课件14张PPT。实验1:
一粉笔和一薄纸同时从同一地点下落,谁先着地?
实验2:
同样重量的薄纸团和薄纸呢?原因:空气阻力对运动快慢有影响探究影响落体运动快慢因素牛顿管抽气后,就排除了 的影响 注意:观察实验 得出结论空气牛顿管实验现象: 。
结论: 。 在真空中下落快慢与物体的重量无关在真空中同时落地一、定义:
物体 只在重力作用下 从 静止 开始下落的运动三、性质:自由落体运动§2.4 自由落体运动二、特点:V0=0只受重力实验3: 用打点计时器测自由落体的加速度实验装置数据处理g =9.8m/s2或g =10m/s2自由落体运动
一、定义:
物体 只在重力作用下 从 静止 开始下落的运动三、性质:
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
四、加速度大小:g(重力加速度)纬度越高 方向: .竖直向下g 值越大二、特点:只受重力V0=0四、速度和位移公式V=V0+at匀变速直线运动自由落体运动gggV= gt小结物体 只在重力作用下 从 静止 开始下落的运动一、定义:三、性质:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动四、加速度(重力加速度)方向: .竖直向下大小:g =9.8m/s2或g =10m/s2纬度越高 g 值越大二、特点:只受重力V0=0四、速度和位移公式V= gt例1、关于自由落体运动,下列说法正确的是( )A、物体竖直向下的运动一定是自由落体运动
B、自由落体运动是初速度为零、加速度为g的
竖直向下的匀加速直线运动
C、物体只在重力作用下从静止开始下落的运动
叫自由落体运动
D、当空气阻力的作用比较小、可以忽略不计时,
物体静止开始下落的运动可看作自由落体
运动例2、关于自由落体运动的加速度g,下列说法
正确的是( )A、重的物体g大
B、同一地点,轻、重物体的g值一样大
C、g值在地球上任何地方都一样大
D、g值在赤道处大于北极处例3、一个物体从楼顶下落,在到达地面前最后 1s内下落的高度为楼高的7/16,求楼高?例4、为了求出塔的高度,从塔顶只有下落一石
子,除了需要知道重力加速度以外,还需
只知道下面哪一项( )A、石子落至地面所经历的时间
B、最初1s内石子的位移
C、最后1s内石子的位移
D、第1s末的速度和第2s末的速度例5、水滴从屋檐自由落下,当它通过屋檐下
高为1.4m的窗户时,用时0.2s,空气阻
力不计,取g=10m/s2,求此窗户离屋檐
距离?例1、为了测出井口到水面的距离,让一小石块从井口自由下落,经过2.5秒后听到石块击水的声音,估计井口到水面的距离.考虑到声音在空气中传播需用一定的时间,估算结果偏大还是偏小?课件16张PPT。
伽利略对自由落体运动的研究分析物体的(受力情况)空气中纸片下落空气中重物下落真空中重物下落f空气阻力f空气阻力空气阻力f为零G重力G重力G重力历史的回顾亚里士多德通过对大量的物体自由下落的观察,直接得出结论:重的物体比轻的物体下落的快,即“重快轻慢”。由于他在学术界的崇高地位,且该结论符合生活经验,这种论断流传了近2000年。 逻辑的力量16世纪,意大利的科学家伽利略用佯谬的方法巧妙地推翻了这种观点。
(并在比萨斜塔用实验证明了这种观点 )(问题):
既然物体自由下落跟质量无关,那么它到底遵循什么样的规律呢?
伽利略用推论否定了亚里士多德的观点后,就开始研究落体运动的性质。伽利略的探索之路(知识=观察+实验+思考)大胆的猜测:下落物体的速度是随时间均匀增加的,即
则:测瞬时速度V与时间t成正比 困难一 瞬时速度无法准确测量为了解决测量瞬时速度的困难,伽利略寻求间接验证的途径(思维的作用)
则:测下落的高度与时间t2成正比
冲淡重力困难二 物体下落很快,很难测定不同位移的时间
(思维)为了减缓物体下落速度,伽利略设计了著名的“冲淡重力”的斜面实验。 实验验证 :伽利略用铜球从斜槽的不同位置由静止下落,伽利略手稿中记录的一组实验数据
结果表示为:
伽利略发现,斜面的倾角不同,上述比例关系同样成立,只是这个常数的随着θ的增大而增大。合理外推 困难三、伽利略用斜面实验验证了后,怎样说明落体运动也符合这个规律?
合理外推:随着的增大, 的数值在增大。当θ=900时,即物体竖直下落时,这个关系也应该成立,这时的数值最大。至此,他终于成功地验证了原先的猜想,不但否定了亚里士多德的错误论断,而且得到了物体下落的规律。
分析:伽利略的成功,不仅在与找到了落体运动的规律,更重要的是开辟了一条研究物理学的研究之路。
现在我们已经有足够的设备准确的验证落体运动规律
超越伽利略 现在我们不必用斜面来“冲淡重力”,采用现代化的仪器设备可以对落体运动精确地“计时”、“定位”,直接研究落体运动的性质。
现代研究落体运动的方法 :
1、“自由落体频闪照片”求加速度
2 、用打点计时器研究纸带求出加速度
3、其它方法(测速计等)人们采用先进的实验手段测得:
一切物体的自由落体的加速度都相同,这个加速度叫重力加速度,用g表示。通常的计算,g值取9.8m/s2
实际意义 :
当物体所受空气阻力比物体本身重力小得多时,即f< 《伽利略对自由落体运动的研究》
2、亚里士多德是古代伟大的思想家、哲学家,但他在物理方面的结论,如重快轻慢、物体的运动需要力来维持,却是错误的。这是为什么?
请带着这个问题去图书馆或上网查找亚里士多德和伽利略的有关资料,做一点关于这两位学者的科学观念、方法、态度等方面的调查。介绍一本好书对话交流
共同发展课件17张PPT。伽利略对自由落体运动的研究一、逻辑的力量V12>8V1=8V2=44提出问题猜 想物体下落的速度与时间成正比运用逻辑
得到推论实 验 验 证伽利略的实验设计:“冲淡重力”“冲淡重力”实验结论:小球沿斜面的运动是匀加速直线运动。且斜面倾斜角越大,小球加速度越大。分 析 推 理 如果斜面倾角增大到九十度,小
球仍然做匀加速直线运动,且加
速度最大。
结 论自由落体运动仍保持
匀加速直线运动的性质,
而且所有物体下落的加
速度都一样。伽利略在寻找自由落体运动规律中
使用的方法?对现象的
一般观察提出
假设运用逻辑
(包括数学)
得到推论实验
验证
推论对假
设进
行修
正和
推广讨论:
学完了这一课,你觉得有什么想法?和收获?德国著名物理学家玻恩(188一1970)说:“我荣获1954年的诺贝尔奖金,与其说是因为我所发表的著作里包括了一个自然现象的发现,倒不如说是因为那里面包括一个关于自然现象的新思想方法基础的发现。” 伽里略已死去三百多年,他所发现的自由落体规律在物理学知识的长河中所占比例愈来愈小,但他研究问题所创造的一套科学方法,却不断为后人所继承、发扬,创造了比自由落体规律高出千百倍的财富。 课件17张PPT。 2.3 匀变速直线的位移与 时间的关系一、匀速直线运动的位移 匀速直线运动,物体的位移对应着v-t图像中的一块矩形的面积。二、匀变速直线运动的位移1、 匀变速直线运动,物体的位移对
应着v-t图像中图线与时间轴之间包围
的梯形面积。
2、公式3、匀变速直线运动的平均速度公式
v=(v0+v)/2课堂训练1、一辆汽车以1m/s2的加速度加速行驶了12s,驶过了180m,求汽车开始加速时的速度是多少?
9m/s
2、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?
10s3、以10m/s的速度匀速行驶的汽车刹车后做匀减速运动。若汽车刹车后第2s内的位移为6.25m(刹车时间超过2s),则刹车后6s内汽车的位移是多大?
a=-2.5m/s2 20m
4、以10m/s的速度行驶的汽车关闭油门后后做匀减速运动,经过6s停下来,求汽车刹车后的位移大小。
30m小结一、匀速直线运动的位移
1、匀速直线运动,物体的位移对应着v-t图像中的一块矩形的面积。
2、公式:S = v t
二、匀变速直线运动的位移与时间的关系
1、 匀变速直线运动,物体的位移对应着v- t图像 中图线与时间轴之间包围的梯形面积。
2、公式
3、平均速度公式
v=(v0+v)/2
[课堂探究]一质点以一定初速度沿竖直方向抛出,得到它的速度一时间图象如图所示.试求出它在前2 s内的位移,后2 s内的位移,前4s内的位移.[课堂探究]如图所示,初速度为负值的匀减速直线运动,位移由两部分组成:t1时刻之前位移x1为负值;t2时刻之后位移x2为正值;故在0~t2时间内总位移x=|x2|一|x1|[课堂探究] 一质点沿一直线运动,t=0时,位于坐标原点,图为质点做直线运动的速度一时间图象.由图可知:
(1)该质点的位移随时间变化的关系式是:x= .
(2)在时刻t= s时,质点距坐标原点最远.
(3)从t=0到t=20 s内质点的位移是 ;通过的路程是 ;
参考答案:(1)一4t+0.2t2 (2)10 (3)0 40 mX=一4t+0.2t2
请你根据本式求出v0和a;并描绘出x-t图像课堂训练1、射击时,火药在枪筒里燃烧。燃气膨胀,推动弹头加速运动。我们把子弹在枪筒里的运动看做是匀加速直线运动,假设子弹的加速度是a=5×105m/s,枪筒长 x=0.64m,我们计算子弹射出枪口时的速度。
800m/s
三、匀变速直线运动的位移与 速度的关系
v2 - v02 = 2 a s匀变速直线运动公式1、速度公式 v = v0 + at
2、位移公式 S = v0 t+1/2 at2
3、推论 v2 - v02 = 2 a s
4、平均速度公式 v=(v0+v)/ 2
课堂训练1、射击时,火药在枪筒里燃烧。燃气膨胀,推动弹头加速运动。我们把子弹在枪筒里的运动看做是匀加速直线运动,假设子弹的加速度是a=5×105m/s,枪筒长 x=0.64m,我们计算子弹射出枪口时的速度。
800m/s2、一辆载满乘客的客机由于某种原因紧急着陆,着陆时的加速度大小为6m/s2,着陆前的速度为60m/s,问飞机着陆后12s内滑行的距离为多大?
300m3、一辆沿平直公路行驶的汽车,经过路口时,其速度为36km/h,经过路口后以2m/s2的加速度加速行驶,求:
(1)加速3s后的速度和距路口的位移
(2)从开始加速到达该路所限制的最高时速72km/h时,距路口的位移。
(1)16m/s 39m
(2)75m课件18张PPT。位移和时间的关系思考与练习如图所示,有一个质点从A沿路线ABCDA绕圆周运动一圈。已知圆的半径R=1m。运动一周的时间t=4s,且运动快慢不变。问:
A到C的位移和路程分别多大?
A到B和B到C的位移相同吗?
物体在第3s初的位置为何处?第3s内的位移大小和方向如何?ABCD观察与思考有一辆汽车在公路上行驶,一位观察者测定以下结果:
分析数据,看有什么规律?
①位移随时间的增加而增加;
②大约5s内的位移都是100m。或者说,在误差允许的范围内,在相等的时间(每5s)里汽车的位移是相等的(100m)一、匀速直线运动定义:物体在一条直线上运动,如果在相等的时间里位移相等,这种运动就叫做匀速直线运动。
特点:位移与时间成正比,即位移与时间的比值是一个常量。
另:在物理学中,我们把某个物理量的变化与时间的比值叫做这个物理量的变化率。变化率即变化的快慢。理解:①物体运动的轨迹是直线;
②在任何相等的时间内位移相等二、位移-时间图象我们能不能把表中的数据用坐标来表示呢1.位移-时间图象的物理意义横坐标5、10……的含义是什么?纵坐标100、200的含义是什么?
s-t图象中的某一点,如A的含义是什么?
s-t图象中一个点的物理意义:表示运动物体在某时刻所处的位置。A2.匀速直线运动的位移图象是一条直线如图所示,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示三个物体的位移图象,它们是匀速直线运动吗?它们有什么区别?t/sⅠⅡⅢ3.位移图象斜率与运动快慢的关系例2.如图所示Ⅰ、Ⅱ运动有什么不同?ⅠⅡ位移图象中的图象斜率越大,越大越快,斜率在数值上等于位置的变化率大小另:斜率的求法:
k=△y/△x思考
Ⅰ、Ⅱ分别做什么直线运动?哪个物体运动较快?ⅠⅡ三、变速直线运动1.定义:物体在一条直线上运动,如果在相等时间里位移不相等,这种运动叫做变速直线运动。
2.变速直线运动的位移图象不是直线而是曲线。如图:
切记:图象并非轨迹巩固练习 如图所示为一物体做直线运动的位移图象,问:
图中OA、AB、BC、CD各表示怎样的运动?
哪个过程运动最快?第3s内位移为多大?
5s内物体的位移和路程分别是多少?1、如图2-2-6所示,关于A、B两物体的运动情况,下列说法中正确的是
A.如果A、B两物体的s-t图像平行,那么它们运动的速度相同 B.计时开始,即t=0时,A在离开坐标原点so处,B将开始离开原点C.当t=to时,A、B两物体相距为so
D.经过很长时间后,A、B两物体在同一方向上可能相遇A2、如图2-2-7所示是甲乙两个物体的s-t图象,则
A.甲、乙两个物体都在做匀速直线运动
B。若甲、乙两个物体在同一条直线上运动则一定相遇 C。t1时刻甲、乙两个物体相遇D。t2时刻甲、乙两个物体相遇
A3、如图2-2-10所示是某物体的位移-时间图象,由图可知
A.在t1~t3时间内物体位移为-so
B. 在t1~t3时间内物体位移为so
C.物体在时间t1~t3内一直在运动
D。物体一直做匀速直线运动
4、图2-2-8中图象为一质点的s-t图象,由图象可知
A.0~40s内质点做匀速直线运动
B。前20s运动的方向与后20s运动的方向相反
C。前20s做速度增大的运动,后20s做速度减小的运动
D。前20s为匀速运动,后20s也为匀速运动,且速度大小相等
5、物体甲和乙分别从A、B两处作直线运动,它们的s-t图象如图2-2-9所示,则
A. 甲的速度大小为0.75m/s
B. 乙的速度大小为0.5m/s
C. t=4s时甲和乙相遇
D. 在0~8s内,甲和乙最远相距5m
6、图2-2-11所示的s-t图象中,有三条与t轴斜交的平行直线1、2、3,这三条直线表示质点的运动有什么相同点?有什么不同点?试写出这三条图线对应位移s的表达式
7、在距斜坡底10m远处的山坡上,一辆小车以4m/s的速度向上行驶,5s后小车又以2m/s的速度匀速向下倒退,设位移和运动方向都以向下为正方向,试作出小车20s内位移-时间图象。并求出小车在20s末的位置
课件18张PPT。位移和时间的关系(1)A—C过程的位移和路程分别多大?R=1m,T=4S(2)A—B过程和 B—C过程的位移相同吗?(3)物体在第3S初的位置为何处?第3秒内的位移?学习目标 :1、知道匀速直线运动的概念;
2、知道匀速直线运动的位移——时间图像,
3、知道变速直线运动的概念;
4、能画出运动物体的位移——时间图像,能区
分匀速 直线运动和变速直线运动的位移——
时间图像。
知道位移图像不是运动的轨迹;
1、匀速直线运动在误差允许的范围内,每相等的时间内位移有什么特点?
(1)直线运动
(2)任意相等的时间内,位移相等。定义:这种在任意相等的时间内位移都相等的直线 运动。
2、特点:位移与时间成正比某个物理量的变化与时间的比值,
叫做这个物理量的变化率。比如 :位移与时间的比值位置变化率速度变化率3、位移——时间图像注:越陡的速度越大1)横坐标中的5、10……的含义是什么?3)S—t图像中A点表示的含义?2)纵坐标中的100、200……的含义是什么?5表示5秒末;10表示10秒末100表示100m处的位置;200表示200m处的位置A点表示汽车在4.9s末时刻处在出发点100m处的位置S-t图像中一个点的物理意义:表示运动物体在某时刻所处的位置S/mt/sABCA、B、C有什么区别?S0t0A、B同时而不同位置出发
A在S0出发;B在坐标原点出发B、C同一位置出发而不同时出发
At=0时出发;Bt=t0时出发S/mt/sAB越陡的运动越快S/mt/sABCS1S2S/mt/s30
2042S1t1甲乙pA.甲、乙两物体都做匀速直
线运动?
B.若甲、乙两物体在同一直
线上运动,则一定会相遇
C.t1时刻甲、乙相遇?
D.t2时刻甲、乙相遇?
t2S/mt/st0 2t0 3t0位移图像不是运动的轨迹定义:物体在一条直线上运动,如果在相等的
时间里位移不相等,就叫变速直线运动。
变速直线运动的位移—时间图像为:曲线4、匀速直线运动与变速直线运动S—T图像的区别匀速直线运动的位移—时间图像为: 直线4、变速直线运动T/s什么运动:位移如何:相同往复运动位移图像不是运动的轨迹S/mt/min45(6)404858(7)101520小明小华S/mt/s1020301 2 3 4 5oABCD(1)OA、AB、BC、
CD各表示什么运动?(2)哪个运动最快?第4秒内的位移为多大?
(3)第5秒的位移是多少?5秒内的位移?5、巩固提高512t/ss/mA、0—1s 1s—2s做匀速直线 运动B、回到出发点处,第二秒末总位移为零C、路程为10米D、位移最大为5米E、0—1s 1s—2s速度大小相等F、可以求出任何时刻的位置G、可以求出任何时间的位移25—51T/sS/m0.52.5abcdd与b同地不同时
d与c、a同时不同地课件17张PPT。
第二章 匀变速直线运动的研究第二节 匀变速直线运动的速度与时间的关系问题1:讨论分析下面四个物体的运动有何特征?t/s填写表1V不变加速度a不变问题2、某质点运动的v-t图象如图所示 请描述出该质点的运动情况
总结:描述一个物体的运动情况可以从以下几个方面进行:
(1)初速度情况;
(2)运动性质;
(3)运动时间
问题3、某质点作匀变速直线运动,已知t=0s时速度为v0加速度为a。则t秒时的速度v是多少?
从图象上看V与t的关系如
右图所示V=V0+at问题3、某质点作匀变速直线运动,已知t=0s时速度为v0加速度为a。则t秒时的速度v是多少?
如果上题中v0=10m/s,加速度a=3m/s2,则该质点在3秒末的速度为多少?解:由题知初速度v0=10m/s,加速度a=3m/s2,时间t=3s,根据速度公式v=vo+at,代入数据,解得 质点在3s末的速度为v=v0+at=10m/s+3×3m/s=19m/s问题4:汽车以20m/s的速度匀速行驶,现以4.0m/s2的加速度开始刹车,则刹车后3s末和6s末的速度各是多少?解答1:由题知初速度v0=20m/s, 加速度a=4.0m/s2, 由速度公式v=vo+at, 可知刹车后3s末的速度 v3=v0+at=20m/s+4.0×3m/s=32m/s 6s末的速度v6=v0+at=20m/s+4.0×6m/s=44m/s解答2:
由题以初速度v0=20m/s的方向为正方向
则加速度a=﹣4.0m/s2,
由速度公式v=vo+at,
可知刹车后3s末的速度 v3=v0+at=20m/s﹣4.0×3m/s=8m/s
6s末的速度
v6=v0+at=20m/s﹣4.0×6m/s=-4m/s联系实际:解:由题以初速度v0=20m/s的方向为正方向,
则加速度a=﹣4.0m/s2,
由速度公式v=vo+at
可知刹车至停止所需时间t=(v﹣v0)/a=(0﹣20)/﹣4.0=5s。
故刹车后3s时的速度v3=v0+at=20m/s﹣4.0×3m/s=8m/s
刹车后6s时汽车早已停止运动,故v6=0注意:不能!该式只适用于匀变速直线运动!问题5:某质点运动的v-t图象如下图所示, 已知t=2s时速度v0=10m/s,加速度a=2m/s2。能否利用公式v=vo+at求出4s时的速度?总结: 本节课我们通过分析v-t图象得出了匀变速直线运动的概念。并从图象和公式两个方面探究了匀变速直线运动的速度与时间的关系。课件15张PPT。匀变速直线运动的速度与时间的关系 纸带V-t图象 探究:
⑴图象的形状特点
⑵速度如何变化的⑶加速度如何计算探究:
⑴图象的形状特点
⑵速度如何变化的
⑶加速度如何计算 定义:沿着一条 ,且加速度
的运动叫做匀变速直线运动由于v-t图象是一条直线,无论?t选在什么区间,对应的速度v的变化量?v与时间t的变化量?t之比都是一样的,t1t2t3t4tvv1v2v3v4v00 表示速度的变化量与所用时间的比值,即加速度。所以v-t图象是一倾
斜的直线,是加速度不变的运动。
直线不变}}?v?v}}?t?tv0v0匀加速直线运动匀减速直线运动匀变速直线运动分类:t0初速度为0m/s的
匀加速直线运动匀速直线运动vv0tvtv 取t=0时为初状态,速度为初速度V0,取t时刻为末状态,速度为末速度V,从初态到末态,时间的变化量为?t,则?t = ,速度的变化量为?V,则?V = ,又因为加速度a = ?V/?t,所以?V =a?t
0 匀变速直线运动的速度与时间关系的公式:V=V0+at可以这样理解:由于加速度a在数值上等于单位时间内速度的变化量,所以 就是整个运动过程中速度的变化量;再加上运动开始时物体的速度 ,就得到t时刻物体的速度 。 t—0V—V0V = V0 + at
atV0V V—V0= a?t
V—V0= at例题1、汽车以40km/h的速度匀速行驶,现以0.6m/s2的加速度加速,10s后速度能达到多少? 加速后经过多长时间汽车的速度达到80km/h? 解:由题意知初速度V0=40km/h =11m/s,
加速度a=0.6m/s2,时间t=10s,10s后的速度为V
由V=V0+at得
V=V0+at
=11m/s+0.6m/s2×10s
=17m/s=62km/h 由V=V0+at得解:由题意知 α=-6m/s2, t=2s, υ=0m/s,
由υ=υ0+αt 得
υ0=υ-αt
=0m/s-(-6m/s2)×2s
=12m/s =43km/h
∴汽车的速度不能超过43km/h例题2、汽车在平直路面紧急刹车时,加速度的大小是6 m/s2,如果必须在2s内停下来,汽车的 行驶速度最高不能超过多少? 如果汽车以最高允许速度行驶,必须在1.5s内停下来,汽车在刹车的过程中加速度至少多大? 根据V= V0 + a t,有∴汽车刹车匀减速运动加速度至少8m/s2 学习方法小结
本课在上节课已经得出V-t图的基础上利用图象得出匀变速直线运动和匀速直线运动的特点,并进一步利用V-t图推导出匀变速直线运动的速度与时间的关系式。 学习内容小结
匀变速直线运动的速度与时间关系一、匀变速直线运动
1、定义:沿着一条直线,且加速度不变的运动 叫做匀变速直线运动
2、分类:
匀加速直线运动
匀减速直线运动二、匀变速直线运动的速度与时间关系式
V = V0 + at
课堂练习
1、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.汽车的速度仍增大
C.当加速度减小零时,汽车静止
D.当加速度减小零时,汽车的速度达到最大?
2、关于直线运动的下述说法中正确的是 ( )
A.匀速直线运动的速度的恒定的,不随时间而改变
B.匀变速直线运动的瞬时速度随时间而改变
C.速度随时间不断增加的运动,叫匀加速直线运动
D.速度随着时间均匀减小的运动,通常叫做匀减速直线运动BDABD 3、如图所示,两条直线表示两个物体的运动特点,试分析两物体各做什么运动,两条直线的交点有什么含义. 4、 火车以108km/h的速度行驶,刹车后获得大小为5m/s2的加速度,则刹车4s、8s后速度分别是多少?v1v2tv0t1课余作业
请同学课后探讨课本第39页“问题与练习”中的1~4题。 谢 谢 光 临Good Bye课件13张PPT。注意——对加速度的理解:1、加速度不是速度的增加,加速度与速度的大小无关,只要速度发生变化(大小或方向),不论速度大还是小,都有加速度。2、加速度的大小与△v/△t有直接关系,而与速度的变化量△v无直接关系, △v大,a不一定大。3、加速度是描述速度的变化快慢,也是速度变化率,加速度方向与速度的变化量△v方向相同2、匀变速直线运动的速度与时间的关系第二章 匀变速直线运动的研究 物理定律不能单靠“思维”来获得,还应致力于观察和实验。——普朗克一、匀速直线运动的v-t图象的研究问题1:在v-t图象中如何表示匀速直线运动?答:是一条平行于时间轴的直线。
表示物体的速度不随时间变化。问题2:从v-t图象中可以得到哪些信息?答:可以得到速度随时间的变化规律;
通过图象的斜率可以得到加速度。问题3:如下图是小车在重物牵引下的运动图象,有什么特点?1、图象是一条倾斜直线,说明速度随时间均匀增加。2、小车运动的加速度保持不变。二、匀变速直线运动(uniforn variable rectinear motion)1、沿着一条直线,且加速度不变的运动。2、v-t图象是一条倾斜直线。3、匀加速直线运动:速度随时间均匀增加匀减速直线运动:速度随时间均匀减小课本第39页“说一说”物体在做加速度越来越大的加速直线运动注意:1、v-t图象中一条倾斜直线表示匀变速直线运动,若是一条曲线则表示非匀变速直线运动。 2、若是曲线,则某点切线的斜率表示该时刻的加速度。由于是匀变速直线运动,所以a不变问题4:匀变速直线运动中的速度与时间的关系用公式怎么描述?解:设t=0时速度为v0,
t时刻的速度为v。则△t=t-0=t,△v=v-v0;得:v=v0+at三、匀变速直线运动的速度公式若初速度v0=0,则v=at注意:在具体运算中必须规定正方向来简化一直线上的矢量运算。例题1、汽车以40km/h的速度匀速行驶,现以0.6m/s2的加速度加速,10s后速度能达到多少?解:以初速度v0=40km/h=11m/s的方向为正方向则10s后的速度:
v=v0+at=11+0.6×10m/s=17m/s=62km/h例题2、某汽车在某路面紧急刹车时,加速度的大小是6m/s2,如果必须在2s内停下来,汽车的行驶速度最高不能超过多少?解:以汽车初速度v0方向为正方向则由v=v0+at得v0=v-at=0-(-6) ×2m/s=12m/s=43km/h汽车的速度不能超过43km/h例题3、某汽车正以12m/s的速度在路面上匀速行驶,前方出现紧急情况需刹车,加速度大小是3m/s2,求汽车5s末的速度。解:以初速方向为正方向
则v=v0+at=12+(-3) ×5m/s=-3m/s正确解法:以初速方向为正方向当车速减为零时,v=v0+at0=12-3t0=0解得t0=4s即4s末汽车已刹车完毕,所以5末时汽车处于静止状态,即速度为零。例题4、卡车原来以10m/s的速度在平直公路上匀速行驶,因为路口出现红灯,司机从较远的地方开始刹车,使卡车匀减速前进,当车减速到2m/s时,交通灯转为绿灯,司机当即停止刹车,并且只用了减速过程的一半时间就加速到原来的速度,从刹车开始到恢复原速过程用了12s。求:(1)减速与加速过程中的加速度大小; (2)开始刹车后2s末及10s末的瞬时速度。解:以初速度v0=10m/s方向为正方向(1)匀减速时:v=v0+a1t1匀加速时:v0=v+a2t2由此可得:a1t1+a2t2=0又t2=(1/2)t1,t1+t2=t=12s得t1=8s,t2=4s则a1=(v-v0)/t1=(2-10)/8m/s2=-1m/s2a2=(v0-v)/t2=(10-2)/4m/s2=2m/s2(2)2s末:v1=v0+a1t3=10+(-1) ×2m/s=8m/s10s末:v2=v+a2t4=2+2×2=6m/s课件13张PPT。2.1实验:探究小车速度随时间变化的规律 【学习目标 细解考纲】1.会运用已学知识处理纸带,求各点瞬时速度
2.会用表格法处理数据,并合理猜想
3.巧用v-t图象处理数据,观察规律【提出问题】如何探究一个物体速度随时间变化的规律?
如何知道物体在不同时刻的速度?用什么仪器测? 【实验】 问题一:
打点计时器结构如何?
问题二:
用打点计时器测小车的速度所需哪些实验器材、实验步骤?
问题三:
本实验特别要注意哪些事项?步骤:(1)把一端附有滑轮的长木板平放(一高一低可否?)在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端,连接好电路。(2)把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边挂上合适的钩码,先接通电源,然后放开小车,让小车拖着纸带运动,打完一条后立即关闭电源。1.固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。
2.滑轮不能过高。
3.应考虑复写纸与纸带的位置关系。
4.钩码数量不能过多,长木板两端高低相差不能太大。
5.小车应由紧靠打点计时器处开始释放,在撞击长木板末端前应让小车停止运动,防止小车从板上掉下来。
6.先接通电源,后让纸带运动。
7.打点结束后立即关闭电源。【处理数据】问题四:怎样分析和选取纸带上的点?
开头过于密集的点舍掉,纸带的一段;若纸带上点与点之间的距离较小,可取多个间隔(可5)为一个计数间隔时间(间隔不再是0.02s)(但要看具体情况灵活选定);原则上能取六、七个计数点为宜;给选取的点加标记。问题五:如何计算出所取点的速度?
用求平均速度的方法来代替(用计算较准确的平均速度来代替),如何代替?(选择包括该点在内的一段位移(该点最好处在中间时刻位置)Δx,找出对应的时间Δt,用Δx/Δt作为该点的瞬时速度);对于选取的两个端点的速度暂时不计算(误差较大);测量各个计数点之间的距离应考虑估位、单位。可以表示D、F及它们中间任意一点的瞬时速度问题六:如何处理计算出来的数据?1.列表法。(注意列表要求)
2.图象法:
①根据所得数据,选择合适的标度建立坐标系(让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积)。
②描点:观察和思考点的分布规律。
③拟合:从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上,用直线拟合,让尽可能多的点处在直线上,不在直线上的点应对称地分布在直线两侧。思考:①为什么要用直线拟合?
②若某个点明显偏离直线,可能是什么原因及怎样处理?
③从图上可以看出小车的速度随时间怎样变化?问题七:如何根据速度—时间图象( v—t图象)求小车的加速度和初速度?①取任意两组数据求出Δv和Δt,然后代入Δv/Δt求解。
②在v—t图象上取一段时间Δt(尽量取大一些),找出两个时刻对应的坐标值求出Δv,代入Δv/Δt求解。
哪一种方法更好?(画图时让不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧,就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消,所以图象也是减小误差的一种手段,也就是说应该用图象上的点,而不是用实验所得到的数据)
纸带上零时刻的速度和末速度如何求?(根据图象来求,这样可以减小误差)课件13张PPT。2.1 试验:探究小车速度随时间变化的规律复习:打点计时器可以测量什么物理量?
位移 时间 (打点计时器是测量位移与时间的仪器)
位移(用刻度尺测量);时间(两点的时间间隔为0.02s)
通过打点计时器打出的纸带可以间接求什么物理量?
可以求 两点间的平均速度→一点的瞬时速度→加速度。例导入:试验小车运动是物理学中最简单物体运动,哪它的运动的速度随时间变化有什么规律呢?
我们可以通过什么方法来研究?
通过试验!
可以通过打点计时器等试验仪器来探究小车速度随时间变化的规律
哪如何设计试验?试验设计:试验需要什么仪器?
打点计时器、学生电源、导线、试验小车、细绳、纸带、复写纸、带滑轮长木板
试验仪器怎样安装放置?
课本P34 图2.1-1
试验是注意什么?
先启动计时器后放开纸带,随后关闭电源学生试验:(演示试验)
进行试验
处理数据:纸带上的数据怎样处理?(怎样处理数据才比较直观?)
列表、图像
我们可以通过列表和V-t图分析小车的运动规律
例
试验结论:你能用自己的语言描述小车速度随时间变化的规律吗?试验结论:小车的速度随时间的增加而均匀增加
小车速度随时间逐渐增大;相同时间里,速度增量相同;成正比……
。。。。。。
实例探究 :在研究匀变速直线运动的实验中,算出小车经过各计数点瞬时速度如下 为了计算加速度,合理的方法是( ) A.根据任意两计数点的速度用公式算出加速度
B.根据实验数据画出v-t图,量出其倾角,由公式a = tg求出加速度
C.根据实验数据画出v-t图,由图线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 分析:方法A偶然误差较大。方法D实际上也仅由始末两个速度决定,偶然误差也比较大,只有利用实验数据画出对应的v-t图,才可充分利用各次测量数据,减少偶然误差。由于在物理图象中,两坐标轴的分度大小往往是不相等的,根据同一组数据,可以画出倾角不同的许多图线,方法B是错误的。正确的方法是根据图线找出不同时刻所对应的速度值,然后利用公式算出加速度,即方法 C。
答案C [例2]在研究匀变速直线运动的实验中,某同学操作以下实验步骤,其中错误或遗漏 的步骤有(遗漏步骤可编上序号G、H ……)
A.拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处放开纸带,再接通电源
B.将打点计时器固定在平板上,并接好电路
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重的钩码
D.取下纸带
E.将平板一端抬高,轻推小车,使小车能在平板上做匀速运动
F.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔
将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序。 解析:(1)问A中应先通电,再放纸带。
(2)D中取下纸带前应先断开电源。
(3)补充步骤G:换上新纸带,重复三次。
步骤顺序为:BFECADG课件10张PPT。第二章 匀变速直线运动的研究第1节:实验:探究小车速度随时间变化的规律?思维体操实验室如何获得较简单的运动?
如何设计实验?
需要哪些器材?一`实验设计二`实验步骤⑴ 木板平放,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定,连接好电路
⑵ 穿纸带;挂钩码。
⑶ 先接通电源,然后放开小车,让小车拖着纸带运动,打完一条后立即关闭电源。
⑷ 换纸带,加钩码,再做一次.三`实验注意点1.固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。
2.滑轮不能过高,细绳应与木板平行.
3.小车应由紧靠打点计时器处开始释放,在撞击长木板末端前应让小车停止运动,防止小车从板上掉下来。
4.先接通电源,后让纸带运动。
5.打点结束后立即关闭电源。
?回忆纸带能给我们提供哪些信息?
通过测量或计算还能得到哪些信息?四`纸带分析? 怎样分析和选取纸带上的点
开头过于密集的点舍掉,从清楚的点开始,每隔五个间隔取一个计数点,(每两个计数点之间的时间间隔是0.1s);
取六个点,标号 0,1,2,3,4,5
? 如何计算所取点的速度?
平均速度 → 瞬时速度(如何测△x)
? 如何设计表格记录数据?五`数据处理1、列表法。五`数据处理1、列表法。
2、图象法(v - t 图象):
① 根据所得数据,选择合适的标度建系(图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积)
② 根据所得数据确定点的位置,观察和思考点的分布规律。
③ “拟合”图象:从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上,画出一条直线,让尽可能多的点处在这条直线上,其余均匀分布,去掉偏差太大的点?思考① 为什么画出的是一条直线?
② 若某个点明显偏离直线,可能是什么原因及怎样处理?
③ 从图上可以看出小车的速度随时间怎样变化?
④ 实验册上的思考题.课件19张PPT。自 由 落 体 运 动复 习 初速度为零的匀加速直线运动
Vt=at
S= at2探究过程一——自由落体运动问题:重物体比轻物体下落快吗? 实验:光盘、与其等大纸片, 由 同一高度静止自由下落 世界著名的比萨斜实验证明
重的铁球和轻的铁球下落快慢相同如果物体只受重力作用(空气阻力可忽略不计时),在同一高度静止释放不同物体,它们下落的快慢应该相同,而与物体轻重无关结论:自由落体运动定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动(在有空气的空间里,如物体重力远远大于所受空气阻力,此阻力可忽略不计,则物体下落的运动也可看作自由落体运动)
同一地点,同一高度同时自由下落的不同物体,同时到达地面
探究过程二——运动性质轨迹——
运动特征——加速?匀加速?直线检 验 猜 想根据频闪照片记录的各时刻小球位置,可直接判定轨迹为直线根据小球在不同时间里下落的位移的规律可判定是否是匀变速直线运动用给出的自由落体运动的频闪照相图片( 频闪时间间隔为1/20 s )分组分析实验A分析频闪照片小球的运动轨迹由频闪照片读取小球在不同时间里距初始位置的位移
并填入下表, 根据所给公式计算 anB=探究自由落体运动的性质
————— ————— ————— ————— ————— ————— ————— —— —— —— 实 验 结 果用直尺判定小球的运动轨迹ABC匀 加 速 直 线 运 动!加速度a的值接近
9.8m/s2结 论自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
同一地点一切物体下落的加速度都相同,且大小为9.8m/s2,方向竖直向下,这个加速度叫做自由落体加速度,也叫做重力加速度,通常用g表示
自由落体运动的应用(一)第一次用一张长度约为15cm卡片;测反应时间第二次用一长米尺,记录下落位移,根据自由落体运动规律和已知的g值来计算反应时间t
?如何测反应时间自由落体运动的应用(二)如何测量悬崖、峡谷的高度测高度? 小 结自由落体加速度(重力加速度)
自由落体运动的规律
自由落体运动规律的实际应用作业:课本P38 (1) (2)自由落体运动的概念课件16张PPT。 自由落体运动教学目的 1、理解什么是自由落体运动,知道它是初速度为零的匀加速直线运动。 2、理解什么是自由落体加速度,知道它的方向,知道在地球的不同地方,重力加速度大小不同。 教学重难点 熟练掌握和应用自由落体运动的规律。 教学内容: 一、复习前面匀速直线运动的知识 速度公式: 位移公式: 若当: 时 公式变形: 二、课题导入:
1、重物静止释放后的运动。 2、悬吊的物块剪断后的运动。 试问:这两例的共同之处是什么?
解答:都是初速度为零的运动。试问:这两例运动中,下落快慢是否一样? 实验1:教材36页的实验
解答:在只受重力的作用,两物体的运动情 况一样。
自由落体运动:
物体只在受重力作用下从静止开始
下落的运动叫做自由落体运动。三、自由落体运动 1、自由落体运动究竟是怎样的一种运动呢? 2、物体的运动性质是由什么决定呢? 解答:初速度和加速度共同决定
初速度不为零,加速度为零,作匀速直线运动
初速度不为零,加速度不为零
初速度与加速度同向,作匀加速度直线运动
初速度与加速度反向,作匀减速直线运动。
实验2教材37面的实验
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。四、自由落体加速度 在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同。 把这个加速度叫做自由落体加速度也叫重力加速度,通常用g来表示。 对一同地点g为定值 对于不同地点g一般不同 国际公认标准值g=9.80665m/s2(精确测定)通常计算值: g=9.8m/ s2 粗略计算值: g=10m/ s2 自由落体运动是初速度为零,加速度为g的一种匀变速直线运动。 五、典例精讲: 例从离地面500米的空中自由落下一个小球,取g=10m/ s2 求小球: (1)经过多长时间落到地面? (2)自开始下落计时,在第1s内位移,最后1s内的位移。下落时间为总时间的一半时的位移。 解:
因为从开始运动起前9s内的位移为
所以最后1s内的位移为
落下一半时间其位移为 练习: 从塔顶释放一个小球,后从同一地点再释放一个小球设两球都做自由落体运动,则落地前,两球之间的距离( ) A保持不变 B不断增大 C不断减小 D有时增大,有时增小 B六 归纳总结: 自由落体运动是一种初速度为零的匀加速度直 线运动。 速度公式: 下落高度: 七 布置作业: 练习八:123共3题课件8张PPT。自由落体运动习题课1、两个物体自不同高度做自由落体运动同时落地,在图所列的四幅图中能描述这一过程的是( ) 2、如图所示是一张做自由落体运动小球的频闪照片。由这张照片可以测出小球在各个连续相等的时间里的位移,如下表是一组测量数据,时间间隔为1/30秒。第一列是间隔编号,第二列是间隔长度,即小球在各个1/30秒内的位移。(1)判定小球做匀变速直线运动。(2)计算重力加速度的大小。3、有一则剪报(1991年5月11日《北京晚报》)如图所示,报道了一位青年奋勇接住一个从15层高楼窗口跌出的孩子的动人事迹。设每层楼高度是2.8米,这位青年从他所在处冲到楼下所需的时间是1.3秒,请你估算一下他的反应时间有多长? 4、在轻绳的两端各拴一个小球,一个人用手拿着绳子上端的小球,站在三层楼的阳台上,释放小球,使小球自由下落,两小球相继落地的时间差为△t,如果人站在四层楼的阳台上,同样的方法释放小球,让小球自由下落则两小球相继落地的时间差将( )
A.不变 B.变大
C.变小 D.无法确定5、关于伽利略对自由落体运动的研究,下列说法中正确的是 ( )
A、运用“归谬法”否定了亚里士多德关于重的物体下落快、轻的物体下落慢的论断
B、提出“自由落体运动是一种最简单的变速直线运动——匀变速直线运动
C、通过斜面上物体的匀加速运动外推出斜面倾角为900时,物体做自由落体运动,且加速的大小跟物体的质量无关
D、总体的思想方法是:对现象的观察——提出假说——逻辑推理——实验检验——对假说进行修正和推广6、一跳伞运动员从350m高空离开跳伞降落,为了使落地时间快一些,开始时未打开伞而自由下落,降落一段距离后才张开伞,张开伞后以2m/s2的加速度匀减速下落,到达地面时的速度为4m/s。问跳伞运动员应在离开地面多高是张开伞?(g取10m/s2)7、某人在室内以窗户为背景摄影时,恰好把窗外从高处落下的一小石子摄在照片中。已知本次摄影的曝光时间是0.02s,量得照片中石子运动痕迹的长度为1.6cm,实际长度为100cm的窗框在照片中的长度是4.0cm,凭以上数据,你知道这个石子是从多高的地方落下的吗?计算时,石子在照片中0.02s速度的变化比起它此时的瞬时速度来说可以忽略不计,因而可把这极短时间内石子的运动当成匀速运动来处理。(g取10m/s2)