必修1 第二章 匀变速直线运动研究ppt

1、第二章第二章匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究第一节第一节 实验：实验：探究小车速度随时间探究小车速度随时间变化的规律变化的规律（测加速度）（测加速度）一一 实验器材：实验器材：电火花计时器、纸带、小车、钩码、电火花计时器、纸带、小车、钩码、长木板、刻度尺长木板、刻度尺二二 实验步骤实验步骤放木板，调滑轮，固定打点计时器，连接放木板，调滑轮，固定打点计时器，连接电路电路 穿纸带，挂钩码穿纸带，挂钩码 先接通电源，再放小车先接通电源，再放小车，打完后立即关，打完后立即关电源。电源。 换纸带，再做一次换纸带，再做一次.实验注意点1固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。2滑轮不能过高

2、,细绳应与木板平行.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，后释放纸带5打点结束后立即关闭电源三、数据处理三、数据处理位置012345时间/s0v/ms-101234560.10.20.30.40.51、列表、列表2、作、作v - t 图图： 根据所得数据，选择合适的标度建系（图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积） 根据所得数据确定点的位置,观察和思考点的分布规律。 “拟合”图象：从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上，画出一条直线，让尽可能多的点处在这条直线上，其余均匀分布，去掉偏差太大的点思考 为什么画出的是一

3、条直线？ 若某个点明显偏离直线，可能是什么原因及怎样处理？ 从图上可以看出小车的速度随时间怎样变化？第二节第二节 匀变速直线运匀变速直线运动的动的v v与与t t的关系的关系回顾：回顾：匀速直线运动匀速直线运动的的v-tv-t图图Vt0Vt0Vt0匀变速匀变速一、匀变速直线运动一、匀变速直线运动1、定义、定义:沿一条直线，且加速度不变的运动。沿一条直线，且加速度不变的运动。 匀加速匀加速匀减速匀减速2、匀变速直线运动的加速度、匀变速直线运动的加速度 注意：定正方向，注意：定正方向，a有正有负有正有负思考：思考：a为正，是否代表加速运动？为正，是否代表加速运动？2、速度公式是矢量式、速度公式是矢

4、量式:必须规定正方向必须规定正方向与正方向相同的矢量为正值与正方向相同的矢量为正值 反反 负值负值1、公式：、公式： vt=v0+at二、速度与时间的关系：二、速度与时间的关系：例例1、汽车以、汽车以10m/s的速度匀速行驶，现以的速度匀速行驶，现以2m/s2的加速度加速，的加速度加速， 10s后速度能达到多少？后速度能达到多少？解：以初速度方向为正解：以初速度方向为正t方向方向(2)(2)加速后经过多长时间汽车的速度达到加速后经过多长时间汽车的速度达到20m/s20m/s？ v v1 1= =v v0 0+ +atat1 1v v0 0 =10m/s a=2m/s2 t1=10sv v1 1

5、= =10+210+21010=30m/s=30m/s(1)(2) v v2 2=5s=5s例题例题2、汽车在紧急刹车时，加速度、汽车在紧急刹车时，加速度的大小是的大小是6m/s2，若必须在，若必须在2s内停下内停下来，汽车的行驶速度最高不能超过来，汽车的行驶速度最高不能超过多少？多少？解：以汽车初速度解：以汽车初速度v0方向为正方向方向为正方向vt=v0+atv v0 0=v=vt t-at-at=0 -=0 -（-6-6） 2 2 v vt t=0 a=-6m/s2 t=2sv v0 0= =12m/S12m/S例题例题3、某汽车正以、某汽车正以12m/s的速度在路面上匀速的速度在路面上匀

6、速行驶，前方出现紧急情况需刹车，加速度大小行驶，前方出现紧急情况需刹车，加速度大小是是6m/s2，求汽车，求汽车5s末的速度。末的速度。解：以初速方向为正方向解：以初速方向为正方向 则则v=v0+atV=12+(-6) 5=-18m/s即即2s末汽车已刹车完毕，所以末汽车已刹车完毕，所以5末时汽车已静止状末时汽车已静止状态，即速度为零。态，即速度为零。解解2：判断：速度减为零需要：判断：速度减为零需要 即即2s末汽车已刹车完毕，所以末汽车已刹车完毕，所以5末时汽车已静止状末时汽车已静止状态，即速度为零。态，即速度为零。加速度越来越大的加速直线运动加速度越来越大的加速直线运动 若若v-t是曲线，

7、则某点切线的斜率表示该时刻的加是曲线，则某点切线的斜率表示该时刻的加速度。速度。表示什么运动？表示什么运动？第三节 匀变速直线运动的位移与时间关系一、匀速直线运动的位移一、匀速直线运动的位移x=vt v t v t 图中位移为图图中位移为图像与像与t t轴所夹的矩形轴所夹的矩形“面积面积”。 公式公式法法图象图象法法v/ms-1t/s2641083 45 6021甲甲-2-4x正半轴的面积表示位移的正半轴的面积表示位移的方向为正，反之为负方向为正，反之为负乙乙匀变速直线运动的位移匀变速直线运动的位移与它的与它的v vt t图象是否也图象是否也有类似的关系？有类似的关系？v/m/s0204051

8、01530t/s5010v/m/s020405101530t/s5010从从v v- -t t图象中探究匀变速直线运动的位移图象中探究匀变速直线运动的位移分割分割v/m/s020405101530t/s5010匀变速直线运动的位匀变速直线运动的位移仍可用图线与坐标移仍可用图线与坐标轴所围的面积表示轴所围的面积表示结论结论二、匀变速直线运动的位移二、匀变速直线运动的位移已知已知v0、a、t，推，推导导x的公式：的公式：位移公式：位移公式：注意：注意：0 0、x x均为矢量，使用公式均为矢量，使用公式时应先规定正方向。时应先规定正方向。（一般默认以（一般默认以0 0的的方向为正方向，若物体做匀加速

9、运动方向为正方向，若物体做匀加速运动,a,a取正值取正值, ,若物体做匀减速运动若物体做匀减速运动, ,则则a a取负取负值值. . ）2021xattv解：以汽车运动的初速解：以汽车运动的初速v v0 0为正方向为正方向2021xattv23a21183362-4m/sa 例：汽车以例：汽车以18m/s的速度行驶，刹车后的三秒的速度行驶，刹车后的三秒内走了内走了36米未停，求（米未停，求（1）加速度（）加速度（2）刹车后）刹车后10秒内的位移？秒内的位移？ V V0 0=18m/s=18m/s，t=3st=3s，x=36mx=36m（1）av-0t04.5s4-18-0t（2）判断判断10s

10、已经停下，运动时间为已经停下，运动时间为4.5s2021xattv24.5）4-（214.518x40.5mx 第四节 匀变速直线运动的规律2021xattvatvv0t消去消去taxvvt22021、速度与位移关系、速度与位移关系解：以汽车运动的初速解：以汽车运动的初速v v0 0为正方向为正方向x）4-（218-0240.5mx 例：汽车以例：汽车以18m/s的速度行驶，刹车后的速度行驶，刹车后a大小为大小为4m/s2，求：刹车到停止能滑行多远？，求：刹车到停止能滑行多远？ V V0 0=18m/s=18m/s，a=-4ma=-4m， V Vt t=0m/s=0m/s（1）axvvt220

11、2txv2、匀变速的平均速度、匀变速的平均速度2vvt02tVt/2t/22vvt0匀变速的平均速度等于这段时间中点时刻的瞬时时速度匀变速的平均速度等于这段时间中点时刻的瞬时时速度匀变速的平均速度等于这段时间中点时匀变速的平均速度等于这段时间中点时刻的瞬时时速度刻的瞬时时速度DF的平均速度即为的平均速度即为E的瞬时速度的瞬时速度解：解：例：一物体作匀加速直线运动，已知在通例：一物体作匀加速直线运动，已知在通过两段连续相等的位移过两段连续相等的位移x x30m30m所用的时间所用的时间分别为分别为t t1 13s3s、t t2 22s2s，求加速度，求加速度 smtxv/1033011smtxv

12、/1523022212/215 . 11015smtvva2xaT3、推论一：匀变速直线运动的物体在、推论一：匀变速直线运动的物体在连续相等的时间内通过的相邻两段位连续相等的时间内通过的相邻两段位移之差移之差x是恒定的是恒定的2122122221121)(2121aTxxxaTTaTvaTTvxaTTvx3、推论二：初速度为、推论二：初速度为0的匀变速直线的匀变速直线运动的一些规律运动的一些规律在连续相等的时间内位移之比为奇在连续相等的时间内位移之比为奇数比数比x1：x2：x3：.=1：3：5：通过连续相等位移的时间比为通过连续相等位移的时间比为.:23:12:1132123211212211

13、2136)(21324)(212221taxttttttaxtaxttttaxaxtatx一名观察者站在火车前端的站台上，火车匀一名观察者站在火车前端的站台上，火车匀加速从静止开始出战，第一节车厢从他身边加速从静止开始出战，第一节车厢从他身边经过历时经过历时8s，问（，问（1）16s内共有几节车厢内共有几节车厢通过（通过（2）第）第4节车厢通过他的身边需要多节车厢通过他的身边需要多长时间？长时间？4节车厢通过节车厢通过 2.1s 秋天，一个美丽的季节，果实沉甸甸地挂在树上，人们还来不及采摘就迫不及待的掉下来了第五节第五节 自由落体运动自由落体运动 问题：思考：落体运动的运动快慢与什么因素有关？

14、思考：落体运动的运动快慢与什么因素有关？是重的物体是重的物体下下落的快还是轻的物体落的快还是轻的物体下下落得快？落得快？ 实验实验 ：取两张质量一样的纸片，将其中一张纸取两张质量一样的纸片，将其中一张纸片揉成团，让它们从等高处同时下落。片揉成团，让它们从等高处同时下落。重力相同的两个物体下落快慢可重力相同的两个物体下落快慢可能不同能不同 结论：结论： 实验探究实验探究 牛顿管牛顿管 视频，视频，23分分牛顿管实验 真相大白：原来整个事情的元凶就是：原来整个事情的元凶就是： 结论：结论：无无空气阻力时，空气阻力时，落体落体运动快慢与质量无关。运动快慢与质量无关。空气阻力空气阻力1、仅在重力作用下

15、，从静止开始下落仅在重力作用下，从静止开始下落2、特点：、特点：V0=0a=g一、自由落体一、自由落体3、应用：、应用：测反应时间测反应时间H=gt2/2研究：研究：4 4、实验验证：、实验验证：自由落体运动是初速度为零的匀自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动加速直线运动频闪照片频闪照片10246812141618A(0.54cm)B(2.18cm)C(4.90cm)D(8.71cm)E(13.61cm)F(19.60cm)SSSSS若若S S-S-S =S =S-S-S= =S S-S=S-S=S-S=-S=S S在在 误差范围内是定值，误差范围内是定值， 说明此运动为匀加速运动说明此运

16、动为匀加速运动10246812141618A(0.54cm)B(2.18cm)C(4.90cm)D(8.71cm)E(13.61cm)F(19.60cm)SSSSS取点取点ABCDEF 连续相等时间内连续相等时间内的位移（的位移（cm)S =1.64S =2.72S =3.81S=4.90S=5.99连续相等时间内连续相等时间内的位移差（的位移差（cm)S-S=1.08S-S=1.09S-S=1.09初速度为零的匀加速直线运动。初速度为零的匀加速直线运动。规律规律S-S=1.09五、自由落体加速度五、自由落体加速度g（重力加速度）（重力加速度）1 1、在同一地点，自由落体运动的加速度都相等。、

17、在同一地点，自由落体运动的加速度都相等。2 2、大小：一般取、大小：一般取 g=9.8m/sg=9.8m/s2 2 ， 近似取近似取g=10m/sg=10m/s2 2 。3 3、方向：竖直向下、方向：竖直向下4 4、在地球上的不同地方、在地球上的不同地方g g不同不同赤道：g=9.780m/s2北京：g=9.801m/s2北极：g=9.832m/s2随纬度升高，重力加速度增大。莫斯科：g=9.816m/s2 六、自由落体运动的公式六、自由落体运动的公式tgvt=221=tghhgvt2=2a gx x h h 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，

18、所以，匀变速直线运动公式也适用于自由落体运所以，匀变速直线运动公式也适用于自由落体运动。动。v vo o 0 0第六节第六节 伽利略对自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究的研究他他是是谁？谁？ 他的全部作品有47部留存。 他的著作包括天文学、 动物学、地理学、地质学、 物理学、解剖学、生理学、 伦理学、心理学、经济学、 政治学、修辞学、美学。 恩格斯称他是“最博学的人”。 名言：“吾爱吾师，吾更爱真理” 物体下落的快慢是由物体的重力决定的，物体越物体下落的快慢是由物体的重力决定的，物体越重下落越快。重下落越快。 绵延两千年的错误绵延两千年的错误亚里士多德认为亚里士多德认为伽利略（伽利略（15

19、64-16421564-1642） 意大利意大利物理学家、天文学家物理学家、天文学家 伽利略是怎样论证亚里士多德伽利略是怎样论证亚里士多德 的观点是错误的？的观点是错误的？逻辑的力量（佯谬）V V1 1=8=8V V2 2=4=4整体整体速度速度8矛盾矛盾可能可能: :重物与轻物应该下落得同样快重物与轻物应该下落得同样快猜猜想想与与假假说说速度是均匀变化的速度是均匀变化的例如，每过例如，每过1s，速度的变化，速度的变化量都是量都是2m/s例如，每下落例如，每下落1m，速度的变化，速度的变化量都是量都是2m/s实验验证tv 2xt实验验证伽伽利利略略设设计计的的斜斜面面实验验证1x2x3x数据分

20、析数据分析312222123xxxttt 小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动光滑斜面的倾角保持不变,从不同位置让小球滚下,记录小球通过的位移x及所用的时间t不断地增大斜面的倾角不断地增大斜面的倾角,重复上述的实验重复上述的实验,说明说明: 小球做匀变速运动的加速度随斜面小球做匀变速运动的加速度随斜面倾角的增大而变大，但都是匀变速直线运动倾角的增大而变大，但都是匀变速直线运动合合 理理 外外 推推实实验验验验证证 质量不同小球同一斜面下落，加速度相同 增大斜面倾角，加速度变大,质量不同小球加速度仍相同合合理理外外推推 质量不同小球同一斜面下落，加速度

21、相同 增大斜面倾角，加速度变大 倾角很大，接近落体运动 倾角90,就是自由落体运动！伽利略研究自由落体运动的过程伽利略研究自由落体运动的过程对现象的对现象的一般观察一般观察提出提出假设假设运用逻辑运用逻辑(包括数学包括数学)得到推论得到推论实验实验验证验证推论推论对假设进对假设进行修正和行修正和推广推广启发探索科学探索科学,追求真理的精神追求真理的精神;克服重重困难的决心克服重重困难的决心;科学思想方法科学思想方法;合理外推的勇气合理外推的勇气.十十大大最最美美丽丽物物理理实实验验 对话哦，亲爱的开普勒，我多么希望我们能在一起纵情大笑！帕多瓦这里有一位首席哲学教授，我一再急切地请求他用我的望远

22、镜看看月亮和行星，他却固执地拒绝了。你要是在这里该多好啊！我们会对这种愚蠢透顶的行为怎样地大笑啊！而且听听这位比萨哲学教授在大公面前唠唠叨叨的逻辑论证吧，就好像这些新行星是用魔法咒语从天上召唤出来似的。伽利略致开普勒的一封信，批评帕多瓦哲学教师利布里，他甚至拒绝通过伽利略的望远镜观察新发现的木星的卫星利布里在世时不愿意看我的这些天上的小东西；既然现在他已经到了天国，也许愿意看了。伽利略对利布里的进一步批评，利布里在望远镜事件之后不久就去世了。专题：匀变速直线运动规律的应用专题：匀变速直线运动规律的应用1、相遇、相遇同时在同位置同时在同位置例：甲乙两辆车，甲车作速度为例：甲乙两辆车，甲车作速度为5m/s的匀的匀速直线运动，经过静止的乙车，离开乙车速直线运动，经过静止的乙车，离开乙车100m的时候，乙车开始以的时候，乙车开始以1m/s2的加速度的加速度做匀变速直线运动追赶甲车，问：做匀变速直线运动追赶甲车，问：（1）乙车出发后多长时间才能追上甲车？）乙车出发后多长时间才能追上甲车？（2）甲乙相遇之前它们之间的最大距离是）甲乙相遇之前它们之间的最大距离是多少？多少？ 最大距离出现在：最大距离出现在：速度相同的时刻速度相同的时刻20s 112.5m2、不相撞、不相撞同时在同位置同时在同位置且后车速度小等于前车速度，且后车速度小