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第二章学案完整版
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
【概念规律练】
知识点一 实验的操作
1.在做探究匀变速直线运动的实验中,给你以下器材:
打点计时器、电池组、纸带、复写纸、停表、天平(带砝码)、小车、钩码、细绳、一端带有定滑轮的长木板.其中不需要的器材是______、________、________,还需要增添的器材有________、________和__________.
2.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,按照实验进行的先后顺序,将下列步骤的代号填在横线上____________.
A.把穿过打点计时器的纸带固定在小车的后面
B.把打点计时器固定在长木板的没有滑轮的一端,并连好电路
C.换上新的纸带,再重复做两次
D.把长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面
E.使小车停在靠近打点计时器处,接通电源,放开小车,让小车运动
F.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下边吊着合适的钩码
G.断开电源,取下纸带
知识点二 实验数据的处理
3.图2是某同学用打点计时器研究物体运动规律时得到的一段纸带,根据图中的数据,计算物体在AB段、BC段、CD段和DE段的平均速度大小,判断物体运动的性质.
图2
4.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,交流电源频率为50Hz.图3是某次实验的纸带,舍去前面比较密集的点,从0点开始计数,每隔4个连续点取1个计数点,标以1、2、3、…那么相邻两个计数点之间的时间为________s,各计数点与0计数点之间的距离依次为x1=3.0cm、x2=7.5cm、x3=13.5cm,则物体通过计数点1的速度v1=________m/s,通过计数点2的速度v2=________m/s,小车运动的加速度为________m/s2.
图3
【方法技巧练】
一、实验的操作技巧
5.关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作,下列说法错误的是( )
A.长木板不能侧向倾斜,也不能一端高一端低
B.在释放小车前,小车应紧靠在打点计时器处
C.应先接通电源,待打点计时器开始打点后再释放小车
D.要在小车到达定滑轮前使小车停止运动
6.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,为了减小测量小车运动加速度时的误差,下列措施中哪些是有益的( )
A.使小车运动的加速度尽量小一些B.适当增加挂在细绳下的钩码的个数
C.在同样条件下打出多条纸带,选其中一条最理想的进行测量和计算
D.舍去纸带上比较密集的点,然后选取计数点,进行计算
二、实验数据的处理方法
7.一打点计时器固定在倾角为θ的斜面上,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,打出的纸带的一段如图6所示.纸带上0、1、2、3、4、5、6是计数点,每相邻计数点之间的时间间隔为0.1s.
图6
(1)根据纸带上记录的数据判断小车是做________运动.
(2)若小车做匀加速运动,则加速度大小a=________.
(3)小车在计数点3所对应的速度大小为v=________.
8.一小球在桌面上从静止开始做加速运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下小球每次曝光的位置,并将小球的位置编号.如图7所示,1位置恰为小球刚开始运动的瞬间,作为零时刻.摄影机连续两次曝光的时间间隔均为0.5s,小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置的速度分别为v1=0,v2=0.06m/s,v3=__________m/s,v4=0.18m/s,v5=________m/s.在如图8所示坐标系中作出小球的速度—时间图象(保留描点痕迹).
图7
图8
9.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,如图9所示给出了从0点开始,每5个点取一个计数点的纸带,其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点,测得:
x1=1.40cm,x2=1.90cm,x3=2.38cm,x4=2.88cm,x5=3.39cm,x6=3.87cm.那么:
图9
(1)在计时器打出点1、2、3、4、5时,小车的速度分别为:
v1=________cm/s,v2=________cm/s,v3=________cm/s,v4=________cm/s,v5=________cm/s.
(2)在平面直角坐标系中作出速度—时间图象.
(3)分析小车运动速度随时间变化的规律.
第2节 匀变速直线运动的速度与时间的关系
【概念规律练】
知识点一 匀变速直线运动的概念
1.下列关于匀变速直线运动的说法正确的是( )
A.做匀变速直线运动的物体,它的加速度方向和速度方向总是相同的
B.做匀变速直线运动的物体,它的加速度方向和速度变化的方向总是相同的
C.做匀变速直线运动的物体,它的速度变化越大,加速度越大
D.做匀变速直线运动的物体,它的速度变化在单位时间内越大,加速度越大
2.某运动物体做匀变速直线运动,加速度大小为0.6m/s2,那么在任意1s内( )
A.此物体的末速度一定等于初速度的0.6倍
B.此物体任意1s的初速度一定比前1s末的速度大0.6m/s
C.此物体在每1s内的速度变化为0.6m/s
D.此物体在任意1s内的末速度一定比初速度大0.6m/s
知识点二 匀变速直线运动速度公式的应用
3.一物体做匀变速直线运动,初速度为2m/s,加速度大小为1m/s2,则经1s后,其末速度( )
A.一定为3m/sB.一定为1m/s
C.可能为1m/sD.不可能为1m/s
4.一质点从静止开始以1m/s2的加速度做匀加速运动,经5s后做匀速运动,最后2s的时间质点做匀减速运动直至静止,则质点匀速运动时的速度是多大?
减速运动时的加速度是多大?
知识点三 v-t图象的应用
5.
如图3所示是某质点的v-t图象,则下列说法中正确的是( )
①前2s物体做匀加速运动,后3s物体做匀减速运动
②2~5s内物体静止
③前2s和后3s内速度的增量均为5m/s
④前2s的加速度是2.5m/s2,后3s的加速度是-
m/s2
A.①②B.②③
C.①④D.②④
6.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4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
【方法技巧练】
一、利用v—t图象分析物体运动的技巧
7.如图5所示,请回答:
(1)图线①②分别表示物体做什么运动?
(2)①物体3s内速度的改变量是多少,方向与速度方向有什么关系?
(3)②物体5s内速度的改变量是多少?
方向与其速度方向有何关系?
(4)①②物体的运动加速度分别为多少?
方向如何?
(5)两图象的交点A的意义.
二、汽车刹车类问题的分析方法
8.汽车以40km/h的速度匀速行驶.
(1)若汽车以0.6m/s2的加速度加速,则10s后速度能达到多少?
(2)若汽车刹车以0.6m/s2的加速度减速,则10s后速度减为多少?
(3)若汽车刹车以3m/s2的加速度减速,则10s后速度为多少?
9.如图所示,美国“肯尼迪”号航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统.已知“F-15”型战斗机在跑道上加速时产生的最大加速度为5.0m/s2,起飞的最小速度是50m/s,弹射系统能够使飞机所具有的最大速度为30m/s,则飞机起飞时在跑道上至少加速多长时间才能起飞?
10.火车沿平直铁轨匀加速前进,通过某一路标时的速度为10.8km/h,1min后变成54km/h,又需经多长时间,火车的速度才能达到64.8km/h?
11.卡车原来以10m/s的速度在平直公路上匀速行驶,因为路口出现红灯,司机从较远的地方就开始刹车,使卡车匀减速前进,当车减速到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就加速到原来的速度,从开始刹车到恢复原速用了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.
第3节 匀变速直线运动的位移与时间的关系
【概念规律练】
知识点一 位移公式x=v0t+
at2的应用
1.在公式v=v0+at和x=v0t+
at2中涉及的五个物理量,除t是标量外,其他四个量v、v0、a、x都是矢量,在直线运动中四个矢量的方向都在一条直线中,当取其中一个量的方向为正方向时,其他三个量的方向与此相同的取正值,与此相反的取负值,若取速度v0方向为正方向,以下说法正确的是( )
A.匀加速直线运动中a取负值
B.匀加速直线运动中a取正值
C.匀减速直线运动中a取正值
D.无论匀加速直线运动还是匀减速直线运动a都取正值
2.某质点的位移随时间变化的关系式为x=4t+2t2,x与t的单位分别是m和s,则质点的初速度和加速度分别是( )
A.4m/s和2m/s2B.0和4m/s2
C.4m/s和4m/s2D.4m/s和0
3.由静止开始做匀加速直线运动的汽车,第1s内通过的位移为0.4m,问:
(1)汽车在第1s末的速度为多大?
(2)汽车在第2s内通过的位移为多大?
知识点二 利用v-t图象分析物体的运动
4.如图1所示为某物体做直线运动的v-t图象,求8s内物体的位移的大小.
5.某人骑自行车在平直道路上行进,图2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O~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,虚线反映的是匀速直线运动
【方法技巧练】
一、利用平均速度公式分析物体的运动
6.我国自行研制的“枭龙”战机已在四川某地试飞成功.假设该战机起飞前从静止开始做匀加速直线运动,达到起飞速度v所需时间为t,则起飞前的运动距离为( )
A.vtB.
C.2vtD.不能确定
二、多过程问题的分析方法
7.一质点从A点由静止开始,先以加速度a1=2m/s2做匀加速直线运动,紧接着以大小为a2=3m/s2的加速度做匀减速直线运动,到达B点时恰好静止.若质点运动的总时间为t=10s.求A、B间的距离.
8.某一做直线运动的物体其v-t图象如图3所示,根据图象求:
(1)物体距出发点最远的距离;
(2)前4s物体的位移大小;
(3)前4s内通过的路程.
9.汽车以15m/s的速度匀速行驶,司机发现前方有危险,在0.8s后才能作出反应,实施制动,这个时间称为反应时间.若汽车刹车时能产生的最大加速度为5m/s2,从汽车司机发现前方有危险到刹车后汽车完全停下来,汽车所通过的距离叫刹车距离.求:
(1)在反应时间内汽车行驶的距离;
(2)刹车后汽车行驶的距离.
第4节 匀变速直线运动的速度与位移的关系
知识点一 利用v2-v
=2ax求位移
1.在全国铁路第六次大提速后,火车的最高时速可达250km/h,若某列车正以216km/h的速度匀速行驶,在列车头经路标A时,司机突然接到报告要求紧急刹车,因前方1000m处有障碍物还没有清理完毕,若司机听到报告后立即以最大加速度a=2m/s2刹车,问该列车是否发生危险?
知识点二 利用v2-v
=2ax求速度
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