







物理必修1第一章 运动的描述综合与测试复习ppt课件
展开第二单元 │ 知识框架
第二单元 │ 考纲展示
高考对本单元内容的考查主要体现在对运动学基本概念的理解、匀变速直线运动规律的应用和v-t图象的应用.试题以选择题和实验题为主,也可将匀变速直线运动和v-t图象渗透在与牛顿运动定律、功和能、动量与能量等综合问题中考查,如果单独命制运动学计算题,则常以现实生活和生产实际为背景,旨在考查考生通过建立模型解决实际问题的能力.本单元内容在高考中的分值平均约占6分.
第二单元 │ 命题趋势
第二单元 │ 复习策略
1.直线运动是物体最基本的运动形式,是研究复杂运动形式的基础.本单元在介绍运动学的基本概念后,讲述了两种图象与两个典型的直线运动,具有概念多、公式多、思维方法多、解题方法多的特点.复习时应注重基本概念与规律的理解与掌握、注重用运动图象分析物体的运动、注重理解运动规律的适用条件、注重物理过程的分析、注意一题多解、注意联系实际.
2.复习时建议突破以下重点或难点:(1)透彻理解运动学的基本概念,并会在实际应用中辨析和应用;(2)掌握匀变速直线运动的特点与运动公式,并能灵活运用这些公式处理实际问题;(3)掌握利用运动图象分析运动问题的要领,会解答图象类习题;(4)会用多种方法解答有关相遇、相撞、追及类问题.
第二单元 │ 使用建议
1.本单元概念、规律较多,在深入理解概念和规律的基础之上,要能够熟练运用运动学公式(包括速度公式、位移公式、平均速度公式、中间时刻的瞬时速度公式以及推论)求解运动学问题.要掌握s-t、v-t图象的物理意义,会通过图象分析物体的运动情况,并能计算物体的速度和加速度以及物体在某段时间的位移.要理解自由落体和竖直上抛运动的特征和运动规律,提高运用逆向思维解决运动学问题的能力,会用图象法求解追及、相遇问题,以及追及过程中的极值问题.
2.课时安排:本单元建议安排9课时,第7讲、第11讲、单元训练各1课时,第8~10讲各2课时.
第7讲 │ 运动学的基本概念、匀速直线运动
第7讲 运动学的基本概念、匀速直线运动
1.本讲重点复习运动学的基本概念,要能区分位移和路程、时间和时刻、速度和速率、瞬时速度和平均速度、速度和加速度、匀速直线运动和匀变速直线运动这六对概念;能通过两种运动图象判断物体运动的性质,能通过图象的图线、截距、斜率、面积、交点等分析物体的运动,能根据题意画出物体运动的v-t图象.
2.本讲例题分类安排思路:(1)参考系和质点.(2)平均速度、平均速率和瞬时速度.(3)对速度和加速度关系的理解.(4)匀速直线运动规律的应用.3.本讲课时安排:参考系、质点、位移与路程、时间与时刻、匀速直线运动、平均速度与平均速率、速度和速度的变化、相对运动、加速度、匀速直线运动.
一、描述运动的基本概念1.机械运动:一个物体相对于另一个物体的位置改变,简称运动.包括______、______两种基本运动形式.2.参考系:为了研究物体的运动而假定为______的那个物体.通常以地球为参考系.3.质点:用来代替物体的具有______的点.它是一个理想模型,抓住了事物的主要矛盾.当物体的形状、大小对研究运动的影响可以忽略时,物体可看作质点.4.时间和时刻:时间是两时刻间的间隔,对应于时间轴上一条______;时刻指某一瞬时,对应于时间轴上一个点.
► 探究点一 参考系和质点
1.对质点的理解(1)质点是研究物体运动时能代表物体的有质量的点,质点只占有位置,不占有空间.(2)将物体看成质点的条件:研究物体的运动时,物体的大小和形状对所研究的问题的影响可以忽略时,可以将物体视为质点;在具体问题中,要考虑物体的运动情况及所要研究的实际问题,如观看运动员百米竞赛可将运动员看成质点,研究运动员在百米竞赛中的技术要领时则不能将运动员看成质点;
若物体有转动,但转动对所研究的问题影响很小时(如研究小球从斜面上滚下的运动时间),可以将物体看作质点.(3)质点是一个理想的物理模型,实际上是不存在的.质点不是质量很小的点,与几何中的“点”不同.2.对参考系的理解(1)运动是绝对的,静止是相对的.一个物体是运动的还是静止的,都是相对于参考系而言的.(2)参考系的选取可以是任意的.(3)判断一个物体是运动还是静止,如果选择不同的物体作为参考系,可能得出不同的结论.
(4)参考系本身既可以是运动的物体也可以是静止的物体,在讨论问题时,被选为参考系的物体,我们常假定它是静止的.(5)要比较两个物体的运动情况时,必须选择同一个参考系.
例1 [2010·广东卷] 第一次世界大战期间,一名法国飞行员在2000 m高空飞行时,发现脸旁有一个小东西,他以为是虫子,敏捷地把它一把抓过来,令他吃惊的是,抓到的竟然是一颗子弹,飞行员能抓到子弹的原因是( )A.飞行员的反应快 B.子弹的飞行速度远小于飞行员的速度C.子弹相对于飞行员来说是几乎静止的 D.飞行员的手带有防弹手套
例1 C [解析] 以地面为参考系,飞机飞行时的速度和子弹的速度都很大,由于二者的速度接近,子弹相对飞行员的速度极小,所以飞行员能够轻松地将子弹抓住,故本题应选C.
[点评] 判别有关参考系的问题,必须跳出日常生活均以地面为参考系的思维习惯.乘火车时以自己所乘火车为参考系,通过观察路边的物体、迎面而来的火车、同向而行的火车的运动,可较好体会以运动物体为参考系和以地面为参考系的不同之处.
► 探究点二 平均速度、平均速率和瞬时速度
例2 [2010·闵行模拟] 在2008年北京奥运会中,牙买加选手博尔特是公认的世界飞人,在男子100 m决赛和男子200 m决赛中分别以9.69 s和19.30 s的成绩破两项世界纪录,获得两枚金牌.关于他在这两次决赛中的运动情况,下列说法正确的是( )A.200 m决赛中的位移是100 m决赛的两倍B.100 m决赛中的平均速度约为10.32 m/sC.100 m决赛中的最大速度约为20.64 m/sD.200 m决赛中的平均速度约为10.36 m/s
[点评] 对于速度的理解,一定要能分清平均速度与瞬时速度、平均速度与平均速率的区别,本题不少同学错选D选项,就是因为没能区分平均速度与平均速率.[命题意图] 本题为小型综合性选择题目,集中考查位移、即时速度、平均速度等概念,要引导学生注意从概念本身去区分,不能想当然.同时,要引导学生了解掌握一些体育比赛的规则,例如本题选项A就涉及跑道问题,如果学生不注意从客观实际出发,或缺乏相关体育知识,就会引起错误.
► 探究点三 对速度和加速度关系的理解
例3 一物体做匀变速直线运动,某时刻速度的大小为4 m/s,1 s后速度的大小变为10 m/s,在这1 s内该物体的( )A.速度变化的大小可能小于4 m/sB.速度变化的大小可能大于10 m/sC.加速度的大小可能小于4 m/s2D.加速度的大小可能大于10 m/s2
[点评] 加速度是表示物体速度变化快慢的物理量,是物体速度的变化率,其方向由速度的变化方向决定;速度是表示运动快慢的物理量,速度变化是指物体初末速度的变化,Δv=vt-v0.速度变化快的物体,加速度一定大,而速度变化大的物体的加速度不一定大.[命题意图] 本题考查加速度的概念以及加速度与速度之间的关系,同时弄清加速度和速度的矢量性.通过本题可以让学生澄清对二者关系的错误理解.
C [解析] 若在任意相等位移内速度变化量Δv =0,则物体做匀速直线运动,选项A错误.若Δv>0,如果物体做匀加速直线运动,则在任意相等的位移内的速度变化不等,选项B错误;若Δv>0,则物体在任意相等位移内运动时间越来越短,根据加速度定义可知该物体加速度越来越大,选项C正确;若Δv<0,则在任意相等位移内运动时间越来越长,根据加速度定义可知该物体应做加速度逐渐减小的减速运动,选项 D错误.
► 探究点四 匀速直线运动规律的应用
求解多物体或多过程运动问题的方法:1.审清题意,分析各个物体和各个运动过程,构建运动图景,并尽量画出草图;2.分段分析各阶段运动特点,找准各阶段运动的区别与联系;3.灵活运用运动规律处理有关实际问题.
例4 L0 3L0 [解析] 由图可知,要想恰好不相撞,慢车车尾通过A点时,快车车头正好到达A点;慢车车头到达B点时,快车车尾正好通过B点.设慢车通过A点的时间为t,由运动学公式对两车分别有L0=vt①L0+L1=2vt②由①②解得L1=L0设快车通过避让区运动的时间为t′,对两车由匀速直线运动规律有L2-L0=vt′③L2+L0=2vt′④由③④解得L2=3L0
[点评] 本题的分析要抓好两个临界状态:第一个临界状态是慢车车尾离开A点时快车车头刚好到达A点;第二个临界状态是快车车尾离开B点时慢车车头刚好到达B点.[命题意图] 设置本题主要是为了培养学生以下几方面能力:(1)对研究对象的转化能力,把线状物体的运动转化为点(车头、车尾)的运动;(2)培养学生理论联系实际的能力;(3)培养学生树立临界思想和抓临界点的能力.
[2010·武昌模拟] 一个物体做匀加速直线运动,它在第3 s内的位移为5 m,则下列说法正确的是( )A.物体在第3 s末的速度一定是6 m/sB.物体的加速度一定是2 m/s2C.物体在前5 s内的位移一定是25 mD.物体在第5 s内的位移一定是9 m
[解析] C 匀变速直线运动的中间时刻的瞬时速度等于该段平均速度,根据第3 s内的位移为5 m,则2.5 s时刻的瞬时速度为v=5 m/s,2.5 s时刻即为前5 s的中间时刻,因此前5 s内的位移为s=vt=5 m/s×5 s=25 m,C对;由于无法确定物体在零时刻的速度以及匀变速运动的加速度,故A、B、D均错.
第8讲 │ 匀变速直线运动的规律及应用
第8讲 匀变速直线运动的规律及应用
1.匀变速直线运动是高中物理中应用最多的运动形式,在平抛运动、力学综合、力电综合问题中都要用到,复习时要深刻理解并牢固掌握其运动特点,灵活运用匀变速直线运动的公式或推论解决问题.2.本讲例题分类安排思路:(1)匀变速直线运动规律的基本应用.(2)匀变速直线运动推论的应用.(3)转化思想在运动问题中的应用.
3.本讲课时安排:第一课时:匀变速直线运动的速度公式、位移公式、平均速度公式、中间时刻的瞬时速度、中间位移的瞬时速度及重要推论.第二课时:匀变速直线运动规律的应用、刹车问题、逆向思维的应用、多体问题分析.
► 探究点一 匀变速直线运动规律的基本应用
2.匀变速直线运动解题步骤(1)根据题意,确定研究对象.(2)明确物体做什么运动,并且画出运动示意图.(3)分析研究对象的运动过程及特点,合理选择公式,注意多个运动过程的联系.(4)确定正方向,列方程求解.(5)对结果进行讨论、验算.
例1 跳伞运动员做低空跳伞表演,当飞机在离地面224 m高处水平飞行时,运动员离开飞机在竖直方向做自由落体运动,运动一段时间后,立即打开降落伞,展伞后运动员以12.5 m/s2的平均加速度匀减速下降,为了运动员的安全,要求运动员落地速度最大不得超过5 m/s.g=10 m/s2,求:(1)运动员展伞时离地的高度至少为多少?着地时相当于从多高处自由落下?(2)运动员在空中的最短时间为多少?
[点评] 本题为一般运动学问题,涉及了匀变速运动的基本公式.侧重于考查学生通过运动学基本规律分析处理实际问题的能力.[命题意图] 本题设置主要培养学生以下几方面的能力和意识:(1)分析动力学问题要确定正方向的意识;(2)对运动阶段进行合理划分,并准确设定中间量的能力;(3)涉及求位移优先考虑应用平均速度的意识;(4)对于已知不充分的匀变速直线运动过程,不可能独立求解,但可以多过程联立求解.
► 探究点二 匀变速直线运动推论的应用
例2 有一个做匀变速直线运动的质点,它在两段连续相等的时间内通过的位移分别是24 m和64 m,连续相等的时间为4 s,求质点的初速度和加速度大小.
[点评] 匀变速直线运动问题一般有多个解题方法,如果已知运动中两个相等时间T内的位移,用推论Δs=aT2和平均速度解题比较简便.注意推论Δs=aT2同样适用匀减速直线运动,如下面的变式题.[命题意图] 本题的分析侧重于通过匀变速直线运动推论从多角度解决问题,能有效带给学生以下信息:(1)应用运动学基本规律的推论往往比直接应用运动学基本公式要简便,增强学生应用推论的意识;(2)知识是相互联系的,这是实现物理问题一题多解的根本原因.
► 探究点三 转化思想在运动问题中的应用
匀变速直线运动规律通常应用于单个物体的运动分析,对于不能视为质点的物体的运动情况和多个物体的运动情况需要及时应用转化思想,把不便于研究的问题转化为易于研究的问题,最常见的是下面两种转化.
[点评] 把多个小球的瞬时位置看成一个小球的匀加速直线运动时在不同时刻的位置,将多个物体的运动转化为单个物体的运动,利用连续相等时间内的位移差恒定计算加速度和位移,利用平均速度求瞬时速度,是运动问题常用的简单解题方法.变式题中应用的对称转化——逆运动解题也是简单解答运动问题的有效方法.
[命题意图](1)本题的解题过程通过 “把多体在同一时刻的状态视为某单体在相等时间间隔前后的一系列状态”实现了由多体问题到单体问题的转化,这是一种很重要的转化方法和认识角度,学生理解好这一点,有利于后面波的图象和质点振动图象的准确理解;(2)时间和空间的对应转换能力是分析物理问题的一项潜在影响指标,因此必须引导学生理解好这一转换方法.
第9讲 │ 自由落体与竖直上抛运动
第9讲 自由落体与竖直上抛运动
1.通过本讲的复习要求学生掌握自由落体运动与竖直上抛运动的定义,理解这两种运动的特点和规律.学会对运动过程进行分段分析和全程分析.注意竖直上抛运动的对称性和多解性,会用逆向思维解决竖直上抛问题.2.本讲例题分类安排思路:(1)自由落体运动规律的应用.(2)竖直上抛运动规律的应用.(3)复杂的匀变速直线运动问题.
3.本讲课时安排:第一课时:自由落体运动的定义、运动特征、自由落体运动规律的应用、绳和杆的自由下落问题、雨滴下落问题.第二课时:竖直上抛的运动特征和规律、竖直上抛运动的对称性及逆向思维的应用.
► 探究点一 自由落体运动规律的应用
自由落体运动实质是初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动,所以前面凡是涉及初速度为零的匀加速直线运动规律,在此处均适用,只不过加速度为g而已.具体表现为:
例1 一个物体从H高处自由落下,经过最后196 m所用的时间是4 s,求物体下落H所用的总时间T和高度H是多少?(取g=9.8 m/s2,空气阻力不计)
[点评] 解决自由落体运动问题要弄清运动过程,作好示意图,然后利用自由落体运动规律分析求解;同时要注意自由落体运动是初速度v0=0的匀加速直线运动,可灵活运用相关推论求解.[命题意图] 本题设置目的主要是让学生领悟自由落体运动的实质——初速度为零的匀加速直线运动,知道凡适用于初速度为零的匀加速直线运动的基本规律对自由落体运动均适用,如例1的分析;同时,凡适用于初速度为零的匀加速直线运动的基本规律的推论对自由落体运动也适用,如例1变式题的分析.
► 探究点二 竖直上抛运动规律的应用
竖直上抛运动过程包括上升和下降两个阶段.上升阶段物体的速度越来越小,加速度与速度方向相反,是匀减速直线运动;下降阶段物体的速度越来越大,加速度与速度方向相同,是匀加速直线运动;物体到达最高点时速度为零,但加速度仍为重力加速度g,所以物体此时并不处于平衡状态.对竖直上抛运动的分析主要通过下面三个基本方法.
例2 在北京奥运会上,一跳水运动员从离水面10 m高的平台上向上跃起,举双臂直体离开台面,此时重心位于从手到脚全长的中点,跃起后重心升高0.45 m达到最高点,落水时身体竖直,手先入水,从离开平台到手接触水面,运动员可以用于完成动作的时间为______ s.(在此过程中,运动员水平方向的运动忽略不计,运动员可视作全部质量集中在重心的一个质点,取g=10 m/s2)
[点评] 本题考查竖直上抛运动的实际应用,要求学生能够将运动员的整个运动过程抽象为运动员重心的运动,并灵活应用竖直上抛运动规律建立方程求解.对此类问题的分析首先必须确定正方向,同时首先考虑能否全程列式求解.[命题意图] 通过本题应引导学生强化以下几点方法技巧:(1)涉及矢量式的运算必须确定正方向;(2)竖直上抛运动的上升阶段和下落阶段的加速度没有变化,因此可视为一个整体过程进行研究,要培养学生对整体过程列式的能力;(3)全程法研究竖直上抛运动往往比分段研究要简便;(4)培养学生将实际问题转化为物理模型的能力.
► 探究点三 复杂的匀变速直线运动问题
1.对于多段运动过程问题,如果各段运动已知量是充分的,则逐段求解,要注意上一段运动的末状态即是下一段运动的初状态.2.如果各段运动已知量是不充分的,要充分注意两段运动速度、位移、时间的联系,根据已知条件分别列出方程联立求解.3.根据已知条件和题目特点适当地选择、分拆、组合过程是难度更高的解题技巧,也是解决运动学问题能力的体现.
例3 某公共汽车的运行非常规则,先由静止开始匀加速启动,当速度达到v1=10 m/s时再做匀速运动,进站前开始匀减速制动,在到达车站时刚好停住.公共汽车在每个车站停车时间均为Δt=25 s.然后以同样的方式运行至下一站.已知公共汽车在加速启动和减速制动时加速度大小都为a=1 m/s2,而所有相邻车站间的行程都为s=600 m,有一次当公共汽车刚刚抵达一个车站时,一辆电动车刚经过该车站一段时间t0=60 s,已知该电动车速度大小恒定为v2=6 m/s,而且行进路线、方向与公共汽车完全相同,不考虑其他交通状况的影响,试求:
(1)公共汽车从其中一站出发至到达下一站所需的时间t是多少?(2)若从下一站开始计数,公共汽车在刚到达第n站时,电动车也恰好同时到达此车站,n为多少?
[点评] 本题属于典型多过程问题,重点是分析汽车的运动情况,要找出汽车运动的规律性:出站加速→匀速→进站减速→停车一段时间→出站加速……,进一步求出每一阶段的时间,然后根据其周期性与电动车的运动时间建立时间上的关系,同时还要求出每一阶段的位移,然后根据其周期性与电动车的运动位移建立空间上的关系.[命题意图] 本题的设置意在提示学生对于多过程多体问题应注意以下技巧:(1)根据题意准确反映多过程物体的运动情况,必要时可借助示意图;(2)物体之间的关系无非从描述运动的参量上去寻求,本题只要找出二者在时间和空间上的关系即可,必要时还要考虑两个物体速度上的关系,甚至加速度上的关系;(3)对于周期性过程要善于对整个过程通过通式列方程.
变式题 B [解析] 垫圈的运动可以看成倒过来的初速度为零的匀加速运动,垫圈之间的距离分别为12 cm,36 cm、60 cm、84 cm,满足1∶3∶5∶7的关系,因此时间间隔相等,A错误,B正确;各个时刻末的速度之比应为1∶2∶3∶4,依次落到盘上的时间关系为1∶2∶3∶4,C、D错误.
第10讲 │ 运动图象 追及和相遇问题
第10讲 运动图象 追及和相遇问题
第10讲 │ 编读互动
1.本讲复习首先要让学生理解运动图象的物理含义,要善于从多个角度(轴、线、斜率、面积、交点)分析运动图象,从而全面获取物体运动信息;其次是在此基础上要让学生能根据物体的运动情况画出运动图象,然后应用图象分析运动问题;最后是让学生会用解析法、图象法和巧选参考系等多种方法解答追及和相遇问题.2.本讲例题分类安排思路:(1)正确理解运动图象的基本含义.(2)利用运动图象分析物理问题.(3)求解追及相遇问题.
3.本讲课时安排:第一课时:s-t图象、v-t图象以及两种图象的物理意义,对图象的应用包括求速度、求加速度、求初速度、求位移、对运动过程的分析.第二课时:追及和相遇问题,追及问题中的极值问题,图象法在追及问题中的应用.
第10讲 │ 考点整合
一、两个运动图象处理涉及运动图象类的习题,在策略上应注重五个方面:“一轴二线三斜率四面积五交点”.1.中学阶段所接触的运动图象主要是s-t、v-t两类,其中横轴均表示 ,纵轴分别表示位移与速度.特别应注意这两类图象只能表述 运动的规律,各运动矢量只存在“+”“-”两个方向.2.牢记四种图线及对应的运动类型和解析式.图线表示质点运动的位移或速度随时间变化的趋势或规律.
3.把握图线上各点的斜率的物理意义(1)对于位移图象,图线上各点的斜率表示对应时刻的物体的______.斜率为正,代表物体向____方向运动;斜率为负,代表物体向____方向运动.(2)对于速度图象,图线上各点的斜率表示对应时刻的物体的______.斜率为正,代表物体运动的加速度为____,斜率为负,代表物体运动的加速度为______.4.理解速度图象中图线、坐标轴与时间段所对应的面积的物理意义:在速度图象中,无论图线是何种形状,上述面积均表示物体在对应时间段内的______,其中,时间轴以上面积为______,时间轴以下面积为______.物体的总位移为对应时间段内的面积的代数和.
5.知道交点的含义(1)图线和纵轴的交点表示物体的初始位置或初始速度.(2)在s—t图象中,两图线相交点表示两物体在对应时刻______;在v-t图象中,两图线相交点表示两物体在对应时刻速度达到相等,此时两者的距离应为______.二、相遇与追及1.追及和相遇问题中,两物体沿直线运动的运动时间、位移和速度都有一定的关系.相遇问题的关系包括位移关系与时间关系,追及问题还应考虑速度关系.
2.处理相遇、追及问题常用的三种解题方法:(1)解析法;(2)图象法;(3)巧取参考系法.
► 探究点一 正确理解运动图象的基本含义
第10讲 │ 要点探究
1.明确图象性质首先明确所给的图象是什么图象,即认清图象中横、纵轴所代表的物理量及它们的函数关系.特别是那些图形相似容易混淆的图象,更要注意区分.2.解读图象信息要清楚地理解图象中的“点”、“线”、“斜率”、“截距”、“面积”的物理意义,详见下表.
[点评] 本题主要考查对v-t图象的理解和应用,涉及考点有v-t图象、速度、平均速度、位移概念的准确理解,属于小型综合性选择题,难度中等,但由于忽略位移的矢量性容易导致平均速度的求解错误.
[命题意图] 通过本题可以提醒学生注意以下两方面:(1)准确理解运动图象,能根据题意解读相关信息;(2)对物理问题的分析一定要注意依据基本物理概念,避免想当然,即一定要扣着基本概念理解分析物理问题.如例1中关于前8 s内平均速度的计算,需要用前8 s内的位移除以所用时间8 s,这样就又涉及位移概念,反映到图象上,本题中前8 s内位移应等于前3 s内位移(正值,大小等于时间轴上方三角形面积)与后5 s内位移(负值,大小等于时间轴下方三角形面积)的矢量和.做到有理有据的分析计算,就不会错选C选项或D选项了.
变式题 C [解析] 本题考查运动图象的应用.由题可知,物体先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动,v-t图象为直线,加速度在加速阶段和减速阶段均为定值,A、B、D选项错误;在斜面上,Ff1=μmgcsθ,在水平面上,Ff2=μmg,C选项正确.
► 探究点二 利用运动图象分析物理问题
2.应用图象解决物理问题的三种情况(1)根据题目已给运动图象分析物理问题;(2)根据题意自行画出运动图象并解决问题;(3)对题目中已给图象进行必要的转化,然后根据转化后的运动图象分析问题.例如,题目中给定的是F—t图象,则可转化为a—t图象,再转化为v-t图象.
► 探究点三 求解追及、相遇问题
1.追及、相遇问题常见情景追及相遇问题的实质是研究两个物体的时空关系,只要满足两个物体在同一时间到达同一地点即说明两个物体相遇.常见情景如下:
例3 在水平直轨道上有两列火车A和B相距s.A车在后面做初速度为v0、加速度大小为2a的匀减速直线运动;而B车同时做初速度为0、加速度大小为a的匀加速直线运动,两车运动方向相同.要使两车不相撞,求A车的初速度v0应满足的条件.
[点评] 本题考查典型追击相遇问题,注意四种解题方法的理解和比较,在具体问题的分析中要灵活选取最简捷的方法.
第11讲 │ 本单元实验
第11讲 │ 编读互动
1.通过对本讲的复习,掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法,会用“逐差法”计算物体运动的加速度;会用平均速度法计算物体在任一计数点的瞬时速度;会用图象法求加速度和速度.2.本讲例题分类安排思路:(1)实验原理与实验操作.(2)实验数据和误差分析.(3)同类实验拓展与创新.
3.本讲课时安排:实验原理和实验器材的掌握,实验过程的分析,关于纸带的计算问题,实验注意事项,误差分析,用图象法处理数据的问题.
第11讲 │ 考点整合
研究匀变速直线运动1.实验目的(1)掌握判断物体是否做匀变速运动的方法;(2)测定匀变速直线运动的加速度.2.实验原理测定物体做匀变速直线运动的加速度,最基本的是测出位移和时间关系.
3.实验要点(1)打点计时器(电磁式、电火花式)是一种通过在纸带上周期性打点来记录______的仪器,若打点周期为T,则纸带的运动时间t等于打点间隔数n与T的乘积,即t=nT.与它配套的器材有:交流电源、纸带、复写纸等.(2)研究物体运动的常用实验方法:利用纸带记录物体的运动,通过分析纸带的打点情况来把握物体的运动.①纸带处理:从打点计时器重复打下的多条纸带中选择点迹清晰的一条,舍掉开始比较密集的点迹,从便于测量的地方取一个开始点O(如图11-1所示),然后每5个(也可为任意一个)点取一个计数点A、B、C、…,这样时间间隔T=______ s.然后测出相邻计数点间的距离s1、s2、s3…再进行分析处理.
4.注意事项(1)实验中应先根据测量和计算得出的各Δs先判断纸带是否做匀变速直线运动,根据估算,如果各Δs的差值在5%以内,可认为它们是相等的,纸带做匀变速直线运动.(2)先接通电源,计时器工作后,再放开小车,每打好一条纸带,将定位轴上的复写纸换个位置,以保证打点清晰,同时注意纸带打完点后及时断开电源.(3)应使小车的加速度适当大一些,以能在纸带上长约50厘米的范围内清楚取7~8个计数点为宜.
(4)应区别计时器打出的点与人为选取的计数点(一般使T=0.10 s).选取的计数点不少于6个.(5)不要分段测量各段位移,应一次测量完毕(可先统一量出计数点到点O之间的距离).读数时应估读到毫米下一位.
► 探究点一 实验原理与实验操作
第11讲 │ 要点探究
例1 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,按照实验进行的先后顺序,将下述步骤的代号填在横线上____________.A.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面B.把打点计时器固定在长木板的没有滑轮的一端,并连好电路C.换上新的纸带,再重做两次
D.把长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面E.使小车停在靠近打点计时器处,接通电源,放开小车,让小车运动F.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下边吊着合适的钩码G.断开电源,取出纸带
例1 DBFAEGC [解析] 正确的实验步骤是:把长木板平放在实验桌上,并用垫片把木板的一端垫高.把打点计时器固定在木板较高的一端,并连好电路.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后.使小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,再放开小车,让小车运动,打完一条纸带,断开电源,取下纸带,换上新纸带,再重做两次,即顺序为DBFAEGC.
[点评] 对实验步骤可简化为:放置→固定→连接→先接后放,开始实验→重复实验→数据分析,同时要理解实验步骤中关键几步,如“固定时定滑轮要伸出桌面,打点计时器固定于远离定滑轮的一端;开始实验时先接通电源,后释放小车”等.[命题意图] 通过本题意在强化学生对实验原理的重视和理解,同时规范学生对本实验的基本步骤,避免因一知半解造成的不必要的错误.另外,要让学生注意对于每一个实验的实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤、实验数据的收集和整理、误差分析等各方面都是相互联系的统一体,只有对实验有整体的理解和认识才能准确解答相关问题.
变式题 ACD [解析] 选取计数点可以使用于测量和计算的相邻点的间隔增大,在用直尺测量这些点间的间隔时,在测量绝对误差基本相同的情况下,相对误差较小,因此A正确;在实验中,如果小车运动的加速度过小,打出的点很密,长度测量的相对误差较大,测量准确性降低,因此小车的加速度应适当大些,而使小车加速度增大的常见方法是适当增加挂在细绳下钩码的个数,以增大拉力,故B错,D对;为了减少长度测量的相对误差,舍去纸带上过于密集,甚至分辨不清的点,因此C项正确.
► 探究点二 实验数据和误差分析
若无法再做实验,可由以上信息推知:(1)相邻两计数点的时间间隔为________s;(2)打C点时物体的速度大小为________m/s(取两位有效数字);(3)物体的加速度大小为________________________________________________________________________.(用sA、sB、sD和f表示)
[命题意图] 本题的设置意在巩固学生对于本实验的实验数据处理方法,引导学生针对不同的实验要求合理选取实验数据处理方法.
► 探究点三 同类实验拓展与创新
(1)所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需________(填字母代号)中的器材.A.直流电源、天平及砝码 B.直流电源、毫米刻度尺C.交流电源、天平及砝码D.交流电源、毫米刻度尺(2)通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据,提高实验的准确程度.为使图线的斜率等于重力加速度,除作v-t图象外,还可作________图象,其纵轴表示的是________,横轴表示的是________.
[点评] 本题考查通过打点计时器测定重力加速度,属于教材基本实验的初步拓展,原理与教材基本实验相同,注意迁移应用相应的规律、方法,包括实验数据处理的方法.在本实验中侧重于通过图象处理实验数据.
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