2021-2022年人教版（2019）高中物理必修一高中物理“匀变速直线运动的研究”导学案

第二章第1节实验：探究小车速度随时间变化的规律课前备学导航新课预习1．本节实验的实验器材有：一端带有定滑轮的长木板，细绳，重物，打点计时器及纸带，交流电源，刻度尺。2．实验过程是：（1）把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在远离滑轮的一端，连接好电路。（2）把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下面挂上合适的钩码，放手后看小车能否在木板上平稳地加速滑行，然后把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定在小车后面。（3）把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，然后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点，换上纸带，重复实验3次。（4）增减所挂的钩码，或在小车上放置重物，再做两次实验，每次实验打3条纸带。（5）为了仪器的安全，实验时要防止钩码落地和小车与滑轮碰撞，当小车到达滑轮前及时用手按住。3．纸带的选取原则是：一段点迹较清晰且无漏点。4．如何每5个点取一个计数点，则每相邻两个计数点是的时间间隔是0.1s。5．为了更好地了解小车速度随时间的变化规律，可以根据所得数据作出v-t图象。6．对于每组实验，描出的几个点大致都在一条直线上，偏离太远的被舍去了。如果没有实验误差的话，函数图象应该是一条直线，所以就用一条直线去拟合这些点，如果有些点难以落在曲线上，尽量使它们大致均匀地分布在曲线两侧。师生互动探究互动训练1．实验时，打点计时器应接（直流或交流）电源，每隔s打一个点，如下图是某次实验的纸带，舍去前面比较密集的点，从0点开始，每隔4个计时点取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。各计数点与0点间距离依次为s1=3cm，s2=7.5cm，s3=13.5cm，则物体通过1计数点的速度是m/s，通过2计数点的速度是m/s，运动的加速度为。2．在实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如下表。为了计算加速度，合理的方法是（）A．根据任意两点的速度用公式算出加速度。B．根据实验数据画出速度—时间图象，量出其倾角，同公式求出加速度12/12 C．根据实验数据画出速度—时间图象，由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式算出加速度。D．依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度。全息发展评价形成练习1．如图所示，在探究小车速度随时间变化规律的实验中，关于使用操作，下列说法中错误的是（）A．木板不能侧向倾斜，也不能一端高一端低[来源:学。科。网Z。X。X。K]B．在释放小车前，小车应紧靠在打点计时器上[来源:学科网ZXXK]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2．在探究小车速度随时间变化规律的实验中，得到一条如图1所示的纸带，按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6都为共7个记数点。0到6每相邻两记数点间各有四个打印点未画出，测得相邻计数点的距离依次为S1＝1.40cm，S2＝1.90cm，S3＝2.38cm，S4＝2.88cm，S5＝3.39cm，S6＝3.87cm。（1）在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：　v1＝　　m/s，v2＝m/s，v3＝m/s，v4＝m/s，v5＝m/s。（2）在图2中作出速度-时间图像，并由图像求出小车的加速度。选做提高3．为了研究实验小车沿斜面向下运动的规律，把打点计时器纸带的一端固定在小车上，小车拖动纸带运动，纸带上打出的点如下图所示。（1）某同学用以下方法绘制小车的速度—时间图象。先把纸带每隔0.1秒剪断，得到若干短纸条。再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸箱下端对齐，作为时间坐标轴，标出时间。最后将纸条上端中心连起来，于是得到v—t图象。请你按以上办法（用一张薄纸压在图上，复制得到纸带）绘制这个图象。（2）这样做有道理吗？说说你的看法。12/12 第二章第2节匀变速直线运动的速度与时间的关系课前备学导航新课预习1．匀变速直线运动：沿着直线运动，且速度不变的运动，叫做匀变速直线运动，匀变速直线运动的图象是一条倾斜的直线。在匀变速直线运动中，如果物体的速度随着时间均匀增加，这个运动叫做匀加速直线运动如果物体的速度随着时间均匀减少，这个运动叫做匀减速直线运动。2．速度与时间的关系式：3．完成教材36页1-4题师生互动探究互动训练1．一质点做直线运动的图像如图所示，质点在0—1s内做运动，加速度为；在1—3s内质点做运动，加速度为；在3—4s内质点做运动，加速度为；在1—4s内质点做运动，加速度为。2．物体做匀加速直线运动，已知第1s末的速度是6，第2s末的速度是8，则下面结论正确的是（）A．物体零时刻的速度是3B．物体的加速度是2C．任何1s内的速度变化都是2D．第1s内的平均速度是6全息发展评价形成练习1．下图表示物体做匀变速直线运动的是（）OtvOtx//OtvOtvABCD2．某物体沿直线运动的速度图像如图所示，则物体做（）A．来回的往复运动B．匀变速直线运动C．朝某一方向的直线运动D．不能确定12/12 3．爬竿运动员从竿上端由静止开始先匀加速下滑时间2t，后再匀减速t时间恰好到达竿底且速度为0，同这两段匀变速运动过程中加速度大小之比为（）A．1：2B．2：1C．1：4D．4：14．若汽车的加速度方向与速度方向一致，当加速度减小时，则（）A．汽车的速度也减小B．汽车的速度仍在增大C．当加速度减小到零时，汽车静止D．当加速度减小到零时，汽车的速度达到最大5．卡车原来用的速度匀速在平直公路上行驶，因为道口出现红灯，司机从较远的地方即开始刹车，使卡车匀减速前进，当车减速到，交通灯转为绿灯，司机当即放开刹车，并且只用了减速过程的一半时间卡车就加速到原来的速度，从刹车开始到恢复原速过程用了，求：（1）减速与加速过程中的加速度；（2）开始刹车后末及末的瞬时速度。选做提高6．物体做匀变速直线运动，某时刻速度的大小为4，1s后的速度大小为10，则在这内该物体的加速度可能等于多少？7．证明：做匀变速直线运动的物体，在某段时间的中间时刻的瞬时速度v等于物体在这段时间内运动的初、末速度的算术平均值，即。12/12 第二章第3节匀变速直线运动的位移与时间的关系课前备学导航新课预习1．匀速直线运动的基本概念（1）匀速直线运动的特征是速度保持不变；位移公式是x=vt。（2）匀速直线运动的x-t图像是一条倾斜的直线。v-t图像是一条平行t轴的直线。2．匀变速直线运动的基本概念（1）匀变速直线运动的特征是加速度保持不变；速度公式是。（2）匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线。3．匀变速直线运动的研究探究匀速直线运动的v-t图像。一个运动学图象能够直观地反映出两个物理量之间的关系，即该图象的物理意义。研究和运用物理图象主要有三个问题：首先是要弄清图象的物理意义、其次是分析图象的斜率表示什么、还要研究一下图线所对应的“面积”是否有物理意义。（1）匀速直线运动的v-t图像中对应的“面积”是否有物理意义？这个“面积”的大小等于v.t这个“面积”可以表示物体所走的位移。（2）探究匀变速直线运动的v-t图像匀速直线运动的位移与时间关系是x=vt，这个关系我们也可以从匀速直线运动的v-t图象中直接获得。匀变速直线运动的位移与时间关系是什么？能否也可利用匀变速直线运动的v-t图象获得？探究过程：①分割许多很小的时间间隔△t；②△t内是近似为简单的匀速直线运动；③所有△t内的位移之和即总位。当时间间隔无限减小(△t→0)时，平行于t轴的折线就趋近于物体的真实运动图线，则速度图线与t轴包围的梯形面积为匀变速直线运动位移。结论：匀变速直线运动的位移与时间的关系式为。本节课探究用到的思想方法：极限的思想。4．完成教材42页1-3题师生互动探究互动训练1．两车从同一车站同时向同一方向行驶做直线运动，v－t图象如图所示。则（）A．在2s时两车相遇，乙车追上甲车B．在4s时两车相遇，乙车追上甲车C．乙车追上甲车时，乙车的速度等于甲车的速度D．乙车追上甲车时，乙车的速度大于甲车的速度2．在平直公路上，一汽车的速度为15m/s，从某时刻开始刹车，在阻力作用下，汽车以2m/s212/12 的加速度运动，问刹车后10s末车离开始刹车点多远?3．骑自行车的人以5m/s的初速度匀减速上一个斜坡，加速度的大小为0.4m/s2，斜坡长30m，骑自行车的人通过斜坡需要多少时间？全息发展评价形成练习1．汽车从A点由静止开始沿直线ACB做匀变速直线运动，第4s末通过C点时关闭发动机，再经过6s到达B点时停止．已知AB之长为30m，则下列说法正确的是（）　　　　A．通过C点时的速度大小为3m/s　B．通过C点时的速度大小为6m/s　C．通过AC段的位移为12m　D．汽车在AC与CB两段的平均速度大小相同2．一辆汽车做匀加速直线运动，从某时刻开始计时，初速度为6m/s，经28m后速度增加到8m/s，则下列说法正确的是（）A．这段运动所用时间为4sB.从开始计时起,经过14m处的速度为7m/sC．这段运动的加速度是0.5m/s2D．自计时开始，2s末的速度为6.5m/s3．某市规定，卡车在市区行驶的速度不得超过40km/h。一次一辆飞驰的卡车在危急情况下刹车，经t=1.5s停止,民警量得这一过程中车轮在路面上擦过的痕迹长x=9m，据此能否判断这辆卡车是否超速违章?（设卡车从刹车开始至停下做匀减速直线运动）4．汽车以l0m/s的速度在平直公路上匀速行驶，刹车后经2s速度变为6m/s，求：（1）刹车后2s内前进的距离及刹车过程中的加速度；（2）刹车后前进9m所用的时间；（3）刹车后8s内前进的距离。选做提高12/12 5．汽车关闭油门后做匀减速直线运动，最后停下来，在此过程中，最后三段连续相等的时间间隔内的平均速度之比为（）　　　　A．1∶1∶1　　　　　　　　　　　B．5∶3∶1　C．9∶4∶1　　　　　　　　　　　D．3∶2∶l6．完全相同的三块木块并排固定在水平面上，一颗子弹以速度v水平射入，若子弹在木块中做匀减速直线运动，且穿过第三块木块后速度恰好为零，则子弹依次射人每块木块时的速度之比和穿过每块木块所用时间之比为（）　　　　A．v1∶v2∶v3＝3∶2∶1B．vl∶v2∶v3＝∶∶1　C．t1∶t2∶t3＝1∶－1∶－　D．t1∶t2∶t3＝－∶－1∶17．一轿车违章超车，以v1=108km/h的速度驶入左侧车道逆行时，猛然发现正前方x=80m处一辆卡车正以v2=72km/h的速度迎面驶来，两司机同时刹车，刹车的加速度大小均为a=10m/s2，两司机的反应时间（即司机发现险情到实施刹车所经历的时间）都是△t，试问△t为何值时才能保证两车不相撞？8．火车以v=54km/h速度沿平直轨道运动，因故需在某小站暂停to=1min，进站刹车时的加速度大小a1=0.3m/s2，启动后的加速度大小a2=0.5m/s2，直至恢复原速，求火车由于暂停而延误的时间△t。9．证明：（1）在匀变速直线运动中连续相等时间（T）内的位移之差等于一个恒量，即：△x=aT2。（2）在匀变速直线运动中，某段位移中点位置处的速度为第二章第4节匀变速直线运动的位移与速度的关系12/12 课前备学导航新课预习1．匀变速直线运动速度与时间关系式是_________________。2．匀变速直线运动位移与时间的关系式是_________________。3．某飞机的起飞速度是60m/s，在跑道上可能产生的最大加速度为4m/s2，该飞机从静止到起飞成功需要跑道的最小长度为多少？请思考，计算该题，需列哪几个基本方程？4．由，得，若代入中，可消掉时间。尝试化简该方程，并思考：有没有更简单的推导方法？师生互动探究互动训练1．某飞机着陆时的速度是216km/h，随后匀减速滑行，加速度大小是2m/s2，机场的跑道至少多长才能使飞机安全的停下来?2．某物体做匀变速直线运动，初速度为v0，经过位移x(未知)，物体的速度为v，求物体经过时间s/2，即位移中点的速度。3．某物体做匀变速直线运动，其加速度为a，把物体通过的总时间n等份，设每一份的时间为t，物体通过每一份的位移依次为，证明上述各式两边相邻两式依次相减，即可证明即，相邻相等时间内的位移差都相等，且全息发展评价形成练习12/12 1．A、B、C三点在同一直线上，一个物体自A点从静止开始做匀加速直线运动，经过B点的速度为v，到达C点的速度为2v，则AB与BC两段距离大小之比是()A．1∶4B．1∶3C．1∶2D．1∶12．一物体由光滑斜面匀加速下滑距离为l时的速度为v，，当它的速度为时，它沿斜面下滑的距离是()A．B．C．D．3．完全相同的三块木块并排固定在水平面上，一颗子弹以速度v水平射入，若子弹在木块中做匀减速直线运动，且穿过第三块木块后速度恰好为零，则子弹依次射人每块木块时的速度之比和穿过每块木块所用时间之比为()A．v1∶v2∶v3＝3∶2∶1B．vl∶v2∶v3＝∶∶1C．t1∶t2∶t3＝1∶－1∶－D．t1∶t2∶t3＝－∶－1∶14．做匀加速直线运动的物体，速度从v增加到2v时的位移为12m，则它的速度从2v增加到4v时的位移为为m5．汽车以10m／s速度行驶，刹车后获得2m／s2的加速度，则刹车后4s通过的路程是________m，刹车后8s通过的路程是________m．6．物体做匀减速直线运动，初速度为10m/s，末速度为6m/s，加速度大小为2m/s2，求物体在这段时间内的位移。选做提高1．汽车从A点由静止开始沿直线ACB做匀变速直线运动，第4s末通过C点时关闭发动机，再经过6s到达B点时停止．已知AB之长为30m，则下列说法正确的是()A．通过C点时的速度大小为3m／sB．通过C点时的速度大小为6m／sC．通过AC段的位移为12mD．汽车在AC与CB两段的平均速度大小相同2．汽车关闭油门后做匀减速直线运动，最后停下来，在此过程中，最后三段连续相等的时间间隔内的平均速度之比为()A．1∶1∶1B．5∶3∶1C．9∶4∶1D．3∶2∶l3．一辆汽车由静止开始做匀变速直线运动，在第8s末开始刹车，经过4s完全停下，设刹车过程中汽车做匀变速直线运动，那么前后两段运动过程中汽车加速度大小之比是　　　A．1∶4B．1∶2C．1∶1D．2∶14．一个质点沿直线做匀加速运动，依次经过A、B、C三点，测得从A到B的时间tAB＝4s，经过B的瞬时速度vB＝11m／s，从B到C的时间tBC＝6s，到达C点的瞬时速度vC＝20m／s，则经过A点的速度vA＝________m／s.5．由静止开始做匀加速直线运动的物体，前2s内的平均速度为2m／s，则前2s内物体的位移为________，此物体的加速度为________，前5s内的平均速度等于_____。第二章第5节自由落体运动&伽利略对自由落体的研究课前备学导航12/12 新课预习1．自由落体运动的定义是：物体只在_________作用下，从_________开始的运动。2．自由落体运动是一个理想化的模型，通常情况下由于有__________的作用，物体做的都不是自由落体运动。但是当___________的作用比较小时，可以忽略，物体的下落也可以近似看做自由落体运动。3．自由落体运动的性质是______________________________________。4．伽利略推翻亚里士多德的落体理论，靠的是_______________。师生互动探究互动训练1．在忽略空气阻力的情况下，让一轻一重两石块从同一高度处同时自由下落，则()A．在落地前的任一时刻，两石块具有相同的速度、位移和加速度B．重的石块下落得快、轻的石块下落得慢C．两石块在下落过程中的平均速度相等D．它们在第1s、第2s、第3s内下落的高度之比为1∶3∶52．甲、乙两球从同一高度处相隔1s先后自由下落，则在下落过程中()A．两球速度差始终不变B．两球速度差越来越大C．两球距离始终不变D．两球距离越来越大3．从同一高度处，先后释放两个重物，甲释放一段时间后，再释放乙，则以乙为参考系，甲的运动形式是()A．自由落体运动B．匀加速直线运动α＜gC．匀加速直线运动α＞gD．匀速直线运动4．A物体的质量是B物体质量的5倍，A从h高处、B从2h高处同时自由落下，在落地之前，以下说法正确的是()A．下落1s末，它们的速度相同B．各自下落1m时，它们的速度相同C．A的加速度大于B的加速度D．下落过程中同一时刻，A的速度大于B的速度5．一个做自由落体运动的物体，下落速度随时间变化的图象如图所示，正确的是6．物体从某一高度自由落下，到达地面时的速度与在一半高度时的速度之比是(　　)A．∶2B．∶1C．2∶1D．4∶1全息发展评价形成练习1．自由落体运动是()A．物体不受任何作用力时的运动B．物体在真空中的运动C．加速度为重力加速度g的下落运动D．初速度为零、加速度为g的竖直下落运动2．A物体的重力是B物体的两倍，若使它们自同一高度处同时自由下落，下列说法正确的是()A．A物体运动加速度是B物体的两倍B．A、B两物体的加速度相同C．A先落地，B后落地D．A、B两物体同时落地3．关于重力加速度的说法中，不正确的是（）12/12 A．重力加速度g是标量，只有大小没有方向，通常计算中g取9.8m／s2B．在地面上不同的地方，g的大小不同，但它们相差不是很大C．在地球上同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同D．在地球上的同一地方，离地面高度越大重力加速度g越小4．为了求出楼房的高度，让一石子从楼顶自由下落，若空气阻力作用不计，测出下列哪个物理量的值就能计算出楼房高度？A．石子下落时间B．石子落地时的速度C．最后1秒内的位移D．通过最后1米的时间5．物体从某高处自由下落，落地时的速度是29.4m/s，则物体落地前1s内落下的高度是______m.选做提高6．一物体从高处A点自由落下，经B点到C点，已知经B点的速度是到达C点速度的3/4，BC间距离是7m,则AC间距离是_______m(g=10m/s2).7．从楼顶自由落下一个石块，某人用秒表测得石块经过高度1.2m窗口的时间为0.2s，若g取10m/s2,求楼顶到窗顶的高度.8．从距离地面80m的高空自由下落一个小球，若取g＝10m／s2，求小球落地前最后1s内的位移．9．把一条铁链自由下垂的悬挂在墙上，放开后让铁链做自由落体运动。已知铁链通过悬点下3.2m处的一点历时0.5s，求铁链的长度（g取l0m／s2）。第二章第6节竖直上抛运动课前备学导航新课预习1．竖直上抛运动是物体仅在_________作用下，以____________的初速度开始的运动。2．竖直上抛运动的属性，可以看做是加速度为_______的匀减速运动。上升到最高点时，速度为_________。3．竖直上抛上升到最大高度的时间，即上升时间为：____________。从最大高度落回到抛出点的时间，即下降时间为：____________。从抛出到回到抛出点的时间，即飞行时间为：_____________。上升的最大高度为：_____________。师生互动探究互动训练1．一个气球以4m/s的速度竖直上升，气球下面系一个重物，当气球上升到217m的高度时，重物脱离气球，那么从这时起，重物要经多长时间落回到地面.（g=10m/s2）全息发展评价形成练习1．某物体竖直上抛后又落回原地，设向上的速度为正，则它在整个运动过程中的v-t图象正确的是()12/12 2．升降机以1m/s2的加速度匀加速运动，在此过程中，有一螺钉从升降机的天花板上脱落，天花板与地板之间的距离为2m，则在螺钉落到地板的过程中，下面说法一定错误的是（不计空气阻力，g=9．8m/s2）（）A．螺钉做自由落体运动，和地板迎面相撞B．螺钉做竖直上抛运动，落到地板上时速度方向可能向上C．螺钉做竖直上抛运动，落到地板上时速度方向可能向下D．无论何时开始脱落，落到地板上所需时间都约为0．61s3．一物体自空中的A点以一定的初速度向上抛出，1s后物体的速率变为10m/s，则此时物体的位置和速度方向可能是(不计空气阻力，g=10m/s2)A.A点上方，速度方向向下B.在A点下方，速度方向向下C.正在A点，速度方向向下D.在A点上方，速度方向向上4．一个从地面竖直上抛的物体，它两次经过一个较低点的时间间隔为tA，两次经过一个较高点B的时间间隔为tB，则A、B之间的距离为（）．A．B．C．D．5．从地面上抛一物体A，同时在离地面某一高度处有一物体B自由下落，两物体在空中同时到达同一高度时速度为υ，则下列说法正确的是（）A．A上抛的初速度与B落地时速度大小相等，都是2υB．两物体在空中运动时间相等C．A上升的最大高度与B开始下落时的高度相同D．两物体在空中同时达到同一高度处一定是B开始下落时的高度的中点6．某同学身高1.8m，在运动会上他参加跳高比赛，起跳后身体横着越过了1.8m高度的横杆．据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为(g=10m/s2)A.2m/sB.4m/sC.6m/sD.8m/s选做提高7．一个竖直上抛的物体经8s落地，其速度时间图象如图所示，抛出点距地面的高度为__________m,抛出后经_________s达到最高点，最高点距地面的高度为_________m.落地时的速度大小为_________m/s.8．杂技演员用一只手把四只球依次向上抛出，为了使节目能持续表演下去，该演员必须让回到手中的小球隔一个相等的时间再向上抛出，假如抛出每一个球上升的最大高度都是1.25m,那么球在手中停留的最长时间是_______。（不计空气阻力，g=10m/s2）9．竖直上抛一个物体，物体上升和下落两次经过高度为h处的时间间隔为△t，则物体抛出时初速度v0＝，由抛出至落回原处所需的时间t＝。12/12