的位移是60m,求这个物体的加速度和初速度各是多少.
2.一辆沿平直公路匀速行驶的汽车,过桥后以1.0m/s2的加速度行驶,经过12s已离开桥头180m,汽车原来匀速行驶的速度多大?
3.由于火车扳道控制系统的失误,有两列同样的客车各以72km/h的速度在同一条铁路线上面对面地向对方驶去.已知这种列车刹车时能产生的最大加速度为0.4m/s2,为了避免车祸的发生,双方司机至少要在两列车相距多远时同时刹车?
4.一物体以20m/s的速度沿光滑斜面向上做匀减速运动,加速度大小为a=5m/s2.如果斜面足够长,那么当速度大小变为10m/s时物体所通过的路程可能是多少?
5.如图2-24所示,为在同一直线上运动的甲、乙两物体的v-t图象,则由图象可知
A.它们速度方向相同,加速度方向相反
B.它们速度方向、加速度方向均相反
C.在t1时刻它们相遇
D.在0~t2时间内它们的位移相同
6.某物体做直线运动的v-t图象如图2-25所示,通过图象回答下列问题
（1）物体在AB、BC阶段各做什么运动?
加速度是多大?
（2）物体的最大位移是多少?
（3）物体在0~5s内的位移和路程分别为多少?
【能力训练】
1.如图2-26所示,斜面长L=8m,一个小物体从斜面的顶端由静止开始下滑,下滑的加速度为4m/s2,则小物体滑到斜面底端时的速度大小为多少?
（用两种方法求解）
2.一辆以18m/s的速度行驶的汽车,紧急刹车后做匀减速直线运动,其加速度大小为6m/s2.求:
（1）汽车在2s内通过的距离.
（2）汽车在6s内通过的距离.
3.甲、乙两物体同时由同一地点向同一方向开始运动,它们的运动图象如图2-27所示,则:
（1）当甲、乙速度相等时,两物体相距多远?
（2）甲何时才能追上乙?
此时各运动了多远?
【选科准备】
1.一列火车有n节相同的车厢,一观察者站在第一节车厢的前端,当火车由静止开始做匀加速直线运动时（）
A.每节车厢末端经过观察者时的速度之比是1∶2∶3∶…∶n
B.每节车厢经过观察者所用的时间之比是1∶（
）∶（
）∶…∶（
）
C.在相等时间里,经过观察者的车厢节数之比是1∶2∶3∶…∶n
D.如果最后一节车厢末端经过观察者时的速度为v,那么在整个列车经过观察者的过程中,平均速度为v/n
2.如图2-28所示,匀加速直线运动的物体从A运动到C所用的时间为t,B是AC连线上的一点.已知物体在AB段的平均速度为v,在BC段的平均速度为3v,则物体加速度的大小为多少?
3.公共汽车从车站开出以4m/s的速度沿平直公路匀速行驶,2s后,一辆摩托车从同一车站开出匀加速追赶,加速度为3m/s2.试问:
（1）摩托车出发后,经多少时间追上汽车?
（2）摩托车追上汽车时,离出发处多远?
Chapter2§4自由落体运动
【课前预备】
1.小小信息窗
对“落体运动快慢”、“力与物体运动关系”等问题，亚里士多德和伽利略存在着不同的观点．请完成下表：
亚里士多德的观点
伽利略的观点
落体运动快慢
重的物体下落快，轻的物体下落慢
力与物体运动关系
维持物体运动不需要力
美国宇航员大卫·斯科特在登上月球后，从同一高度同时释放锤子和羽毛，看到它们同时落到月球表面，如图2-29所示.某同学在电视里观看了这一过程,并利用身边的电子手表测出了锤子和羽毛下落的时间为1.6s．你能根据这些信息估算出月球上的重力加速度吗?
试试看．
回答完上述问题后你有什么感想，与同学们交流一下．
2．要点综述：
经历运用打点计时器或频闪摄影等方法研究自由落体运动的过程，理解自由落体运动的特点和自由落体加速度的物理意义，感觉不同实验方法的优劣和所带给我们的乐趣．
（1）自由落体运动的概念
定义：
物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动.
运动特点:
初速度v0=0;加速度为a=g.即初速度为零的匀加速直线运动.
受力特点:
只受重力作用,当空气阻力对运动的影响可以忽略不计时,物体自由下落的运动可以近似看作是自由落体运动.
（2）自由落体运动的规律
速度公式:
vt=gt
位移公式:
h=
速度与位移的关系式:
3.研究自由落体运动的方法
研究自由落体运动通常有两种方法,用打点计时器研究自由落体运动和用频闪摄影法研究自由落体运动.其研究的原理和过程与前面对小车运动的研究相同.
【课堂同步】
1.关于自由落体运动,下列说法中正确的是（）
A.在空气中不考虑空气阻力的运动是自由落体运动
B.物体做自由落体运动时不受任何外力的作用
C.质量大的物体,受到的重力大,落到地面时的速度也大
D.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
2．自由落体运动的v-t图象应是图2-30中的（）
３．已知某一物体从楼上自由落下,经过高为2.0m的窗户所用的时间为0.2s.物体是从距窗顶多高处自由落下的?
（取g=10m/s2）
４.一跳伞运动员从350m高空离开直升机落下,开始未打开伞,自由落下一段距离后才打开伞以2m/s2的加速度匀减速下落,到达地面时的速度为4m/s.试求跳伞员在空中自由下落的时间和在空中降落的总时间.
【课后巩固】
1.关于自由落体运动的加速度g,下列说法中正确的是（）
A.重的物体的g值大
B.同一地点,轻重物体的g值一样大
C.g值在地球上任何地方都一样大
D.g值在赤道处大于在北极处
2.在近地空中某一位置处有A、B两个小球,先让A球自由下落1s后,再让B球开始自由下落,在A球落地前,下列说法正确的是（）
A.A、B两球间的距离保持不变
B.A、B两球间的距离逐渐增大
C.A球相对于B球匀速下降
D.A球相对于B球加速下降
3.一个自由下落的物体,到达地面的速度是39.2m/s.这个物体是从多高下落的?
落到地面用了多长时间?
4.一个物体从20m高的地方下落,到达地面时的速度是多大?
落到地面用了多长时间?
（取g=10m/s2）
5.如图2-31所示,把一直杆AB自然下垂地悬挂在天花板上,放开后直杆做自由落体运动,已知直杆通过A点下方3.2m处一点C历时0.5s,求直杆的长度是多少?
（不计空气阻力,g=10m/s2）.
6.曾有报道一位青年奋勇接住一个从15层高楼窗口跌出的孩子的动人事迹.设每层楼的高度是2.8m,这位青年从他所在的地方冲到楼窗下需要的时间是1.3s.请你估算一下他要接住孩子,至多允许他有______s的反应时间（g=10m/s2,反应时间是指从发现情况到采取行动所经过的时间）.
7.一矿井深125m,在井口每隔相同时间自由下落一个小球,当第11个小球刚从井口开始下落时,第一个小球恰好到达井底,则相邻小球开始下落的时间间隔为______s,这时第3个小球和第5个小球相距_______m（不计空气阻力,g=10m/s2）.
【能力训练】
1.意大利的比萨斜塔600多年来“斜而不倒”.据说300多年前物理学家伽利略在塔上做了著名的自由落体实验，使其更加充满了神奇的魅力，吸引着世界各地游客纷至沓来．图2-32中为比萨斜塔的正面照片，请你仔细观察图片，利用图片所提供的信息，推断测算出铁球从斜塔顶部自由下落到地面需要多少时间。
并简单说出推断理由.
２.一个物体做自由落体运动,着地时的速度是经过空中P点时速度的2倍,已知P点离地面的高度为15m,则物体着地的速度为多少?
物体在空中运动的时间为多少?
（不计空气阻力,g=10m/s2）.
3.滴水法测重力加速度的过程是这样的:
让水龙头的水一滴一滴地滴到其正下方的盘子里,调整水龙头的松紧,让前一滴水滴到盘子而听到响声时后一滴水恰离开水龙头,测出n次听到水击盘声的总时间为t,用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差为h.设人耳能区别两个声音的时间间隔为0.1s,声速为340m/s,则（）
A.水龙头距人耳的距离至少为34m
B.水龙头距盘子的距离至少为34m
C.重力加速度的计算式为2hn2/t2
D.重力加速度的计算式为2h（n-1）2/t2
【选科准备】
1.气球以4m/s的速度匀速竖直上升,它上升到217m高处时,一重物由气球里掉落,则重物要经过多长时间才能落到地面?
到达地面时的速度是多少?
（不计空气阻力,g=10m/s2）.
2.某人在室内以窗户为背景摄影时恰好把窗外从高处落下的一个小石子摄在照片中,已知本次摄影的曝光时间是0.02s,量得照片中石子运动痕迹的长度为1.6cm,实际长度为100cm的窗框在照片中的长
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