物理人教版學案與測評第1章 運動的描述 勻速直線運動（課件）ppt

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,歡迎進入物理課堂,第一章運動的描述勻變速直線運動,第1節(jié)描述運動的基本概念,例1.(2009.廣東)做下列運動的物體，能當作質(zhì)點處理的是()A.自轉(zhuǎn)中的地球B.旋轉(zhuǎn)中的風力發(fā)電機葉片C.進行武術(shù)表演的運動員D.勻速直線運動的火車,【點撥】(1)質(zhì)點的定義.(2)物體可看做質(zhì)點的條件.,【解析】A、B、C選項中對所研究的物體(地球、葉片、運動員),物體各部分的運動情況不一樣，其大小和形狀相對于所研究的問題不能忽略，所以不能看做質(zhì)點，D中火車可以看做質(zhì)點.【答案】D,1.(自創(chuàng)題)2009年十一屆全運會于2009年10月在濟南舉行，共有田徑、體操、柔道等33個大項的比賽.下列比賽項目中研究對象可視為質(zhì)點的是()A.在撐桿跳比賽中研究支撐桿在支撐地面過程中的轉(zhuǎn)動情況時B.足球比賽中確定球員在足球場中的位置時C.跆拳道比賽中研究運動員動作時D.鉛球比賽中研究鉛球拋出后在空中飛行時間時,【解析】撐桿跳時，若將支撐桿看做質(zhì)點，則無法研究支撐桿的轉(zhuǎn)動情況，A錯；研究球員在足球場中的位置時，球員的大小和形狀可以忽略，故可看做質(zhì)點，B對；跆拳道比賽中若將運動員看做質(zhì)點，則其動作就無法研究，C錯誤；研究鉛球在空中的飛行時間時，不必考慮鉛球的大小和形狀，故鉛球可看做質(zhì)點，D正確.【答案】BD,例2.對參考系的理解，以下說法正確的是()A.不選參考系就無法研究某一物體是怎樣運動的B.參考系一定要選取不動的物體C.研究車輪邊緣上一點的運動時只能以輪軸為參考系D.同一物體的運動對不同的參考系有相同的觀察結(jié)果,【點撥】(1)研究物體運動必須選擇參考系.(2)參考系的選擇是任意的.(3)選取的參考系不同，對物體的描述往往不同.,【解析】選擇參考系其實是選擇一個用來與所描述的對象進行比較的物體，顯然不選參考系則無法比較，故A正確；任何物體都可以作為參考系，但選擇不同的參考系，所描述的運動情況往往不同，故B、C、D錯誤.【答案】A,2.有這樣的詩句：“滿眼風波多閃爍，看山恰似走來迎，仔細看山山不動，是船行.”其中“看山恰似走來迎”和“是船行”所選的參考系分別是（）A.船和山B.山和船C.地面和山D.河岸和流水,【解析】“山走來迎”的參考系是船，“是船行”的參考系是山，故A正確.【答案】A,例3.關(guān)于速度、加速度的關(guān)系，下列說法中正確的是()A．物體的加速度增大時，速度也增大B．物體的速度變化越快，加速度越大C．物體的速度變化越大，加速度越大D．物體的加速度不等于零時，速度大小一定變化【點撥】(1)v、Δv、a的物理意義和決定因素.(2)v、Δv、a三者之間的關(guān)系.,解析：速度是否增大僅與速度方向與加速度方向有關(guān)，與加速度大小變化無關(guān),A錯誤.由加速度的定義可知B正確C錯誤.加速度的定義式是矢量式，即使速度大小不變但方向變化，仍然具有加速度.答案：B,3.下列說法正確的是()A.物體有加速度，速度就增加B.物體運動的加速度等于零，則物體一定靜止C.加速度的方向保持不變，速度方向也保持不變D.加速度的大小不斷變小，速度的大小可能不斷變大,【解析】物體有加速度時，其速度一定變化，但可能增加也可能減小，還可能僅是速度方向的變化，故A、B錯誤；加速度與速度沒有必然聯(lián)系，故C錯誤，D正確，與C項相反的例子如拋體運動;當速度與加速度的方向相同時D項所述是可能的.【答案】D,例.下列有關(guān)速度與加速度的說法中正確的是()A.物體的速度越大，則加速度也越大B.某一瞬時物體的速度為零，則加速度也為零C.物體具有加速度時，速度的大小可以不變D.物體的加速度減小時，速度一定減小,【錯解】ABD【剖析】加速度是指物體速度的變化量與發(fā)生這一變化所用時間的比值，反映的是速度變化的快慢，其數(shù)值由合外力與質(zhì)量共同決定，與速度的變化量無關(guān).速度大,速度的變化不一定快，故A錯誤；某一瞬時物體的速度為零，這一瞬時速度可以有變化率，物體可以受力，可以有加速度，如豎直上拋運動的最高點時速度為零，但加速度仍為重力加速度g,故B錯誤；若物體運動的速度大小不變、方向變化，物體也具有加速度，如勻速圓周運動，故C正確；加速度減小說明速度變化得慢，可以是速度增加得慢，也可以是減小得慢，故D錯誤.【答案】C,第2節(jié)勻變速直線運動規(guī)律,例1.(2008全國Ⅰ)(14分)如圖所示，已知O、A、B、C為同一直線上的四個點,AB間的距離為l1,BC間的距離為l2,一物體自O(shè)點由靜止出發(fā)，沿此直線做勻加速運動，依次經(jīng)過A、B、C三點，已知物體通過AB段與BC段所用的時間相等.求O與A的距離.,【點撥】畫出示意圖→設(shè)相關(guān)參量→選運動過程→選公式計算,【解析】滿分展示設(shè)物體的加速度為a，到達A點的速度為v0，通過AB段和BC段所用時間為t,則有l(wèi)1=v0t+at2/2①3分l1+12=2v0t+a(2t)2/2②3分聯(lián)立①②式得12-l1=at2③2分3l1-12=2v0t④2分設(shè)O與A的距離為l,則有l(wèi)=v20/(2a)⑤2分聯(lián)立③④⑤式得l=(3l1-12)2/8(12-l1).2分,1.一物體在與初速度方向相反的恒力作用下做勻變速直線運動，已知v0=20m/s，加速度大小a=5m/s2，求：(1)物體回到出發(fā)點所用的時間.(2)開始運動后6s末物體的速度.,【解析】（1）根據(jù)位移公式x=v0t-12at2，其中x=0，代入數(shù)據(jù)得t=8s.（2）根據(jù)速度公式vt=v0-at，其中t=6s，代入數(shù)據(jù)得vt=-10m/s，物體向負方向運動.,例2.一跳水運動員從離水面10m高的平臺上向上躍起，舉雙臂直體離開臺面，此時其重心位于從手到腳全長的中點，躍起后重心升高0.45m達到最高點，落水時身體豎直，手先入水，(在此過程中運動員水平方向的運動忽略不計)，從離開跳臺到手觸水面，他可用于完成空中動作的時間是s.(計算時，可以把運動員看做全部質(zhì)量集中在重心的一個質(zhì)點,g取10m/s2，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)【點撥】分析各段運動性質(zhì)→選全程或分段→選公式列方程,【解析】分段法：把運動員的運動分為上升和下降兩個過程，如圖所示.h1=1/2gt21,代入數(shù)據(jù)得t1=0.3sh0+h1=12gt22，代入數(shù)據(jù)得t2≈1.45s所以完成空中動作的時間t=t1+t2=1.75s.全程法：設(shè)運動時間為t，初速度為v0,上升高度為h1,以向下為正方向，則:v0t+1/2gt2=h0①(v0)2/2g=h1②聯(lián)立①②兩式，代入數(shù)據(jù)可得t≈1.75s.,2.某人在高層建筑的陽臺外側(cè)以v=20m/s的速度豎直向上拋出一個小石子.求拋出后石子經(jīng)過距離拋出點15m處所需的時間.(不計空氣阻力，g取10m/s2),【解析】若把石子的整個運動過程當作一個勻減速直線運動（即把上升到最高點后的自由下落階段也包含在其中）,取向上為正方向，則石子在拋出點上方的A點時，xA=15m，在拋出點下方的B點時，xB=-15m（注意此時的位移為負值），a=-g=-10m/s2，分別代入公式x=v0t+1/2at2可得兩個方程:15=20t+1/2(-10)t2①-15=20t+1/2(-10)t2②解①式可得t1=1s,t2=3s,解②式可得t3=(2+)s,t4=(2-)s,由于t4<0，所以不合題意，應舍去.這樣石子從拋出經(jīng)過“離拋出點15m處”時所用的時間分別為t1=1s,t2=3s,t3=(2+7)s.,例.一汽車在平直的公路上以v0=20m/s做勻速直線運動，剎車后，汽車以大小為a=4m/s2的加速度做勻減速直線運動，那么剎車后經(jīng)8s汽車通過的位移有多大？,【錯解】x=v0t-at2/2=208m-482/2m=32m.,【剖析】汽車剎車所用時間t=v0/a=20/4s=5s<8s，故剎車后汽車通過的路程x=v02/2a=202/24m=50m.【答案】50m,第3節(jié)運動圖象、追及相遇問題,例1.已知一汽車在平直公路上運動，它的位移—時間(x-t)圖象如圖甲所示．(1)根據(jù)圖甲在圖乙所示的位置坐標軸上標出A、B、C、D、E各點代表的汽車的位置.(2)求出汽車在前8h內(nèi)的路程和位移大?。?3)求出汽車在0~6h、6~8h的平均速度,【點撥】區(qū)分x-t圖象v-t圖象→分析各段的運動情況→讀取各段的位移和路程,【解析】(1)物體OA段做勻速運動，ＡＢ段靜止，BC段做勻速運動，CD段靜止，DE段反向勻速運動直到回到出發(fā)點，A、B、C、D、E各點代表的汽車的位置如下圖：,(2)路程s=200km，位移x=0.(3)汽車在0~6h的平均速度為v1=100/6km/h=16.7km/h;方向與規(guī)定正方向相同；6~8h的平均速度v2=100/2km/h=50km/h,方向與規(guī)定正方向相反.,1.(2009.廣東物理)某物體運動的速度圖象如圖，根據(jù)圖象可知()A.0-2s內(nèi)的加速度為1m/s2B.0-5s內(nèi)的位移為10mC.第1s末與第3s末的速度方向相同D.第1s末與第5s末的加速度方向相同,【解析】v-t圖象反映的是速度v隨時間t的變化規(guī)律，其斜率表示加速度，A正確；圖中圖象與坐標軸所圍成的梯形面積表示的是0-5s內(nèi)的位移為7m，在前5s內(nèi)物體的速度都大于零，即運動方向相同，C正確；0-2s加速度為正，4-5s加速度為負，方向不同.【答案】AC,2.(2008四川)A、B兩輛汽車在筆直的公路上同向行駛.當B車在A車前84m處時，B車速度為4m/s，且正以2m/s2的加速度做勻加速運動；經(jīng)過一段時間后，B車加速度突然變?yōu)榱?A車一直以20m/s的速度做勻速運動,經(jīng)過12s后兩車相遇.問B車加速行駛的時間是多少？【點撥】分析運動過程→列位移表達式→分析位移關(guān)系→求解時間,解析:設(shè)A車的速度為vA，B車原速度為vB，加速行駛時間為t，兩車在t0時相遇.則xA=vAt0①xB=vBt+1/2at2+(vB+at)(t0-t)②式中t0=12s，xA、xB分別為A、B兩車相遇前行駛的路程.依題意有xA=xB+x③式中x＝84m.由①②③式可得t2-2t0t+2［(vA-vB)t0-x］/a=0④代入題給數(shù)據(jù)vA=20m/s，vB=4m/s，a=2m/s2，有t2-24t+108=0⑤式中時間t的單位為s.解得t1=6s，t2=18s.t2＝18s不合題意，舍去.因此B車加速行駛的時間為6s.,2.汽車從靜止開始以3m/s2的加速度行駛，恰有一自行車以6m/s的速度從車邊勻速駛過.(1)小汽車從運動到追上自行車之前經(jīng)過多長時間兩者相距最遠？此時距離是多少？(2)汽車什么時候追上自行車，此時汽車的速度是多少？,【解析】(1)物理分析法：汽車開動時速度由零逐漸增大，而自行車速度是定值，當汽車速度還小于自行車速度時，兩者的距離越來越大，當汽車的速度大于自行車速度時，兩者距離越來越小，所以當兩車的速度相等時，兩車的距離最大，有v汽車=at=v自行車所以t=v自行車/a=2s，Δx=x自行車-x汽車=v自行車t-1/(2at2)=6m.極值法：設(shè)汽車追上自行車之前t時刻相距最遠.Δx=x自行車-x汽車=v自行車t-1/(2at2)=6t-32t2當t=-b/(2a)=2s時，Δx最大，Δxmax=6m.,圖象法畫出汽車和自行車的v-t圖象，當ts時兩車速度相等，v汽車=at=6,即t=2s時兩車的位移差最大Δx=1/226m=6m.(2)由（1）中的圖象法可知當t=4s時汽車追上自行車.此時v汽車=at=34m/s=12m/s.,例3.(2008寧夏)甲乙兩車在公路上沿同一方向做直線運動，它們的v-t圖象如圖所示.兩圖象在t=t1時相交于P點，P在橫軸上的投影為Q，ΔOPQ的面積為s.在t=0時刻，乙車在甲車前面，相距為d.已知此后兩車相遇兩次，且第一次相遇的時刻為t′，則下面四組t′和d的組合可能的是()A.t′＝t1,d=sB.t′=t1/2,d=s/4C.t′=t1/2,d=s/2D.t′=t1/2,d=3s/4,【點撥】(1)圖象與坐標軸所圍面積表示位移.(2)注意利用相遇時的位移關(guān)系與時間關(guān)系.【解析】由v-t圖象可知，圖象與坐標軸所圍成的“面積”表示某時刻的位移，當t′=1/2t1時，s甲=s,s乙=1/4s，故d=s-1/4s=3/4s,因此選項D正確.【答案】D,3.如圖所示，a、b分別表示先后從同一地點以相同的初速度做勻變速直線運動的兩個物體的速度圖象，則下列說法正確的是()A.4s末兩物體的速度相等B.4s末兩物體在途中相遇C.5s末兩物體的速率相等D.5s末兩物體相遇,【解析】由v-t圖象可知，t=4s時，a、b兩物體速度大小均為10m/s，但方向相反，故A選項錯誤.由圖象可求得在前4s內(nèi)a、b兩物體的位移相等，即a、b在t=4s時相遇，B選項正確，D選項錯誤.5s末，va=-20m/s，vb=0,它們速率不相等,C選項錯誤.【答案】B,例一質(zhì)點沿直線運動時的速度—時間圖線如圖所示，則以下說法中錯誤的是(),A.第1s末質(zhì)點的位移和速度都改變方向B.第2s末質(zhì)點的速度改變方向C.0~4s內(nèi)質(zhì)點的位移為零D.第3s末和第5s末質(zhì)點的位置相同,【錯解】B【剖析】該圖象為速度圖象，從圖線中可以直接從縱坐標軸上讀出速度，其正、負就表示速度方向，位移為速度圖線與坐標軸所圍圖形的“面積”，在坐標軸下方的“面積”為負.由圖中可直接看出，速度方向發(fā)生變化的時刻是第2s末、第4s末，而位移始終為正值，前2s內(nèi)位移逐漸增大，第3s、第4s內(nèi)又逐漸減?。?s末位移為零，以后又重復上述變化．0~3s內(nèi)與0~5s內(nèi)的位移均為0.5m.故選項B、C、D正確．只有A錯誤.【答案】A,實驗一研究勻變速直線運動,例.如圖是某同學研究勻變速直線運動時，從測得的若干紙帶中選中的一條紙帶的一部分，他每隔4個點取一個計數(shù)點，圖上注明了他對各計數(shù)點間距離的測量結(jié)果.所接電源是頻率為50Hz的交流電.,(1)為了驗證小車的運動是勻變速運動，請進行下列計算，填入表內(nèi)(單位：cm),各位移差與平均值最多相差____cm，由此可以得出結(jié)論：小車的運動是_______.(2)兩個相鄰計數(shù)點間的時間間隔Δt=____s.(3)物體的加速度的計算式a=____，加速度為a=____m/s2.(4)計算打計數(shù)點B時小車的速度v=____m/s.,(5)在圖中繪出v-t圖線，并確定物體的加速度a=____m/s2.,【解析】(1)數(shù)據(jù)表(單位：cm),由數(shù)據(jù)表分析可知：各位移差與平均值最多相差0.05cm，在誤差范圍內(nèi)相鄰相等時間內(nèi)的位移差近似相等，因此可以得出結(jié)論：小車的運動是勻變速直線運動.(2)該打點計時器所接的電源是頻率為50Hz的交流電，紙帶上的計數(shù)點每隔4個點取一個，即兩個相鄰計數(shù)點間有5段相等時間間隔，所以兩個相鄰計數(shù)點間的時間間隔為Δt=5150s=0.1s.,(3)用逐差法來計算加速度.a1=(x4-x1)/3Δt2，a2=(x5-x2)/3Δt2，a3=(x6-x3)/3Δt2，取平均值：=(a1+a2+a3)/3=[(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3)]/9Δt2.將數(shù)據(jù)代入上式即得加速度的值.a=[(7.57+9.10+10.71)-(2.80+4.40+5.95)]10-2/90.12m/s2=1.58m/s2.,(4)由于該物體做勻變速直線運動，因此，B計數(shù)點物體的速度等于AC段平均速度v=(x2+x3)/2Δt=（4.40+5.95）10-2/20.1m/s=0.5175m/s.也可以用OD間距離來計算v=（x1+x2+x3+x4）/4Δt.(5)分別計算出A、B、C、D、E點的速度，在圖中描點，然后畫一條斜線，使盡量多的點落在線上，如圖所示.,由以上數(shù)據(jù)計算得：vA=36.00cm/s，vB=51.75cm/s，vC=67.60cm/s，vD=83.35cm/s，vE=99.05cm/s.又根據(jù)加速度定義a=Δv/t，可以求出該斜線的斜率即為加速度，即a=1.576m/s2≈1.58m/s2.,例.用電磁打點計時器或電火花打點計時器打出的紙帶只能測定短距離過程中的速度.若要測定長距離過程中的速度，如測定某人在走路過程中的速度就不能用以上兩種打點計時器了.有人設(shè)計了一種簡易的“滴水計時器”，就可以粗略地測定人走路的速度.取一只飲料瓶，用縫衣針在瓶底鉆一大小適當?shù)男】?，在瓶中灌滿水，用手提著，使水均勻滴出,如圖所示.實驗中可用旋松、旋緊瓶蓋的方法開、關(guān)計時器,(1)測出計時器的滴水周期.(2)用計時器判定你在賽跑的不同階段的運動性質(zhì).(3)測定你在勻速步行時的速度.,【解析】(1)從某滴水滴下開始計時，用停表測出滴n滴水的總時間t(n取30或50)，則計時器的滴水周期為T=t/n.(2)起跑階段滴在跑道上的水滴之間的距離越來越大，表明做加速運動；中間階段水滴之間的距離較大且近似相等，表明做速度較大的勻速運動；通過終點后水滴之間的距離越來越小，表明做減速運動.(3)取勻速步行時滴水計時器滴在地上的N個清晰的滴水點，測出這N個點之間的距離x，再除以滴這N滴水所用時間，則為步行時的速度為v=x/t=x/(N-1)T.,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,