高中物理必修一匀变速直线运动图像及纸带处理(学案).doc

专题一 运动图象、纸带处理 武都二中 焦正君一. 教学目标（我们要学什么？）(一)知识与技能1.掌握进一步掌握运动图象的意义，并能加以应用2.掌握纸带处理的方法。(二).过程与方法1.通过对运动图像的理解，强调处理运动学问题的过程意识2.纸带处理方法的灵活性(三).情感态度与价值观：1.相同图线，不同意义，分析问题的实质所在，掌握其真实的意义2.不同问题，不同的解决方法。处理问题的方法论。二.典例精析（认真分析知识.规律在实际应用中的方法。）（一）在物理学中，物理量之间的关系可用一段文字表述，也可以用数学公式来表述，还可以用图像来表述，而通过图像可以直观、形象的反映出某物理量随另一物理量变化的情况，从而有助于我们准确地把握物理量之间的定性和定量关系，有助于我们加深对规律的理解，更快捷、方便的解决问题等。处理图像问题一般要关注图线以下几点：轴（单位、标度）、线（点、变化趋势）、斜率（物理意义、正负）、截距（初状态）、交点（相同物理量）、极值点（转折点、临界点）、面积（有些面积代表另外的物理量）等。1. 对v-t图象的认识（1）v-t图象的物理意义 （2）匀速直线、匀变速直线运动的v-t图线，形状分别是 （3）图线斜率K的意义 （4）图线截距的意义 （5）图线交点的意义 （6）图线与t轴所围面积的意义 典例1：A、B两物体从同一地点、同时开始运动，其速度-时间图像如图所示。t/sV/(m/s)0123246AB-24（1） 在t=0时两物体最初的运动状态，并定性说明：0-4s内A、B做怎样的运动？ （2）A、B两个物体运动的加速度大小、方向有无变化，若变化，什么时刻变化？ （3）A、B什么时刻速度相等，此时两物体的位移大小为多少，方向是否相同？相对位置如何？ (4) B物体在前4s内的位移大小、方向？ （5）对B物体的运动，速度、时间的函数关系？ 2. 对x-t图象(或称s-t图象)的认识（1）x-t图象的物理意义 （2）匀速直线、匀变速直线运动的x-t图线，形状分别是 （3）图线斜率K的意义 （4）图线截距的意义 （5）图线交点的意义 t/sX/m0123246AB-24典例2. 如图所示，A、B两物体相对坐标原点的位移-时间图像。（1） 在t=0时两物体最初位置，并定性说明：0-4s内A、B做怎样的运动？ （2）A、B两个物体运动的速度大小、方向，有无变化，什么时刻变化？ （3）前4s内A、B的位移大小、方向关系？路程大小关系？ （4）A、B什么时刻相对坐标原点的位移相等，此时两物体的位移大小为多少？ (5) 对B物体的运动，位移、时间的函数关系 -4t/s123404563. 对图象的识别、应用典例3.一物体的运动图象如图所示（图中出现物理量的单位均为国际制基本单位）：（1） 若图中纵轴表示速度，则物体所做的运动形式为（ ）、物体到达的最大位移为（ ）、第一次反向运动的时刻为（ ）。（2） 若图中纵轴表示位移，则物体所做的运动形式为（ ）、物体到达的最大位移为（ ）、第一次反向运动的时刻为（ ） A做往复直线运动 B.做匀速直线运动 C.做单方向直线运动 D.做匀加速直线运动 E2m F.4m G.6m H.8m I1s J.2s K.3s L.4s典例4.如图，是描述一个小球从水平桌面正上方的一点无初速度自由下落，与桌面经多次碰撞后最终静止在桌面上的运动过程，则图线可大致反映下列哪个物理概念或物理量随时间变化的过程。（不计与桌面的碰撞时间，在运动过程中加速度保持恒定。）（ ）A轨迹 B路程 C位移 D速度典例5. 如图，质点做直线运动的速度-时间图线，初速度V0,末速度V1,则在t1时间内的平均速度（ ）V0V1VO t1 tA B C D无法比较与的大小（二）匀变速直线运动的纸带处理在匀变速直线运动中，对纸带打出点的处理涉及到几个重要的规律，这些规律可以简化我们的运算、广泛的应用于相似物理情景，在高中物理的学习、考查中有着举足轻重的作用。纸带处理要主要掌握以下问题：1. 计数点的选取选择一条点迹清晰的纸带，舍弃开头比较密集的点子，在适当的位置找一个开始点。为了测量方便和减小误差，通常不用每打一次点的时间单位作为时间单位，而是每打几个点的时间间隔作为时间单位，定计数点。如每打5个点的时间间隔作为时间单位，或说成每隔4个点取一计数点、每5个点取一计数点，则T50.020.10s。如图（1）所示，对应计数点的周期为T s2. 距离的测量为减小实验误差，测量通常从第一个计数点开始，测量每个计数点到第一个计数点的距离。测量时注意标尺的精确度，读出数据时注意估读，保证精度、有效位数。如图（1）所示，四个计数点到0的距离依次为：S1= cm、S2= cm、S3= cm、S4 = cm。图（1）40123S1S2S3S4需要注意的是：有些题目中也可能提供相邻计数点的距离，如图（2）所示，这种情况下，应注意求解速度、加速度等方程的转化。图（2）3. 通过纸带求速度方法如求图（1）中计数点1、2、3的速度的依据为：在匀变速直线运动中，中间时刻速度等等于这一段运动的平均速度。对应的方程及速度大小为： m/s、 m/s、 m/s. 若用图（2）中的距离可表示为V1 m/s。4. 通过纸带求加速度的方法 （1）试证明：在匀变速度直线运动中，相邻、相同时间内的位移之差相同，且（a为加速度，T为相同的时间间隔。）。说明：此结果是判定纸带是否做匀变速直线运动的主要依据。据上述结果推导：第m段与第n段的位移之差为：。（2）通过纸带求加速度的三种方法对比（结合图（2）：方法1.由相邻、相同的时间内的位移之差方程可得：，。对于平均加速度方法2.逐差法： 因为、对于平均加速度 试通过两结论的理解、对比，说明：上述两种求解平均加速度方法的取舍。 若是位移从起点开始，则方程又可以表示为 a= 图（1）中纸带的加速度a= m/s2. 若是有六段相邻、相同时间内的位移，则方程又是怎样呢？ 方法3.通过v-t图象：应用各点对应的瞬时速度，描点、画出速度-时间图线，然后确定图线的斜率，即等于小车的加速度。（1） 定点：定轴（物理意义及单位）、定标度（选标度的依据：作出的图线能尽可能的占有作图区间）、定点。（2） 连线：通过匀变速直线运动确定的各点中，由于误差的存在，一般不会所有的点都恰在一条直线上。作出图线的方法为：使尽量多的点分布在直线两侧。可使结果与真实值的误差相对减小。注意不可作折线或是平滑的曲线。（3） 确定斜率：得到v-t图线后，应在图线上选取距离较远的两点对应的速度变化量和时间间隔，结合求出斜率，即为加速度a。典例6已知，一匀加速度直线运动的物体，在第3s内通过的位移为6m，在第7s内通过的位移为8m，则物体的加速度为多少？ 课后达标检测tx0tx0tx0xt01.如图，表示物体始终做匀速直线运动的图象是( ) A B C D2.图中为一个运动物体的速度时间图像，图中曲线为圆弧，则可以判定物体的运动是（ ）A圆周运动 B减速运动C直线运动 D加速度减小x/mt1t/sO3如图所示，同时出发做直线运动的、两个质点x-t图象，则：（）在运动过程中，质点总比质点快在运动过程中，质点的加速度总比质点的大当t=t1时，两质点的速度相等在t1内，两质点的位移相同4.甲乙两个质点同时、同地向同一方向做直线运动，它们的vt图象如图所示，则（ ）A乙比甲运动的快B2 s乙追上甲C甲的平均速度大于乙的平均速度D乙追上甲时距出发点40 m0t/sV/(m/s)5如图所示，是某质点直线运动的x-t图，试分析：t/sx/m0246246（1） 质点在AB、BC、CD段的过程各作什么运动（2） 5s内的位移（3） 由质点的x-t图象画出V-t图象。6如图，两个光滑斜面，高相同，右边由两部分组成，且AB+BC=AD，两球分别从A点两侧沿斜面由静止滑下，不计转折处的速度大小的变化，试通过图象法分析：哪一边的小球先到底部？（已知：在AB、BC、AD各段的加速度大小不变、大小关系为：aABaADaBC，并且两球到达底部时的速度大小相同。）7下图是用纸带拖动小车，用打点计时器测定匀变速运动的加速度打出的一条纸带，A、B、C、D、E为我们在纸带上所选出的计数点，相邻计数点内还有四个打出点。试求：（1）判断小车的运动是否可以作为匀变速直线运动，说明依据。若是匀变速运动，则求下列问题。 （2）打点计时器打下B、C、D各点时的小车速度 （3）小车的加速度（4）求在A点的速度（5）如果当时电网中交变电流的频率是f =51Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比_（选填：偏大、偏小或不变）52.0mmABC84.0mm120.0mm24.0mmDE8.某同学在测定匀变速运动的加速度时，得到了几条较为理想的纸带，已知每条纸带上每5个点取一个计数点，依打点先后编为0，1，2，3，4，5，由于不小心，纸带被撕断了，如图所示，请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答：（1）在B、C、D三段纸带中选出从纸带A上撕下的那段应该是 。（2）纸带的加速度大小是 m/s2。 （3）打第4个计数点对应点时，速度大小是 m/s。As2s1BCDEs0O9如图，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，测出A距起始点O的距离为s0，点AC间的距离为s1，点CE间的距离为s2，使用交流电的频率为f，根据这些条件可得纸带的加速度a_ _。x012345622.530.037.545.052.5y/mm60.010做匀加速直线运动的小车，牵引一条纸带通过打点计时器，交流电源的频率为50Hz，由纸带上打出的某一点开始，每5个点剪下一段纸带，按图所示，使每一条纸带下端与x轴重合，左边与y轴平行，将纸带段粘贴在直角坐标系中，则（1）在第一个0.1s内中间时刻的速度是 m/s（2）小车运动的加速度是 m/s2（保留两位有效数字）。11为了测定某辆轿车在平直公路上起动时的加速度（轿车起动时的运动可近似看作匀加速运动），有人拍摄了一张在同一底片上多次曝光的照片，如图所示。拍摄时每隔2s钟曝光一次，轿车车身总长为4.5m，那么这辆轿车的加速度约为（ ） A1m/s2B1.5m/s2 C2m/s2D3m/s2