课件22张PPT。教学重点 图像法研究速度随时间变化的规律。
对运动物体的速度随时间变化规律的探究。
教学难点 各点的瞬时速度的计算。
对实验数据的处理、物理规律的探究。实验目的：学会打点计时器的使用、纸带数据处理、测瞬时速度以及速度－时间图象的基础上，运用这些知识和技能探究小车速度随时间变化的关系。实验器材：电磁打点计时器，纸带，复写纸片，低压电源，小车，细绳，一端附有滑轮的长木板，刻度尺，钩码，两根导线。实验器材电源，刻度尺钩码小车细绳纸带打点计时器一端附有定滑轮的长木板实验步骤⑴ 把附有滑轮的长木板放在实验桌上；将细绳绕过滑轮并使滑轮伸出桌面；把打点计时器固定，连接好电路。
⑵ 将纸带穿过打点计时器，连在小车后面,并使小车停在靠近计时器处,在小车的另一端通过细绳挂上钩码。
⑶ 先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条纸带后立即关闭电源。
⑷ 更换纸带，重复做三次。1.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器
2.先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车，当小车停止运动时及时断开电源
3.实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们被碰坏或跌坏。所以，当小车到达滑轮前及时用手按住它。
4.小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免加速度过大而使纸带上打的点太少，或加速度太小使各段位移无法区别，从而使误差增大
实验注意事项★处理纸带舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始,若纸带上点与点之间的距离较小，每五个计时点取一个计数点 ,依次标号为0，1，2，3，4，5 （间隔不再是0.02s）（但要看具体情况灵活选定）；0.10s0.10s问题1：怎样分析和选取纸带上的点？过于密集/不清晰的点例：求3这个计数点的速度：△t为多少?问题2：如何计算出所取点的瞬时速度？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。 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 注意： (1)选择所打纸带中点迹最清晰的一条,舍弃开头一些过于密集的点,找一个适当的点当作计时起点。 (2)选择相隔0.1s,即中间空四个点的时间间隔的若干计数点进行测量,并把数据填入表格。 (3)计算各点的瞬时速度,填入自己设计的表格中 （3）作出速度－时间 图像(v－t图像) (1)确定运动规律最好办法是作v－t图像,这样能更好地显现物体的运动规律。
(2)以时间t为横轴,速度v为纵轴,建立坐标系,选择合适的标度,把表格中的各点在速度－时间坐标系中描出。注意观察和思考你所描画的这些点的分布规律,你会发现这些点大致落在同一条直线上,所以不能用折线连接,而用一根直线连接,还要注意连线两侧的点数要大致相同。 各点的分布大致都落在一条直线上，因此，我们可以推断：如果没有实验误差的理想情况下，所描出的各点应全部落到这条直线上。画直线时，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.通过图像可以判断小车做匀加速直线运动(3)对于个别明显偏离绝大部分点所在直线的点,我们可以认为是测量误差过大、是测量中出现差错所致,将它视为无效点,但是在图像当中仍应该保留。
(4)根据所画的v－t图像求加速度
从所画的图像中取两个点,找到它们的纵、横坐标(t1,v1)、(t2,v2),然后代入公式×××××与纵轴的交点是什么意思？如何求加速度？△t=0.4s△V=？0.2m/s图线的特点？小车的运动规律？如何求加速度？△t△v如果这些点不在一条直线上，怎么办？实验结论小车的速度随时间均匀增加
小车速度随时间逐渐增大；相同时间里，速度增量相同；速度增量与时间成正比……
小车做匀加速直线运动
【例题】在探究小车速度随时间变化规律的实验中,得到一条记录小车运动情况的纸带,如图所示。图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,相邻计数点的时间间隔为T＝0.1s。 ⑴根据纸带上的数据,计算B、C、D各点的数据,填入表中。 ⑵在坐标纸上作出小车的v－t图像。 匀变速直线运动物体在一段时间内的平均速度等于该时刻的瞬时速度,所以: (2)在图像上取合适的单位严格描点,这些点大致分布在一直线上,不能位于直线上的点要尽量对称分布于直线两侧,得到小车的v－t图像。 课件19张PPT。 前述实验中小车的速度随时间的变化情况？
知识回顾答：1可以得到速度随时间的变化规律；
2. 通过图象的斜率可以得到加速度。匀变速直线运动?从v-t图象中可以得到哪些信息(1)匀速直线运动的速度—时间图象
是一条平行于时间坐标轴的直线(如图所示)(2)匀变速直线运动的速度—时间图象
①如下图所示，匀变速直线运动的v－t图象是一条倾斜的直线，直线a反映了速度随时间是均匀增加的，即是匀加速直线运动的图象；直线b反映了速度随时间是均匀减小的，即是匀减速直线运动的图象．②v－t图象的几方面理解
a．图线的斜率表示加速度：a＝k＝ .
b．截距：纵截距表示初速度，横截距表示速度为零的时刻．
c．面积：图线与坐标轴、时刻线所围的面积(由坐标系中数据求得)等于物体的位移．
d．交点：图线的交点表示物体具有相同的速度．
(3)变加速直线运动的v－t图象．
物体做加速度变化的直线运动，其v－t图象为一条曲线．特别提醒：
(1)v－t图象反映速度随时间变化的规律，并不表示物体运动的轨迹．
(2)由于v－t图象中只能表示正、负两个方向，所以它只能描述直线运动，无法描述曲线运动． （1）物体在做加速度越来越大的加速直线运动 （2）物体在做加速度越来越小的加速直线运动a3、非匀变速直线运动v-t图象的解读速度与时间的关系1.公式:2.对公式的理解:⑵ V、V0、a都是矢量，方向不一定相同, 因此,应先规定正方向。（一般以V0的方向为正方向，则对于匀加速直线运动，加速度取正值；对于匀减速直线运动，加速度取负值。）
注意:⑴ 适用于匀变速直线运动。（4）统一同一单位制。⑶其中的 t为运动时间。(2)公式的矢量性
①公式中的v0、v、a为矢量，应用公式解题时，一般取v0的方向为正方向，a、v与v0的方向相同时取正值，与v0的方向相反时取负值．
②a与v0同向时物体做匀加速运动，a与v0方向相反时，物体做匀减速直线运动．(3)公式的适用条件
公式v＝v0＋at只适用于匀变速直线运动．
(4)公式v＝v0＋at的特殊形式
①当a＝0时，v＝v0(匀速直线运动)
②当v0＝0时，v＝at(由静止开始的匀加速直线运动)特别提醒：
(1)v＝v0＋at是匀变速直线运动速度公式的一般表示形式，只要知道初速度v0和加速度a，就可以计算出各个时刻的瞬时速度．
(2)对于做匀减速直线运动的物体，应注意物体速度减为零之后能否加速返回，若不能返回，应注意题中所给时间与物体所能运动的最长时间t＝ 的关系．注意掌握刹车类题目的解法【例题】一质点从静止开始以1m/s2的加速度匀加速运动，经5s后做匀速运动，最后2s的时间内使质点匀减速到静止，则质点匀速运动时速度是多大？匀减速运动时的加速度又是多大？【解析】质点的运动过程包括加速——匀速——减速3个阶段(如图)，AB为匀加速阶段，BC为匀速阶段，CD为匀减速阶段．
匀速运动的速度即为加速阶段的末速度vB，由速度公式得
vB＝v0＋at＝(0＋1×5)m/s＝5m/s
而质点做匀减速运动的初速度即为匀速运动的速度，所以，
vB＝vC＝5m/s，而最终vD＝0，由vD＝v0＋at得【答案】5m/s；－2.5m/s2
【点评】解决运动学问题要善于由题意画出图示，利用图示解题不论是从思维上还是解题过程的叙述上都变得简洁，可以说能起到事半功倍的作用，事实上，能够正确地画出图示就说明你对题目中交待的物理过程有了很清楚的认识，这是对同学们要求较高且难度比较大的基本功，一定要注意领会．【例题】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？【解析】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vt=vo+at
可知刹车至停止所需时间
t=（vt﹣v0）/a=5s。
故刹车后3s时的速度
v3= v0+ a t =20m/s﹣4.0×3m/s = 8m/s
刹车后6s时汽车早已停止运动，故v6=0课件22张PPT。思考与讨论 一次课上，老师拿来了一位往届同学所做的“探究小车的运动规律”的测量记录（见下表），表中“速度v”一行是这位同学用某种方法（方法不详）得到的物体在0、1、2……5几个位置的瞬时速度。原始的纸带没有保存。能不能根据表中的数据，用最简便的方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移？以下是关于这个问题的讨论。
学生A：能。可以用下面的办法估算：
x＝0.38×0.1＋0.63×0.1＋0.88×0.1＋1.11×0.1＋1.38×0.1＝ ……
思考与讨论要提高估算的精确程度，可以有多种方法。其中一个方法请大家考虑：如果当初实验时时间间隔不是取0.1 s，而是取得更小些，比如0.06 s，同样用这个方法计算，误差是不是会小一些？如果取0.04 s、0.02 s …… 误差会怎样？
欢迎大家发表意见。
思考与讨论一、匀速直线运动的位移x=vt v t 结论：
匀速直线运动的位移就是v – t 图线与t轴所夹的矩形“面积”。 公式法图象法2-3匀变速直线运动的位移与时间的关系 匀速直线运动的位移对应v-t
图线与t轴所围成的面积. 匀变速直线运动的位移是否也 有类似的关系?问题:匀变速直线运动的位移？tvv0tvt0? …物理思想方法----估算 将实际问题抽象成一个我们熟悉的物理模型，利用这个模型的规律进行近似运算,得到接近真实值的估算结果。 问题: 我们怎样对“匀变速运动小车的运动规律”中的总位移进行估算？ 将总时间t分为若干个⊿t， 在⊿t 的时间内，将小车的运动近似为匀速直线运动，利用 x=vt 计算每一段的位移，各段位移之和即为估算结果。对匀变速直线运动位移的探究问题:一个物体以10m/s的速度做匀加速直线运动,加速度为2m/s2，求经过4s运动的位移。（从事实可知，此运动的位移为56m。）探究过程1：将此运动分成时间相等的两段即⊿t =2秒探究过程2：将此运动分成时间相等的4段即⊿t = 1秒探究过程3：
将此运动分成时间相等的8段即⊿t = 0.5秒（从事实可知，此运动的位移为56m。）问题:一个物体以10m/s的速度做匀加速直线运动,
加速度为2m/s2，求经过4s运动的位移。⊿t越小,误差越小,估算值就越接近真实值思考： ⊿t的取值与估算值的准确性有何关系？对匀变速直线运动位移的探究探究过程1：
将此运动分成时间相等的两段即⊿t =2秒
探究过程2：
将此运动分成时间相等的4段即⊿t = 1秒
探究过程3：
将此运动分成时间相等的8段即⊿t = 0.5秒 问题：1、怎样利用v-t图描述上面的探究过程？
2、通过对v-t图的研究，发现什么规律？对匀变速直线运动位移的探究 在⊿t→0时,误差很小,估算值非常接近真实值，此时v-t 图线与 t 轴所围成的“面积”等于位移值匀变速直线运动的位移？tvv0tvt0? …由v—t图象推导匀变速直线运动位移公式
为求出物体在时间t内的位移，可将时间t划分为许多小的时间间隔⊿t ，设想物体在每个⊿t 内都做匀速运动，而从一个⊿t 到下一个⊿t，物体的速度跳跃性地增加．每个⊿t 内物体的位移，其数值就等于所对应的长方形面积；物体在时间 t 内的位移，其数值就等于这许许多多长方形面积之和．
当每一小段的时间间隔无限减小(⊿t→0 )，这平行于t轴的折线就趋近于物体的速度图线，则速度图线与t轴包围的面积为匀变速直线运动位移2.匀变速直线运动的位移设计方案:从v-t图象中探究匀变速直线运动的位移分割匀变速直线运动的位移仍可用图线与坐标轴所围的面积表示结论从v-t图象中探究匀变速直线运动的位移无限分割 梯形的面积就代表做匀变速直线运动物体在0时刻（此时速度为v0）到 t时刻（此时速度为v）这段时间的位移。哈哈科学思想方法：先把过程无限分割,以“不变”近似代替“变”,然后再进行累加的思想 。这个材料中体现了什么科学思想？思考由图可知：梯形OABC的面积S=（OC+AB）×OA/2又v=v0+at收获二、匀变速直线运动的位移1.位移公式：2.对位移公式的理解:⑴反映了匀变速直线运动位移随时间的变化规律，该公式只能适应匀变速直线运动求位移⑵因为υ0、α、x均为矢量，使用公式时应先规定正方向。（一般以υ0的方向为正方向）若物体做匀加速运动,a取正值,若物体做匀减速运动,则a取负值.(3)若v0=0,则x=(4)特别提醒:t是指物体运动的实际时间,要将位移与发生这段位移的时间对应起来.(5)代入数据时,各物理量的单位要统一.(用国际单位制中的主单位)
【例题】在平直公路上，一汽车的速度为15m/s。从某时刻开始刹车，在阻力作用下，汽车以2m/s2的加速度运动，问刹车后10s末车离开始刹车点多远？解:以汽车初速方向为正方向知车的位移错误解法！
说明刹车后7 .5s汽车停止运动。正确解答：设车实际运动时间为t0，以汽车初速方向为正方向。刹车问题!评析：在应用位移公式解决实际问题时，要具体问题具体分析。课件24张PPT。复习：2.匀变速直线运动的位移—时间关系式是什么？1.匀变速直线运动的速度—时间关系式是什么？
2、位移公式：
1、速度公式：v＝v0+at匀变速直线运动规律： 【例1】射击时,燃气膨胀推动弹头加速运动。若把子弹在枪筒中的运动看做匀加速直线运动，设子弹的加速度a=5×105m/s2，枪筒长x=0.64m，求子弹射出枪口时的速度。解：以子弹射出枪口时速度v方向为正方向匀变速直线运动位移与速度的关系
注意1、该公式只适用匀变速直线运动2、该公式是矢量式，有大小和方向3、因为υ0、v、α、x均为矢量，使用公式时应先规定正方向。（一般以υ0的方向为正方向）若物体做匀加速运动,a取正值,若物体做匀减速运动,则a取负值.
2、位移公式：
1、速度公式：v＝v0+at匀变速直线运动规律：3、位移与速度公式：运动学公式中只涉及五个物理量，已知其中任意三个量，便可求得另外两个物理量
——“知三解二” 解题步骤：（1）分析运动过程，画出运动过程示意图
（2）设定正方向，确定各物理量的正负号：
“设初速度方向为正方向 ”
“已知V0=？， a=？”
（3）列方程求解：先写出原始公式，再写出导出公式：“由公式…得…”
注意事项：
（1）单位
（2）速度和加速度方向，即公式中的正负号。【例2】汽车以10m/s的速度行驶，刹车后的加速度大小为3m/s2,求它向前滑行12.5m,后的瞬时速度？【解析】以汽车的初速度方向为正方向，则：v0=10m/s, a=-3m/s2, x=12.5m由v2-v02=2ax
得 v2=v02+2ax=102+2×(-3) ×12.5=25所以v1=5m/s 或v2=-5m/s(舍去)即汽车向前滑行12.5m后的瞬时速度大小为5m/s,方向与初速度方向相同。【推论1】匀变速直线运动的平均速度即：t 时间内的平均速度等于t/2时刻的瞬时速度注意：此公式只适用于匀变速直线运动【推论2】在匀变速直线运动中，某段位移中间位置的瞬时速度vx/2与这段位移的初速度v0和末速度v之间的关系：匀加速直线运动思考：比较 与 的大小匀减速直线运动结论：在匀变速直线运动中， >【推论】匀变速直线运动利用打点纸带求加速度公式· · · · · · 012345 上图为物体运动时,打点计时器打出的纸带。设相邻两测量点间的时间间隔为T，打0号测量点时瞬时速度为 v0 x1x2x3x4x5则有：结论：匀变速直线运动，在连续相邻相同时
间内的位移之差是定值，即【答案】 (1)12 m/s 1.5 m/s2 (2)48 m (3)33 m【推论四】
若物体是做初速度为零的匀加速直线运动还具备以下几个特点 ：
(1)1T秒末、2T秒末、3T秒末、…、nT秒末，速度之比为
若物体是做初速度为零的匀加速直线
运动还具备以下几个特点 ：
(2)1T内、2T内、3T内、…、nT内的位移之比
x1∶x2∶x3∶…∶xn=12∶22∶32∶…∶n2若物体是做初速度为零的匀加速直线
运动还具备以下几个特点 ：
(3)第一个T内，第二个T内，第三个T内，…，第n个T内位移之比
xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xn＝1∶3∶5∶…∶(2n－1)课件20张PPT。一、物体下落的运动是一种常见的运动。 如果实际问题中，空气阻力的作用比较小，可以忽略，则物体的下落也可以近似看作自由落体运动。一、定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。 注意：自由落体运动是一种理想运动。以下运动可以看作自由落体运动吗？自由落体运动是怎样的一种运动呢？实验：用打点计时器研究自由落体运动实验装置00.040.080.120.160.20/0.400.791.161.561.980.24/BCDEF三、运动规律：
自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动
二、条件：只受重力V0=0一、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。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(g)重力加速度g的值接近 9.8m/s2
(方向:竖直向下)(1)同一地点一切物体下落的加速度都相同.
(2)纬度越大,g越大;海拔越高,g越小. 物体从空自由下，轻重没有快慢差。
你我一个加速度，共同享受九点八。 月球表面的重力加速度约为1.62 m/s2;，约为地球重力的六分之一 。地球上不同地区的重力加速度不同．随着纬度的增加而增加重力加速度与质量有关吗？？？无关2不同地点，g值一般不同。两极最
大，赤道最小；距地面越高，g值越小注意：同一地点，一切物体在自由落体运
动中的加速度都相同自由落体运动的规律匀加速直线运动自由落体运动
（v0=0 a = g x=h）h = gt2/2初速度为0的匀加速直线运动（v0=0）自由落体运动的应用测反应时间自由落体运动的应用比如测一口井的深度,测楼房的高度等等.
【例2】 从离地面500 m的空中自由落下一个小球，g取10 m/s2，求小球：
(1)落到地面经过多长时间．
(2)自开始下落计时，在第1 s内的位移、最后1 s内的位移．
(3)下落时间为总时间的一半时的位移．【答案】 (1)10 s (2)5 m 95 m (3)125 m
【规律总结】自由落体运动实质是一种特殊的匀变速直线运动，符合所有匀变速直线运动规律，只是其初速度为零，加速度为g，题目中即使不直接告诉，也是必然的隐含条件，可以直接应用．?如何测反应时间生活小物理：测量反应时间：人从发现问题到采取相应的行动
所用的时间称为反应时间，该时间越小，说明人
的反应越灵敏。反应时间可用自由落体运动来测试。
请一名同学用手捏住直尺顶端，你用一只手在直尺
下方做好捏住直尺的准备，但手不能碰到直尺，记
下这时手指在直尺上对应的位置1。在没有任何提示
的情况下，当你看到那位同学突然放开直尺时，你
立即捏住直尺，记下此时手指所对应的位置2。通过
位置1和位置2，计算出直尺的下落高度△h。根据已
有的数据，运用自由落体运动规律，计算你自己的
反应时间t。课件29张PPT。重的物体和轻的物体，谁下落得快？这是为了准备这节课，我和我的学生进行调查研究，采访的对象都是我们身边的人，有我家小区的工作人员，我同事的孩子；中间这几位，是我学生采访的，是他们的同事和同学。那他们的回答：到底哪个对了呀？
多数人回答：重物下落快！一样快：168份 重的快：108份在随后对家长进行的“问卷调查！”中，发现有近40%的家长也都这么认为，而且这里面不乏受过高等教育的人，这代表了人们的一种很朴素的落体观点。这种观点在2400年前，就由古希腊大哲学家亚里士多德提出。一、绵延两千年的错误亚里士多德：物体下落的快慢由它们的重量 决定生活常识：重的物体往往比轻的物体先落地 落体运动并不复杂，为什么博学多才的亚里士多德出错了呢？
重的物体
下落得快石头比树叶落快……
观察能观察到的一切运动
这个观点正确吗？研究方法：观察——思考（直觉）思考：亚里士多德为什么会有错误的认识呢？亚里士多德：物体下落的快慢由它们的重量 决定生活常识：重的物体往往比轻的物体先落地论证了亚里士多德的错误观点: “重物比
轻物下落得快”正确结论：重物与轻物，下落得同样快伽利略运用逻辑推理的方法二、逻辑的力量 伽利略是怎样论证亚里士多德的观点是错误的？假设：重的物体下落得快v1=8假设：重的物体下落得快v1=8v2=4假设：重的物体下落得快v1=8v2=448v1=8v2=448v1=8v2=44（并在比萨斜塔用实验证明了这种观点 ）伽利略对落体运动的研究1、关于“落体快慢”的研究：
（1）破 “重物比轻物下落快”的观点
（2）立“没有阻力时，重物与轻物下落同样快”的结论 ——逻辑的力量！ 猜想与假说 伽利略相信,自然界的规律是简洁明了的。从这个信念出发，他猜想落体运动也一定是一种最简单的变速运动。
这种运动的速度是均匀变化的。
对时间均匀变化呢？还是对位移均匀变化呢？ 伽利略相信,自然界的规律是简洁明了的。从这个信念出发，他猜想落体运动也一定是一种最简单的变速运动。v∝t v∝x 关系复杂 x∝ t2数学推理 关系简洁 若v0＝0，且v∝t必有x∝t23x1困难一：速度无法直接测量
突破：间接验证实验验证困难二：落体运动时间太短，无法 准确测量
突破：“冲淡”重力，使其加速度 减小伽利略的实验设计：“冲淡重力”怀疑者在翻阅
亚里士多德的
书籍助手利用自己
的脉搏测时间伽利略一些贵族困难一 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
