高中物理《勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系》 學(xué)案3
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111 2.3 勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系(學(xué)案) 張成進 江蘇徐州睢寧魏集中學(xué) 一、學(xué)習(xí)目標 1. 知道什么是位移—時間圖像,以及如何用圖像表示位移和時間的關(guān)系。 2. 知道在v-t圖象如何求出物體的位移。 3. 理解勻速直線運動的速度—時間圖象和位移—時間圖象。 4. 理解勻變速直線運動速度—時間圖象和其位移—時間圖象。 二、課前預(yù)習(xí) 1、勻速直線運動的速度—時間圖象的特點是 ;位移—時間圖象的特點是 。 2、物體的位移可以用速度—圖象中 來表示。 3、勻變速直線運動的速度公式是 ; 。 4、勻變速直線運動的位移—時間圖象的特點是 。 三、典型例題 問題1:一物體做勻加速度直線運動,0時刻的速度=2m/s,加速度=2m/s2,求物體1秒內(nèi)的位移、2秒內(nèi)的位移。 問題2:汽車在平直公路上以10m/s的速度向正東方向勻速直線運動,求1秒內(nèi)的位移、2秒內(nèi)的位移。 例1:分別求出“問題1”中物體1秒內(nèi)、2秒內(nèi)、3秒內(nèi)、4秒內(nèi)、5秒內(nèi)的位移并作出位移—時間圖象。 例2、一輛汽車在平直公路上從靜止開始以2m/s2的加速度勻加速啟動,求4S初至5S末這段時間內(nèi)汽車的位移。 例3、某做直線運動的質(zhì)點位移隨時間變化的關(guān)系為,S與t單位分別是m,s。求該質(zhì)點的初速度和加速度。 例4、一輛汽車以1m/s2的加速度加速行駛了12S,駛過180m。汽車開始加速時的速度是多少? 例5、以18m/s的速度行駛的汽車,制動后做勻減速運動,在3S內(nèi)前進36m,求汽車的加速度。 例6、如圖所示為一物體運動的速度—時間圖象,下列判斷正確的是( AB ) 3 2 1 -1 -2 -3 1 2 3 4 t/s v/ms-1 A.物體的初速度為3m/s B.物體的加速度大小為1.5m/s2 C.2s末物體位于出發(fā)點 D.前2秒的加速度與后兩2秒的加速度方向相反 三、鞏固練習(xí) 1. 做勻加速直線運動的質(zhì)點,運動了t時間,下列說法正確的是( ) A. 它的初速度越大,通過的位移一定越大 B. 它的加速度越大,通過的位移一定越大 C. 它的末速度越大,通過的位移一定越大 D. 它的平均速度越大,通過的位移一定越大 2. 一輛汽車以72km/h的速度行駛,因故剎車并最終停止運動。已知a大小為5m/s2,則從開始剎車經(jīng)過5S時,汽車通過的位移是多少? 3. 自行車以4m/s的初速度勻減速上一個斜坡,a大小為0.2m/s2,斜坡長20m,則通過斜坡需要多少時間? t(s) v(m/s) 0 5 5 4 3 2 1 -5 4. 一質(zhì)點從0時刻開始由原點出發(fā)沿直線運動,其速度—時間圖象如圖所示,則該質(zhì)點( ) A. t=1s時離原點最遠 B. t=2s時離原點最遠 C. t=3s時回到原點 D. t=4s時回到原點,路程為10m A B C 5. 一輛汽車在筆直的公路上做勻變速直線運動,該公路每隔15m設(shè)置一個路標,如圖,汽車通過AB兩相鄰路標用時2s,通過BC兩路標用時3s,求汽車通過ABC三路標時的速度。 6. 速度、加速度的測量通常比位移的測量要復(fù)雜些,而有的時候我們只需比較兩個物體運動的加速度,并不需要知道加速度的大小,例如比較兩輛汽車的加速性能就是這樣。如果已知兩個物體在相同時間內(nèi)從靜止開始運動的位移之比,怎樣根據(jù)運動學(xué)的規(guī)律由此求出它們的加速度之比。 標準答案 該學(xué)案可以結(jié)合與之配套的教案(一種非常適合學(xué)生自學(xué)的詳細教案,模擬真實的課堂教學(xué)情境,力爭無坡度引入)使用,例題答案見教案。 1. D 從勻變速運動速度公式和可知位移均由三個物理量共同決定,題設(shè)中時間是已知的,即使知道了初速度、加速度或末速度其中一個量,還是只有兩個已知量,無法確定位移s,所以ABC均錯。根據(jù)公式可知時間已知的情況下,平均速度越大,位移越大。 2. 40m 又是剎車問題,千萬不能莽撞地將已知量代入公式就進行計算,解題前一定要搞清楚,汽車從剎車開始要多長時間能停下來。如果汽車5秒就停下來了,題目要你求剎車后10秒位移,你若直接將數(shù)據(jù)代入,結(jié)果當(dāng)然是錯誤的,為什么錯了,因為我們所學(xué)的公式均只適用于勻變速運動,使用公式的前提就是你選擇研究的這段過程一定要勻變速,5秒停下來,就只有5秒是勻變速,如果要求10秒內(nèi)位移,因為10秒內(nèi)不全是勻變速,前5秒勻減速,后5秒是靜止,既然整個不是勻變速則不能對整個過程用公式。 該題中初速度為72km/h=20m/s,加速度為5m/s2,說明只需要4秒車就停止下來了,那要求5秒內(nèi)位移,我們用公式代入時只能用4S代入 3. 5.86s 該題許多學(xué)生讀完題后立刻將已知量代入公式。于是有,大部分同學(xué)會舍去第一個值而取第二值,至于為什么會出現(xiàn)兩個值卻不知道原因,原因是:對于物體做勻減速運動,如果對時間不加限制,那么物體將會先勻減速至速度為0再反向加速至速度無窮大。在出發(fā)點至速度為0的點之間任何一個位移值都對應(yīng)2個時間。如若出發(fā)點至速度為0點間的距離是40m,則物體位移為20m時對應(yīng)兩個時刻,一個是勻減速經(jīng)過20m點處;一是反向加速過程中經(jīng)過20m點處。所以該題會有兩個解,我們?nèi)〉谝粋€。 4. D 速度—時間圖象中函數(shù)圖象包圍的面積表示物體的位移,時間軸上方的位移為正,下方的位移為負,于是有前4s內(nèi)位移為0,路程是實際運動軌跡的長度,前2秒位移+5m,后2秒位移-5m,總位移為0,但總路程10m。 5. 8.5m/s 6.5m/s 3.5m/s 解題第一步選擇研究過程用公式,該題中可供選擇的有三個過程:AB、BC、AC,每個過程單獨看都是只有兩個量,從位移公式看最少得知道三個量才能將該過程其它量解出來。該題肯定是用方程組解,選兩個過程各得出一個公式,兩個公式里只能有兩個求知數(shù),所以常見的就是選AB、AC兩段 聯(lián)立可解得。 6. 111- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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