第二课直线运动规律的应用实验

第二课直线运动规律的应用实验知识梳理１自由落体运动的物理学发展史（１）研究物体下落的快慢亚里士多德提出了“_______________________________”．而伽利略推翻了亚里士多德结论，提出“_____________________________”．（２）研究自由落体运动的性质伽利略通过斜面实验，运用极端思维方法，并根据ｓⅠ∶ｓⅡ∶ｓⅢ∶…＝１∶３∶５∶…或ｓ∝ｔ２进行判断，提出“____________________________”．重的物体下落快，轻的物体下落慢的结论物体下落的快慢与轻重没有关系自由落体运动是匀加速直线运动知识梳理２自由落体运动及规律自由落体运动是在忽略下落物体所受的空气阻力，认为物体只受重力作用情况下的运动形式，它是一种理想化的运动模型．它是初速度为____、加速度为_________的匀加速度直线运动．（１）基本规律：速度公式为ｖｔ＝___________；位移公式为ｈ＝__________；速度、位移关系式为ｖ２ｔ＝_________．（２）推导规律：在连续相等时间内的位移之差总相等，即ｓ２－ｓ１＝ｓ３－ｓ２＝…＝_________；连续相等时间内的位移之比，即ｓ１∶ｓ２∶ｓ３∶…＝______________；连续相等时间末时刻的瞬时速度比，即ｖ１∶ｖ２∶ｖ３∶…＝__________．零重力加速度gt2ghgT21∶3∶5∶…1∶2∶3∶…知识梳理３实验与探究：研究匀变速直线运动（１）打点计时器当交流电的频率为５０Ｈｚ时，打点计时器每隔______打一次点，即打出的纸带上每相邻两点间的间隔是________，电磁打点计时器工作电压为________________，电火花打点计时器工作电压_________________．（２）利用纸带数据对物体运动性质的判断方法：若_________________________________________________，则物体做匀变速直线运动．0.02s0.02s４～６Ｖ交流电压２２０Ｖ交流电压任意两个连续相等的时间内的位移差Δｓ在误差允许范围内为定值知识梳理疑点导悟１．生：位移－时间图象反映哪些物理意义？师：（１）位移－时间图线上“点”对应有横坐标和纵坐标，横坐标值表示某时刻、纵坐标值表示该时刻的质点所处位置；如图２－１所示，图线在纵轴上交点（０，３）表示质点ｔ１＝０时刻初位置在位置轴的ｘ１＝３ｍ处，在ｔ２＝４ｓ时刻位置在ｘ２＝－３ｍ处；如图２－２所示，图线在横轴上两个交点表示ｔ１＝０和ｔ２＝４ｓ时刻都在位置轴的坐标原点．（２）位移－时间图线上“线段”可表示位移与时间之间关系．如图２－１所示，０－４ｓ内质点位移ｓ＝－６ｍ；如图２－２所示，０－４ｓ内质点位移ｓ＝０

知识梳理疑点导悟（３）位移－时间图线的斜率表示速度．斜线的绝对值表示速度大小，斜率的符号表示速度方向．如图２－１所示，质点沿负方向以1.5ｍ／ｓ的速度做匀速运动；如图２－２所示，质点先沿正方向以1.5ｍ／ｓ的速度做匀速运动，后沿负方向以1.5ｍ／ｓ的速度做匀速运动．

知识梳理疑点导悟２．生：速度－时间图象反映哪些物理意义？师：（１）速度－时间图线上“点”对应有横坐标和纵坐标，横坐标值表示某时刻、纵坐标值表示该时刻的瞬时速度；如图２－３所示，图线在纵轴上交点（０，３）表示质点ｔ１＝０时刻初速度大小为ｖ１＝３ｍ／ｓ，方向沿正方向，图线上点（４，－３）表示在ｔ２＝４ｓ时刻瞬时速度大小为ｖ２＝３ｍ／ｓ．方向沿负方向；

知识梳理疑点导悟（２）速度－时间图线上“线段”可表示速度改变量与时间之间关系．如图２－３所示，０－４ｓ内速度改变量Δｖ＝ｖｔ－ｖ０＝（－３）－３ｍ／ｓ＝－６ｍ／ｓ．（３）速度－时间图线的斜率表示物体加速度．斜线的绝对值表示加速度大小，斜率的符号表示加速度方向．如图２－３所示，质点加速度大小为－1.5ｍ／ｓ２；如图２－４所示，质点加速度先为正方向1.5ｍ／ｓ２，后为负方向1.5ｍ／ｓ２．（４）速度－时间图线与横轴之间覆盖面的“面积”表示质点发生的位移．横轴之上的“面积”表示质点沿正方向发生的位移，横轴之下的“面积”表示质点沿负方向发生的位移．从图２－３可知０－２ｓ内沿正方向位移为ｓ１＝３ｍ．２－４ｓ内沿负方向位移为ｓ２＝－３ｍ；图２－４所表示运动一直沿正方向，总位移为ｓ＝６ｍ．

知识梳理疑点导悟

３．生：如何利用纸带数据计算速度、加速度？师：（１）运用“平均速度法”求速度：由于“在匀变速直线运动的某段过程中，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度”，因此可由求各计数点的瞬时速度．（２）运用逐差法求加速度：由Δｓ＝ａＴ２得ｓ４－ｓ１＝3a1T2；同理可得ｓ５－ｓ２＝3a2T2、ｓ６－ｓ３＝3a3T2，再由求解加速度的平均值即为测量值

复习指南

从近两年广东省各地市普通高中学业水平考试命题看来，对本专题的考查主要集中在匀变速直线运动规律在自由落体运动中的应用、直线运动图象等；另外学业水平考试对实验的考查比较频繁，所以在复习本专题时对“探究匀变速直线运动”和物理史中对“自由落体运动”的研究要引起重视典例精析题型一、对自由落体运动的研究例１古希腊哲学家亚里士多德认为，物体下落的快慢是由它们的重量大小决定的；近代物理学认为，在不计空气阻力的情况下，物体下落的快慢是由重力加速度决定的．关于自由落体中的重力加速度，正确的说法是（

）Ａ．质量大的物体重力加速度大Ｂ．质量大的物体重力加速度小Ｃ．重力加速度表示自由落体运动速度变化的快慢Ｄ．重力加速度表示自由落体运动速度变化的大小C典例精析题型二、匀变速直线运动规律在自由落体中的应用例２

图２－５是测量人的反应时间的小实验，乙同学在甲同学的大拇指与食指之间的正上方捏住一把直尺．甲同学的大拇指与食指之间距离较小（约３ｃｍ），乙同学突然放开尺子，甲同学（）Ａ．测的是甲同学的反应时间Ｂ．测的是乙同学的反应时间Ｃ．实验原理是Ｄ．实验原理是ｓ＝ｇｔAC典例精析例３唐代大诗人李白“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”，描述了庐山瀑布美景．如果３尺为１ｍ，设水下落初速度为零，则该瀑布顶部水落到地面的速度约为（

）Ａ．１００ｍ／ｓＢ．１４０ｍ／ｓＣ．２００ｍ／ｓＤ．１０００ｍ／ｓB典例精析题型三、竖直向上抛运动特点例４重物从地面以10ｍ／ｓ的速度竖直向上抛出，忽略空气阻力，则物体从抛出到落回地面在空中的运行时间是(ｇ＝10ｍ／ｓ２)

（

）Ａ．0.2ｓＢ．1.0ｓ

Ｃ．2.0ｓＤ．1.8ｓC典例精析题型四、正确识别运动图书，并准确理解其物理意义例５如图是小林从家出发沿直线往返商店购物的ｓ－ｔ图象。从出发开始计时，下列说法中正确的是（）Ａ．０～１０ｍｉｎ小林匀加速走去商店Ｂ．小林在商店停留了３０ｍｉｎＣ．商店距小林家４００ｍＤ．３０～４５ｍｉｎ小林匀减速回到家里C典例精析例６

物体做变速直线运动的图象如图２－７所示，关于物体ｔ１＝１ｓ和ｔ２＝３ｓ时的运动情况，下列判断正确的是（

）Ａ．速度方向相同Ｂ．速度方向相反Ｃ．加速度大小相同Ｄ．加速度大小不同BC典例精析题型五、通过纸带探究物体运动速度和加速度例７在用打点计时器测定重力加速度的实验中，所用装置如图２－８所示，除图中器材外，还需要的器材是（）Ａ．计时工具Ｂ．天平Ｃ．刻度尺Ｄ．弹簧秤C典例精析例８

某同学测量某物体做匀变速直线运动物体的加速度时，挑选出的纸带如图２－9所示．图中Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ是按打点先后顺序依次选取的计数点，相邻计数点间的时间间隔Ｔ＝0.1ｓ．则

（

）Ａ．计数点Ｃ对应物体的瞬时速度为1.35ｍ／ｓＢ．计数点Ｃ对应物体的瞬时速度为0.68ｍ／ｓＣ．整个运动过程中物体的加速度为1.58ｍ／ｓ２Ｄ．整个运动过程中物体的加速度为3.14ｍ／ｓ２BC模拟操练一单项选择题Ⅰ：本大题共１２小题．在每小题列出的四个选项中，只有一项最符合题目要求．１．关于自由落体，必须满足的条件是（）Ａ．初速度为零Ｂ．有一定的初速度Ｃ．竖直下落即可Ｄ．加速度为零２．在真空中，将羽毛和苹果同时从同一高度由静止释放，并拍下频闪照片．下列频闪照片符合事实的是（）AC模拟操练３．质量不同的两个物体从同一高度静止释放后落到地面，不计空气阻力，下列说法中正确的是（）Ａ．落地的时间不同Ｂ．落地时的速度不同Ｃ．落地时的动能相同Ｄ．下落过程中物体的加速度相同４．某石块从２０ｍ高的楼顶掉下，不计空气阻力，则石块从掉下到落地过程中平均速度大小为（

）Ａ．５ｍ／ｓＢ．１０ｍ／ｓＣ．２０ｍ／ｓＤ．３０ｍ／ｓDB模拟操练５．如图２－１１所示，在下列表示物体运动规律的图象中，表示同一运动规律的是（）Ａ．甲图和丙图Ｂ．甲图和丁图Ｃ．乙图和丙图Ｄ．乙图和丁图６．一个物体从ｔ＝０时刻开始做自由落体运动，在下列如图２－１２中正确表示该物体下落的速度ｖ与时间ｔ关系的图象是

（

）BC模拟操练７．自由下落的物体，可忽略空气阻力对其影响，到达地面时的速度为２０ｍ／ｓ，由此可知，该物体开始下落的高度为（）Ａ．５ｍＢ．１０ｍＣ．１５ｍＤ．２０ｍ８．图２－１３是一质点做直线运动的ｖ－ｔ图象，据此图象可以得到的正确结论是（

）Ａ．质点在第１ｓ末停止运动Ｂ．质点在第１ｓ末改变运动方向Ｃ．质点在第２ｓ内做匀减速运动Ｄ．质点在前２ｓ内的位移为零DC模拟操练９．一枚小火箭由地面竖直向上发射的速度－时间图线如图２－１４所示，则火箭上升到最高点的位置对应图中的()Ａ．点ｏＢ．点ａＣ．点ｂＤ．点ｃ１０．电梯上升运动的ｖ—ｔ图象如图２－１５所示，从图象可知电梯上升的高度是（

）Ａ．６ｍＢ．３０ｍＣ．４２ｍＤ．０ｍDC模拟操练１１．如图２－１６所示是某沿直线运动物体的位移—时间图象，则（

）Ａ．物体一直匀速Ｂ．物体先加速，后匀速，最后减速Ｃ．物体先匀速，后静止，最后匀速Ｄ．物体运动方向一直不变１２．物体做直线运动的”ｖ－ｔ图象如图２－１７所示．则物体运动的加速度最大的阶段是（

）Ａ．０－ｔ１Ｂ．ｔ１－ｔ２Ｃ．ｔ２－ｔ３Ｄ．ｔ３－ｔ４CD模拟操练二单项选择题Ⅱ：本大题共８小题．在每小题列出的四个选项中，只有一项最符合题目要求．１３．关于与电磁打点计时器配套电源，下列说法正确的是（

）Ａ．将干电池作为电源Ｂ．使用２２０Ｖ交流电源Ｃ．使用４－６Ｖ交流电源Ｄ．使用２２０Ｖ直流电源１４．如图２－１８所示，是电源频率为５０Ｈｚ的电磁打点计时器在纸带上连续打下的六个点．则ａ至ｆ之间的时间为（

）Ａ．0.02ｓＢ．0.10ｓＣ．0.12ｓＤ．0.60ｓCB模拟操练１５．测匀变速直线运动加速度的实验中，接通电源与释放纸带让其随物体开始运动，这两个操作的先后顺序应当是（

）Ａ．先接通电源，后释放纸带Ｂ．先释放纸带，后接通电源Ｃ．释放纸带的同时接通电源Ｄ．先释放纸带或先接通电源都可以１６．打点计时器所用的电源是５０Ｈｚ的交变电流，其相邻点间的时间间隔是Ｔ，若纸带上共打出Ｎ个点，这纸带记录的时间为ｔ，则（

）Ａ．Ｔ＝0.1ｓ，ｔ＝ＮＴＢ．Ｔ＝0.05ｓ，ｔ＝（Ｎ－１）ＴＣ．Ｔ＝0.02ｓ，ｔ＝（Ｎ－１）ＴＤ．Ｔ＝0.02ｓ，ｔ＝ＴAC模拟操练１７．根据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是（）Ａ．时间间隔Ｂ．位移Ｃ．加速度Ｄ．平均速度１８．图为测量一金属块长度时刻度尺示数的示意图２－１９，则该金属块的长度为（

）Ａ．5.1ｃｍＢ．5.10ｃｍＣ．5.100ｃｍＤ．5.10ｍｍAB模拟操练１９．在测定匀变速直线运动的实验中，打点计时器打出一纸带，如图２－２０所示．设打点周期为Ｔ，每隔四个点选出一个计数点，共选出Ａ、Ｂ、Ｃ、．．．等计数点．纸带上各点间间距如图所示，则Ｂ点速度表达式为（

）２０．在第１９题中，通过纸带所测量的加速度大小计算表达式为

（

）CD模拟操练三多项选择题：本大题共８小题．在每小题列出的四个选项中，至少有两个选项是符合题目要求的．２１．一辆汽车由静止开始运动，其ｖ－ｔ图象如图２－２１所示，则汽车在０～１ｓ内与１～３ｓ内相比（

）Ａ．位移相等Ｂ．平均速度相同Ｃ．速度变化量相同Ｄ．０－１ｓ内加速度较大２２．图２－２２是某质点运动的速度与时间的关系图像．下列表述正确的有（

）Ａ．０－ｔ１质点做加速运动Ｂ．ｔ１－ｔ２质点是静止的Ａ．０－ｔ１质点做加速运动Ｂ．ｔ１－ｔ２质点是静止的BDACD模拟操练２３．如图为两个质点在同一直线上运动的ｖ－ｔ图像设质点Ⅰ的速度为ｖ１，加速度为ａ１；质点Ⅱ的速度为ｖ２，加速度为ａ２．由图可知，在０－ｔ０的时间内说法正确的是()Ａ．