2019-2020年高中物理 2.3從自由落體到勻變速直線運(yùn)動(dòng) 學(xué)案 粵教版必修1.doc
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2019-2020年高中物理 2.3從自由落體到勻變速直線運(yùn)動(dòng) 學(xué)案 粵教版必修1 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1、知識(shí)與技能 (1)理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度、位移公式。 (2)會(huì)應(yīng)用公式進(jìn)行簡單的分析和計(jì)算。 2、過程與方法 經(jīng)歷有特殊到一般的推理過程,體會(huì)科學(xué)科研方法。 3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 (1)了解伽利略的研究過程,體會(huì)人類對(duì)自然世界的探究思想和方法。 (2)在探究過程中,培養(yǎng)良好的分析問題、解決問題的習(xí)慣。 【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式、位移公式和有用的推論。 【知識(shí)要點(diǎn)】 自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律: 特點(diǎn):v0=0 加速度g=9.8m/s2(常量) 一、 勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度公式 vt=v0+at 勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式 s=v0t+1/2at2 二、理解:(1)s、a、v0、vt,均為矢量 (2)公式只適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng) (3)當(dāng)初速度為0時(shí),公式變?yōu)? 【問題探究】 一輛公交汽車進(jìn)站停車做勻減速直線運(yùn)動(dòng),初速度為20m/s,加速度大小為4m/s2,求(1)汽車從開始減速起2s內(nèi)的位移?(2)汽車從開始減速起6s內(nèi)的位移是多少? [解析]:汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng),以初速度v0方向?yàn)檎较蚣铀俣葹樨?fù),即a=—4m/s2。又知v0=20m/s、t=2s,由位移公式x==20m/s2s +(—4 m/s2)(2s)2 = 32m。 汽車從開始減速起6s內(nèi)的位移是多少? 有個(gè)同學(xué)這樣來求,你如何評(píng)價(jià)? x==20m/s6s +(—4 m/s2)(6s)2 = 48m。即汽車在6秒內(nèi)的位移為48m。 點(diǎn)拔:像汽車剎車、火車進(jìn)站、飛機(jī)著陸等實(shí)際的減速直線運(yùn)動(dòng),在速度減為零后將停止運(yùn)動(dòng),要注意物體做減速運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。此題中汽車剎車總時(shí)間為=s = 5s<6s,5s后汽車已停下, 汽車在6秒內(nèi)的位移就等于5s內(nèi)的位移,即x==20m/s5s +(—4 m/s2)(5s)2 = 50m。 【典型例題】 一艘快艇以2m/s2的加速度在海面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),快艇的初速度是6m/s,求這艘快艇在8s末的速度和8s內(nèi)經(jīng)過的位移。 分析:該快艇做勻加速直線運(yùn)動(dòng),它的運(yùn)動(dòng)情況滿足勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律,已知加速度、初速度和運(yùn)動(dòng)的時(shí)間這三個(gè)物理量后,可以直接得出結(jié)果。加速度和速度都有方向,解決問題的過程中必須選取一個(gè)正方向。 解:選取初速度方向?yàn)檎较颉R蚩焱ё鰟蚣铀僦本€運(yùn)動(dòng),根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律 代入數(shù)據(jù),可得快艇在8s末的速度為 vt=22m/s 快艇在8s內(nèi)發(fā)生的位移為 s=112m 即這艘快艇在8s末的速度為22m/s,8s內(nèi)經(jīng)過的位移是112m。 【規(guī)律總結(jié)】 運(yùn)用規(guī)律解題時(shí)的步驟 (1)審查題意,構(gòu)建模型;(2)設(shè)定方向,寫出條件;(3)依據(jù)公式,文字運(yùn)算;(4)代入數(shù)據(jù),數(shù)字運(yùn)算;(5)結(jié)果分析,完善答案. 【當(dāng)堂反饋】 1、關(guān)于速度和加速度的關(guān)系,下列說法正確的是( ) A、速度變化得快,加速度大 B、速度變化的多,加速度大 C、加速度方向保持不變,速度方向也保持不變 D、加速度大小不斷變小,速度大小也不斷變小 2.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,它的加速度是a,在時(shí)間t內(nèi)的位移是S,末速度是V . 則a、t、S、V之間的關(guān)系為( ) A. B. C. D. 3.一小球沿斜面以恒定加速度滾下,依次通過A、B、C三點(diǎn),已知AB=6m,BC=10m,小球通過AB、BC所用時(shí)間均是2s,則小于通過A、B、C三點(diǎn)時(shí)的速度分別是( ) A. 2m/s, 3m/s, 4m/s B. 2m/s, 4m/s, 6m/s C. 3m/s, 4m/s, 5m/s D. 3m/s, 5m/s, 7m/s 4.某作勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體,設(shè)它運(yùn)動(dòng)全程的平均速度是v1,運(yùn)動(dòng)到中間時(shí)刻的速度是v2,經(jīng)過全程一半位置時(shí)的速度是v3,則下列關(guān)系中正確的是 ( ) A.v1>v2>v3 B.v1<v2=v3 C.v1=v2<v3 D.v1>v2=v3 5.由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體,當(dāng)經(jīng)過S位移的速度是v,那么位移為4S時(shí)的速度是( ) A.2v B.4v C.3v D.1.5v 6.由于剎車,汽車以10 m/s開始做勻減速直線運(yùn)動(dòng),若第1 s內(nèi)的平均速度是9 m/s,則汽車前6 s內(nèi)的位移是_______ m. 7.物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),它在第2 s內(nèi)的位移為3 m,第8 s內(nèi)的位移為12 m,則它的加速度為_______ m/s2,它在第1 s末的速度為_______ m/s. 8.物體從長1 m的斜面頂端由靜止開始勻加速下滑,經(jīng)0.5s到達(dá)斜面的中點(diǎn)。 求: ⑴物體從斜面頂端滑到底端所用的總時(shí)間t ⑵物體滑至斜面底的速度v的大小。 9.一物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng),初速度為12m/s,加速度為-2m/s2.該物體在某1s內(nèi)的位移為6m,此后它還能運(yùn)動(dòng)多遠(yuǎn)? 10.把長為s的平直公路分成n等份,一輛汽車從始端由靜止出發(fā),以加速度a運(yùn)動(dòng),當(dāng)它到達(dá)每一等份末端時(shí),加速度增加a/n,則汽車到達(dá)終點(diǎn)站B時(shí)的速度是多少? 【參考答案】 1A 加速度表示速度變化的快慢,是否加速、減速要看加速度與速度的方向關(guān)系,而不是加速度的大小和變化。2.D 3 B 4.C 5.A 6.【解析】設(shè)1 s末的速度為v,則=9,所以v=8 m/s,所以a=2 m/s2,減速為零時(shí)間t= s=5 s,所以s=105 m-252 m=25 m. 7.【解析】設(shè)物體的初速度為v0,加速度為a,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式vt=v0+at和位移與平均速度間關(guān)系s=t得: 第1 s末的速度為v1=v0+a1=v0+a, 第2 s末的速度為v2=v0+a2=v0+2a 第7 s末的速度為v7=v0+a7=v0+7a 第8 s末的速度為v8=v0+a8=v0+8a 在第2 s內(nèi)有:3= ① 在第8 s內(nèi)有:12= ② 解①②式得:v0=0.75 m/s,a=1.5 m/s2 則第1 s末的速度為:2.25 m/s. 9. 解析:設(shè)物體在第ts內(nèi)的位移為6m,則: s1=v0(t-1)+a(t-1)2,s2=v0t+at2,s2-s1=6m,t=3.5s, vt=12-23.5m/s=5m/s,s=m=6.25m. 10. 解析:依題意有:第一段的末速度v12-0=2as 第二段的末速度:v22-v12=2(a+) 第三段的末速度:v32-v22=2(a+) …… 第n段的末速度:vn2-vn-12=2[a+] 以上n個(gè)式子累加得: vn2=2a[]= 即:vB=. 【達(dá)標(biāo)訓(xùn)練】 1. 關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng),下面說法正確的是 ( ) A. 它是豎直向下,v0=0,a=g的勻加速直線運(yùn)動(dòng) B. 在開始連續(xù)的三個(gè)1s內(nèi)通過的位移之比是1∶3∶5 C. 在開始連續(xù)的三個(gè)1s末的速度大小之比是1∶2∶3 D. 從開始運(yùn)動(dòng)起依次下落4.9cm、9.8cm、14.7cm,所經(jīng)歷的時(shí)間之比為1∶∶ 2. 一輛農(nóng)用“小四輪”漏油,假如每隔l s漏下一滴,車在平直公路上行駛,一位同學(xué)根據(jù)漏在路面上的油滴分布,分析“小四輪”的運(yùn)動(dòng)情況(已知車的運(yùn)動(dòng)方向)。下列說法中正確的是 ( ) A. 當(dāng)沿運(yùn)動(dòng)方向油滴始終均勻分布時(shí),車可能做勻速直線運(yùn)動(dòng) B. 當(dāng)沿運(yùn)動(dòng)方向油滴間距逐漸增大時(shí),車一定在做勻加速直線運(yùn)動(dòng) C. 當(dāng)沿運(yùn)動(dòng)方向油滴間距逐漸增大時(shí),車的加速度可能在減小 D. 當(dāng)沿運(yùn)動(dòng)方向油滴間距逐漸增大時(shí),車的加速度可能在增大 3. 一物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng),初速度為10m/s,加速度大小為1m/s2,則物體在停止運(yùn)動(dòng)前l(fā)s內(nèi)的平均速度為( ) A. 5.5 m/s B.5 m/s C. l m/s D.0.5 m/s 4. 如圖所示是物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,從t=0開始,對(duì)原點(diǎn)的位移最大的時(shí)刻是( ) A.t1 B.t2 C.t3 D.t4 5. 一物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在第1個(gè)t s內(nèi)位移為x1;,第2個(gè)t s內(nèi)位移為x2,則物體在第1個(gè)t s末的速度是( ) A.(x2-x1)/t B.(x2+x1)/t C.(x2-x1)/2t D.(x2+x1)/2 t 6. 一個(gè)物體自靜止開始做加速度逐漸變大的加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過時(shí)間t,末速度為vt,則這段時(shí)間內(nèi)的位移 ( ) A. x < vtt /2 B.x = vtt /2 C. x > vtt /2 D.無法確定 7. P、Q、R三點(diǎn)在同一條直線上,一物體從P點(diǎn)靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過Q 點(diǎn)的速度為v,到R點(diǎn)的速度為3v,則PQ∶QR等于 ( ) A.l∶8 B.l∶6 C.l∶5 D.1∶3 8. 一輛汽車從車站以初速度為零勻加速直線開去,開出一段時(shí)間之后,司機(jī)發(fā)現(xiàn)一乘客未上車,便緊急剎車做勻減速運(yùn)動(dòng).從啟動(dòng)到停止一共經(jīng)歷t=10 s,前進(jìn)了15m,在此過程中,汽車的最大速度為( ) A.1.5 m/s B.3 m/s C.4 m/s D.無法確定 9. 汽車正在以 10m/s的速度在平直的公路上前進(jìn),在它的正前方x處有一輛自行車 以4m/s的速度做同方向的運(yùn)動(dòng),汽車立即關(guān)閉油門做a = - 6m/s2的勻變速運(yùn)動(dòng),若汽車恰好碰不上自行車,則x的大小為 ( ) A.9.67m B.3.33m C.3m D.7m 10. 一小球沿斜面勻加速滑下,依次經(jīng)過A、B、C三點(diǎn)。已知AB=6cm,BC=10cm,小球經(jīng)過AB和BC兩段所用的時(shí)間均為2s,則小球經(jīng)過A、B、C三點(diǎn)時(shí)的速度大小分別是( ) A.2 m/s,3 m/s,4 m/s B.2 m/s,4 m/s,6 m/s C.3 m/s,4 m/s,5 m/s D.3 m/s,5 m/s,7 m/s 11. 汽車剎車后,停止轉(zhuǎn)動(dòng)的輪胎在地面上發(fā)生滑動(dòng),可以明顯的看出滑動(dòng)的痕跡,即常說的剎車線,由剎車線長短可以得知汽車剎車前的速度大小,因此剎車線的長度是分析交通事故的一個(gè)重要依據(jù)。若汽車剎車后以7 m/s2的加速度運(yùn)動(dòng),剎車線長14m,則可知汽車在緊急剎車前的速度的大小是 m/s。 12. 從車站開出的火車,做勻加速運(yùn)動(dòng),最初一分鐘行540m,那么它在最初10s行駛 m。 13. 汽車在水平公路上自A向B作勻減速直線運(yùn)動(dòng)停于B點(diǎn),初速度為3m/s,加速度為0.4m/s2。若汽車在某1s內(nèi)通過了0.4m的位移,則在這1秒前汽車已運(yùn)動(dòng)了 s。 14. 一物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻速度大小為4m/s,經(jīng)過1s后的速度的大小為10m/s,那么在這1s內(nèi),物體的加速度的大小可能為 15.在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電的頻率為50 Hz,記錄小車運(yùn)動(dòng)的紙帶如圖所示,在紙帶上選擇0、1、2、3、4、5的6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出,紙帶旁并排放著帶有最小分度為毫米的刻度尺,零點(diǎn)跟“0”計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)齊,由圖可以讀出三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)1、3、5跟0點(diǎn)的距離填入下列表格中. 距離 d1 d2 d3 測量值/cm 計(jì)算小車通過計(jì)數(shù)點(diǎn)“2”的瞬時(shí)速度為v2 =______ m/s.小車的加速度是a =______ m/s2. 16.一物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),初速度為0.5 m/s,第7 s內(nèi)的位移比第5 s內(nèi)的位移多4 m,求: (1)物體的加速度 (2)物體在5 s內(nèi)的位移 17.跳傘運(yùn)動(dòng)員做低空跳傘表演,他離開飛機(jī)后先做自由落體運(yùn)動(dòng),當(dāng)距離地面 125 m時(shí)打開降落傘,傘張開后運(yùn)動(dòng)員就以14.3 m/s2的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng),到達(dá)地面時(shí)速度為5 m/s,問: (1)運(yùn)動(dòng)員離開飛機(jī)時(shí)距地面的高度為多少? (2)離開飛機(jī)后,經(jīng)過多少時(shí)間才能到達(dá)地面?(g=10 m/s2) 【達(dá)標(biāo)訓(xùn)練參考答案】 1.ABC 2.ACD 3.D 4.B 5.D 6.C 7.A 8.B 9.C 10.B 11. 14 12. 15 13. 6 14. 6m/s或14m/s 解析:本題考查速度、加速度的矢量性。經(jīng)過1s后的速度的大小為10m/s,包括兩種可能的情況,一是速度方向和初速度方向仍相同,二是速度方向和初速度方向已經(jīng)相反。取初速度方向?yàn)檎较?,則1s后的速度為vt =10m/s 或vt = -10m/s 由加速度的定義可得m/s或m/s。 答案:6m/s或14m/s 點(diǎn)評(píng):對(duì)于一條直線上的矢量運(yùn)算,要注意選取正方向,將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。 15. d1=1.20 cm d2=5.40 cm d3=12.00 cm v2=0.21 m/s a=0.60m/s2 16. 利用相鄰的相等時(shí)間里的位移差公式:Δs=aT2,知Δs=4 m,T=1 s. a= =m/s2=2m/s2.再用位移公式可求得s5=v0t+at2=(0.55+252) m=27.5 m 17. (1)運(yùn)動(dòng)員打開傘后做勻減速運(yùn)動(dòng),由v22 - v12 =2as2可求得運(yùn)動(dòng)員打開傘時(shí)的速度為v1=60 m/s,運(yùn)動(dòng)員自由下落距離為s1=v12/2g=180 m,運(yùn)動(dòng)員離開飛機(jī)時(shí)距地面高度為s=s1+s2= 305 m.(2)自由落體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1 == 6 s,打開傘后運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2==3.85 s,離開飛機(jī)后運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t=t1+t2=9.85 s 【反思】 收 獲 疑 問- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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