人教版 (2019)必修 第一册第二章 匀变速直线运动的研究综合与测试图片课件ppt
展开一、处理匀变速直线运动的解题模型和常用方法1.匀变速直线运动问题的解题模型
物体以一定的初速度冲上固定的光滑斜面,到达斜面最高点C时速度恰好为零,如图,已知物体运动到斜面长度3/4处的B点时,所用时间为t,求物体从B滑到C所用的时间。
思路引导:物体上滑过程是匀减速直线运动,可利用匀变速直线运动的规律用多种方法求解。
二、匀变速直线运动两种图像的意义及应用1.直线运动的规律可用代数式进行描述,也可以用图像的形式来描述。研究运动图像要从以下几点来认识它的物理意义:(1)从图像识别物体运动的性质。(2)图像的截距(即图像与纵轴或横轴的交点坐标)的意义。(3)图像的斜率的意义。(4)图像与坐标轴所围面积的物理意义。(5)图像上任一点的物理意义。
2.x-t图像与v-t图像的比较如图1、2和下表是形状一样的图线在x-t图像与v-t图像中的比较。
(多选)(2021·湖南长沙市高一期末)如图所示的位移(x)—时间(t)图像和速度(v)—时间(t)图像中,给出四条曲线1,2,3,4分别代表四个不同物体的运动情况,
关于它们的物理意义,下列描述正确的是( )A.图线1表示物体做曲线运动B.x-t图像中t1时刻两物体处于同一位置C.v-t图像中0~t3时间内3和4的平均速度大小不等D.两图像中,t2,t4时刻分别表示2,4开始反向运动思路引导:通过该题认真比较“x-t”与“v-t”图像的异同,特别体会“斜率”“交点”“拐点”等在不同图像中所代表的物理意义。
解析:运动图像反映物体的运动规律,不是运动轨迹,无论速度时间图像还是位移时间图像只能表示物体做直线运动,故A错误;x-t图像中t1时刻图像相交表明两物体处于同一位置,故B正确;在v-t图像中图线与时间轴围成的面积等于物体发生的位移,故在0-t3时间内4围成的面积大于3围成的面积,故3的平均速度小于4的平均速度,故C正确;x-t图线的斜率等于物体的速度,斜率大于0,表示物体沿正方向运动;斜率小于0,表示物体沿负方向运动;而t2时刻之前物体的运动沿正方向,t2时刻之后物体沿负方向运动,故t2时刻开始反向运动。v-t图像中速度的正负表示运动方向,从0-t5这段时间内速度始终为正,故t4时刻没有反向运动,故D错误。
三、纸带问题的处理方法1.由纸带判断物体的运动性质:在纸带上测出各个连续相等的时间T内的位移分别是x1、x2…xn,①如果x1=x2=…=xn,则物体做匀速直线运动;②如果x2-x1=x3-x2=…=xn-xn-1≠0,即在连续相等时间内的位移差相等,据此可判断物体做匀变速直线运动;如果不相等,则物体做变加速直线运动。
(2021·江苏宿迁市高一期末)如图甲所示,某实验小组利用打点计时器测量小车匀变速直线运动的加速度。实验器材有:电磁打点计时器、一端附有滑轮的长木板,小车、纸带、细线、托盘、砝码、刻度尺、导线、交流电源等。
(1)小组中两位同学纸带的不同穿法如图乙所示,你认为______(选填“A”或“B”)的效果更好;(2)安装好所需的器材后准备进行实验,下面操作必要的是______;A.把附有滑轮的长木板的一端适当垫高,平衡小车运动过程中所受的摩擦力B.调节定滑轮使细线与长木板板面平行C.拉小车运动的托盘和砝码的质量远小于小车的质量D.实验时,先释放小车,后接通电源
(3)从纸带上打出的点中选出零点,因保存不当,纸带被污染,如图丙所示,A、B、C、D为依次排列的4个计数点,相邻两个计数点之间还有4个点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离SA、SB、SD,电源频率为f。根据以上信息求得,物体的加速度大小为___________________(用SA、SB、SD和f表示)。
解析:(1)纸带应穿过打点计时器的限位孔,压在复写纸下面,据图可知B图正确;(2)此实验中不需要平衡摩擦力,A错误;调节定滑轮使细线与长木板板面平行,B正确;此实验只需让小车加速运动即可,不需要拉小车运动的托盘和砝码的质量远小于小车的质量,C错误;实验时,先接通电源,后释放小车,D错误。故选B。
思路引导:运动员起跳的逆过程可看成初速度为零的匀加速直线运动,应用“等分位移”的比例关系,可使求解问题简化。
二、临场真题练兵1.(多选)2018·全国卷Ⅱ,19)甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动,其速度—时间图像分别如图中甲、乙两条曲线所示。已知两车在t2时刻并排行驶。下列说法正确的是( )A.两车在t1时刻也并排行驶B.在t1时刻甲车在后、乙车在前C.甲车的加速度大小先增大后减小D.乙车的加速度大小先减小后增大
解析:“v-t”图像中,图线与时间轴包围的“面积”表示位移,由题图可知,在t1~t2时间内,甲车通过的位移大于乙车通过的位移,而t2时刻两车并排行驶,所以t1时刻甲车在后乙车在前,故选项A错误,B正确;根据“v-t”图像中图线的斜率表示加速度,可知甲车和乙车的加速度大小都是先减小后增大,故选项C错误,D正确。
2.(多选)2018·全国卷Ⅲ,18)甲、乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做匀加速直线运动,乙做匀速直线运动。甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是( )A.在t1时刻两车速度相等B.从0到t1时间内,两车走过的路程相等C.从t1到t2时间内,两车走过的路程相等D.在t1到t2时间内的某时刻,两车速度相等
解析:在“x-t”图像中,图线斜率表示速度,t1时刻甲、乙两车图线的斜率不同,即速度不相等,故选项A错误;甲、乙两车开始运动的起点不同,t1时刻位置相同,所以从0到t1时间内两车走过的路程不相等,故选项B错误;在t1、t2时刻两车的位置相同,并且做单向直线运动,所以从t1到t2时间内两车通过的路程相等,故选项C正确;由图线可看出,在t1到t2时间内的某时刻两图线的斜率相同,即速度相等,故选项D正确。
3.(2020·江苏,11)疫情期间“停课不停学”,小明同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄物体自由下落的视频,得到分帧图片,利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度,实验装置如图1所示。
(1)家中有乒乓球、小塑料球和小钢球,其中最适合用作实验中下落物体的是______________。(2)下列主要操作步骤的正确顺序是________________。(填写各步骤前的序号)①把刻度尺竖直固定在墙上②捏住小球,从刻度尺旁静止释放③手机固定在三角架上,调整好手机镜头的位置④打开手机摄像功能,开始摄像
解析:(1)利用小球的自由下落测量当地的重力加速度的实验中,要求空气阻力相对于小球的重力来说可以忽略,所以选取小球时要尽可能选取体积小、密度大的球,故几种小球中最适合用作实验中下落物体的是小钢球;(2)实验时要先把刻度尺竖直固定在墙上,再固定手机,调整好手机镜头的位置,然后打开手机摄像功能,开始摄像,从刻度尺旁静止释放小球,故正确的操作顺序为:①③④②;
4.(2019·全国卷Ⅲ,22)甲乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验。实验中,甲同学负责释放金属小球,乙同学负责在小球自由下落的时候拍照。已知相机每间隔0.1s拍1幅照片。(1)若要从拍得的照片中获取必要的信息,在此实验中还必须使用的器材是______。(填正确答案标号)A.米尺 B.秒表C.光电门 D.天平
(2)简述你选择的器材在本实验中的使用方法。答:____________________________________________。(3)实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5cm,ac=58.7cm,则该地的重力加速度大小为g=_______m/s2。(保留两位有效数字)
将米尺竖直放置,使小球下落时尽量靠近米尺
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