惠阳高中物理第二章探究匀变速直线运动规律第三节从自由落体到匀变速直线运动学案无解答粤教版必修

第一节探究自由落体运动【自主学习】一、学习目标1、认识自由落体运动.2、知道影响物体下落快慢的因素.3、理解自由落体运动时在理想条件下的运动.二、重点难点重点：自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程.难点：物体下落的快慢与物体质量无关.三、自主学习1．亚里士多德认为物体下落的快慢是由它的决定的．物体越重，下落得．2．伽利略认为物体的下落快慢与物体的无关，影响物体下落的因素是 .3．伽利略研究自然规律的科学方法：把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来.他给出了科学研究过程的基本要素：问题→猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论.4．认识自由落体运动（1）物体仅在用下，从开始下落的运动叫自由落体运动．（2）自由落体运动具备两个特点：①初速度为；②除受外不受其他力的作用．【要点透析】问题一：伽利略对自由落体运动的研究1．伽利略的“比萨斜塔实验” 2．伽利略的理想斜面实验：回答课本P28问题二：对影响物体下落快慢因素的实验探究回答课本P29观察与思考的问题：问题三：对自由落体运动的探究回答课本P30实验与探究的问题：课堂检测案丁甲乙丙第一节 探究自由落体运动 【课堂检测】1. 伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，如上图所示，可大致表示其实验和思维的过程，对这一过程的分析，下列说法正确的是（ ）A ．其中的甲图是实验现象，丁图是经过合理的外推得到的结论B ．其中的丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得到的结论C ．运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显D ．运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显2. 牛顿管实验中，有空气的和抽掉空气的两根管中的钱币和羽毛下落情况不同，这个实验说明了( )A ．真空管中的羽毛比有空气管中的羽毛受到的重力大B ．羽毛比钱币下落慢的原因是由于羽毛受到空气阻力作用，钱币不受空气阻力C ．羽毛比钱币下落慢的原因是因为羽毛受到的空气阻力和羽毛的重力相比较大，影响了羽毛的下落D ．所有物体如果不受空气阻力，只在重力作用下，在同一地方由静止释放，下落的快慢均一样 3.一个铁钉与一个同质量的棉花团同时从同一高处下落，总是铁钉先落地，这是因为( )A ．铁钉比棉花团重B ．铁钉比棉花团密度大C ．棉花团受到空气阻力大D ．铁钉的加速度比棉花团的大 4. 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、加速度方向是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，物体的下落可视为自由落体运动 第一节 探究自由落体运动 【当堂训练】1．伽利略以前的学者认为：物体越重，下落得越快,伽利略等一些物理学家否定了这种看法（1）如图所示：在一玻璃管中放中放一片羽毛和一个玻璃球，迅速倒置玻璃管，可以看到，玻璃球先于羽毛达到底端，这主要是因为（ ） A ．它们的重量不同 B ．它们的密度不同C ．它们的材料不同D ．它们受到的空气阻力不同（2）在一高塔顶端释放大小相同的实心铁球和实心铅球，与此有关的下列说法中，正确的是（ ）① 它们受到的空气阻力不同 ② 它们的加速度相同课 堂 训练案③它们落地的速度不同④它们下落的时间相同A．①③ B．②④ C．② D．③2．踢毽子是我国民间的一项体育游戏，被人们誉为“生命的蝴蝶”．近年来，踢毽子成为全民健身活动之一．毽子由羽毛和铜钱组成，在下落时总是铜钱在下羽毛在上，如图所示，对此分析正确的是( ) A．铜钱重，所以总是铜钱在下羽毛在上B．如果没有空气阻力，也总是出现铜钱在下羽毛在上的现象C．因为空气阻力的存在，所以总是铜钱在下羽毛在上D．毽子的自由下落是自由落体运动3. 甲、乙两个小物体，甲的重力是乙的3倍.它们从同一高度处自由下落，则下列说法正确的是( ) A．甲比乙先着地 B. 甲的加速度比乙的大C．甲乙同时着地 D. 无法确定谁先着地课后拓展案第一节探究自由落体运动【巩固拓展】课本作业P30:1—31．下列说法正确的是 ( )A．从静止开始下落的物体都必做自由落体运动B．从相同位置做自由落体运动的不同物体，加速度都是相同的C．自由落体运动物体的路程与位移相同。

第2章匀变速直线运动的规律[巩固层·知识整合][提升层·能力强化]匀变速直线运动规律的理解与应用1常用方法规律特点一般公式法v t＝v0＋at；x＝v0t＋12at 2；v2t－v20＝2ax. 使用时一般取v0方向为正方向平均速度法v＝xt对任何直线运动都适用，而v＝12(v0＋v t)只适用于匀变速直线运动中间时刻速度法vt2＝v＝12(v0＋v)，适用于匀变速直线运动比例法对于初速度为零的匀加速直线运动与末速度为零的匀减速直线运动，可利用比例法解题图像法应用v­t图像，可把较复杂的问题转变为较简单的数学问题解决巧用推论解题x n＋1－x n＝aT 2，若出现相等的时间问题，应优先考虑用Δx＝aT 2求解逆向思维法(反演法)把运动过程的“末态”作为“初态”的反向研究问题的方法，一般用于末态已知情况(1)解题时首先选择正方向，一般以v 0方向为正方向． (2)刹车类问题一般先求出刹车时间．(3)对于有往返的匀变速直线运动(全过程加速度a 恒定)，可对全过程应用公式v t ＝v 0＋at 、x ＝v 0t ＋12at 2、…列式求解．(4)分析题意时要养成画运动过程示意图的习惯，特别是对多过程问题．对于多过程问题，要注意前后过程的联系——前段过程的末速度是后一过程的初速度；再要注意寻找位移关系、时间关系.【例1】 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，如图所示，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．[解析] 解法一：逆向思维法物体向上匀减速冲上斜面，相当于向下匀加速滑下斜面．故x BC ＝12at 2BC ，x AC ＝12a (t ＋t BC )2又x BC ＝x AC4，解得t BC ＝t .解法二：比例法对于初速度为零的匀变速直线运动，在连续相等的时间里通过的位移之比为x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n ＝1∶3∶5∶…∶(2n －1)现有x BC ∶x BA ＝x AC 4∶3x AC4＝1∶3通过x AB 的时间为t ，故通过x BC 的时间t BC ＝t . 解法三：中间时刻速度法利用教材中的推论：中间时刻的瞬时速度等于这段位移的平均速度v AC ＝v A ＋v C 2＝v 0＋02＝v 02又v 20＝2ax AC ，v 2B ＝2ax BC ，x BC ＝x AC4由以上各式解得v B ＝v 02可以看出v B 正好等于AC 段的平均速度，因此B 点是时间中点的位置，因此有t BC ＝t . 解法四：图像法利用相似三角形面积之比等于对应边平方比的方法，作出v ­t 图像，如图所示，S △AOC /S △BDC ＝CO 2/CD 2且S △AOC ＝4S △BDC ，OD ＝t ，OC ＝t ＋t CD所以4/1＝t ＋t CD2t 2CD解得t CD ＝t .则t BC ＝t CD ＝t . [答案] t[一语通关] 这类匀减速直线运动，当物体速度为零时，加速度不为零，所以物体还要反向运动.求解这类问题一是注意矢量的正负；二是要注意速度、时间等物理量可能有两解.[跟进训练]1．一个物体以v 0＝8 m/s 的初速度从斜面底端沿光滑斜面向上滑动，加速度的大小为2 m/s 2，冲上最高点之后，又以相同大小的加速度往回运动．求：(1)物体3 s 末的速度； (2)物体5 s 末的速度；(3)物体在斜面上的位移大小为15 m 时所用的时间． [解析] (1)(2)由t ＝v t －v 0a，物体冲上最高点的时间是4 s ，又根据v t ＝v 0＋at,3 s 末的速度为v 3＝(8－2×3)m/s＝2 m/s,5 s 末的速度v 5＝(8－2×5)m/s＝－2 m/s ，即5 s 末速度大小为2 m/s ，方向沿斜面向下．(3)由位移公式x ＝v 0t ＋12at 2，以v 0方向为正方向，则x ＝15 m ，a ＝－2 m/s 2代入数据，解得：t 1＝3 s ，t 2＝5 s即经过位移大小为15 m 处所用的时间分别为3 s(上升过程中)和5 s(下降过程中)． [答案] (1)2 m/s 方向沿斜面向上 (2)－2 m/s 方向沿斜面向下 (3)3 s 和5 s运动图像的理解与应用两类运动图像对比x ­t 图像 v ­t 图像典型 图像其中④为抛物线其中④为抛物线物理 意义 反映的是位移随时间的变化规律 反映的是速度随时间的变化规律 点 对应某一时刻物体所处的位置 对应某一时刻物体的速度 斜率斜率的大小表示速度大小 斜率的正负表示速度的方向 斜率的大小表示加速度的大小 斜率的正负表示加速度的方向 截距直线与纵轴截距表示物体在t ＝0时刻距离原点的位移，即物体的出发点；在t 轴上的截距表示物体回到原点的时间直线与纵轴的截距表示物体在t ＝0时刻的初速度；在t 轴上的截距表示物体速度为0的时刻两图线的交点同一时刻各物体处于同一位置同一时刻各物体运动的速度相同【例2】 (多选)在如图所示的位移—时间(x ­t )图像和速度—时间(v ­t )图像中，给出的四条图线甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况，则下列说法正确的是( )A ．t 1时刻，乙车追上甲车B ．0～t 1时间内，甲、乙两车的平均速度相等C ．丙、丁两车在t 2时刻相遇D ．0～t 2时间内，丙、丁两车的平均速度相等AB [它们由同一地点向同一方向运动，在t 1时刻前，甲的位移大于乙的位移，在t 1时刻甲、乙位移相等，则A 正确；在t 1时刻两车的位移相等，由v ＝xt，甲、乙两车在0～t 1时间内的平均速度相等，B 正确；由v ­t 图像与时间轴围成的面积表示位移可知：丙、丁两车在t 2时刻对应v ­t 图线的面积不相等，即位移不相等，C 错误；0～t 2时间内，丁的位移大于丙的位移，时间相等，所以丁的平均速度大于丙的平均速度，故D 错误．][一语通关] 图像的特点在于直观性，可以通过“看”和“写”寻找规律及解题的突破口，为方便记忆，这里总结为“六看一写”：一看“轴”，二看“线”，三看“斜率”，四看“面”，五看“截距”，六看“特殊值”；必要时写出函数表达式.[跟进训练]2．(多选)2020年10月27日，中国载人深潜器“奋斗者”号，在西太平洋马里亚纳海沟成功下潜突破1万米，达到10 058米，创造了中国载人深潜的新纪录。

第五节 匀变速直线运动的规律应用（一）【自主学习】一、学习目标【学习目标】1. 知道位移公式、速度公式和推导公式，会用公式解决实际问题.2. 知道匀变速直线运动的特殊公式.3. 牢牢把握匀变速直线运动的规律，灵活运用各种公式解决实际问题.二、重点难点重点：匀变速直线运动的特殊公式.难点：能运用匀变速直线运动规律解决实际问题.三、自主学习1. 匀变速直线运动的基本公式有哪些？初速度为0的匀加速直线运动基本公式有哪些？自由落体基本公式有哪些？【要点透析】问题一： 在匀变速直线运动中，某段时间内的平均速度等于这段时间的中间时刻瞬时速度．【例1】求作自由落体运动的物体下落后第s 5内的平均速度（取2/10s m g =）．问题二：作匀变速直线运动的物体，在连续的、相邻的、相等的时间间隔T 内的位移之差为一定为S ∆，且2aT S =∆.【例2】一个做匀加速直线运动的质点在连续相等的两个时间间隔内通过的位移分别是m24和m 64，每一个时间间隔为s 4，求质点的初速度和加速度．课 堂 检测案第五节 匀变速直线运动的规律应用（一）【课堂检测】1. 质点从静止开始做匀加速直线运动，第s 1内的位移是m 2，关于质点运动情况的说法中正确的是( )A. 第s 1内的平均速度是s m /2B. s 1末的瞬时速度是s m /4C. 加速度是2/4s m D. 第s 5内的位移是m 202. 物体从静止开始做匀加速直线运动，第s 3内通过的位移是m 3，则( )A. 前s 3内的位移为m 6B. s 3末的速度是s m /6.3C. s 3内的平均速度为s m /2D.第s 3内的平均速度是s m /33. 一个物体从静止开始做匀加速直线运动，以T 为时间间隔，在第三个T 时间内位移是m 3，第三个T 的终了时刻的瞬时速度为s m /3，则( )A. 物体的加速度是2/1s mB. 第一个T 终了时刻的瞬时速度为s m /1C. 时间间隔是s 2.1D. 物体在第一个T 时间内的位移是m 1第五节 匀变速直线运动的规律应用（一）【当堂训练】1． 一物体以一定的初速度在水平地面上匀减速滑动．若已知物体在第s 1内位移为m 0.8，在第s 3内位移为m 5.0．则下列说法正确的是( )A ．物体的加速度一定为2/75.3s mB ．物体的加速度可能为2/75.3s mC ．物体在第s 5.0末速度一定为s m /0.8D ．物体在第s 5.2末速度一定为s m /5.0课 堂 训练案2． 一个质点正在做匀加速直线运动，用固定在地面上的照相机对该质点进行闪光照相.闪光时间间隔为s 1.分析照片得到的数据，发现质点在第1次、第2次闪光的时间间隔内移动了m 2；在第3次、第4次闪光的时间间隔内移动了m 8.由此不可求的是( )A. 第1次闪光时质点的速度B.质点运动的加速度C. 从第2次闪光到第3次闪光这段时间内质点的位移D. 质点运动的初速度3．电梯在启动过程中，若近似看作是匀加速直线运动，测得第s 1内的位移是m 2，第s 2内的位移是m 5.2．由此可知（ ）A ．这两秒内的平均速度是s m /25.2B ．第s 3末的瞬时速度是s m /25.2C ．电梯的加速度是2/125.0s mD ．电梯的加速度是2/5.0s m4．一物体作匀变速直线运动,某时刻速度的大小为s m /4,s 1后速度的大小变为s m /10.在这s 1内该物体的( )A. 位移的大小可能小于m 4B. 位移的大小可能大于m 10C. 加速度的大小可能小于2/4s mD. 加速度的大小可能大于2/10s m第五节 匀变速直线运动的规律应用（一）【巩固拓展】1. 做匀加速直线运动的物体，在时间t 内发生的位移最大的是( )A. 初速度最大的物体B. 末速度最大的物体C. 加速度最大的物体D. 平均速度最大的物体2. 做匀减速直线运动的物体，它的加速度大小为a ，初速度大小是0v ，经过时间t 速度减小到零，则它在这段时间内的位移大小表达错误的是( ) A. 2021at t v + B ．2021at t v - C. t v 021 D. 221at 3. 一物体从高处A 点自由下落，经B 点到达C 点.已知物体在B 点的速度是在C 点速度的课 后 拓展案43，B 、C 间的距离是m 7，那么A 、C 间的距离是多少？（取2/10s m g =）4．从斜面上某位置，每隔s 1.0释放一个小球，在连续释放几个后，对在斜面上的小球拍下照片，如图所示，测得cm S AB 15=，cm S BC 20=，试求（1）小球的加速度.（2）拍摄时B 球的速度B v（3）拍摄时CD S（4）A 球上面滚动的小球还有几个？。

2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律学习目标1.会正确使用打点计时器打出匀变速直线运动的纸带。

2.会用描点法作出v-t 图象。

3.能从v-t 图象分析出匀变速直线运动的速度随时间的变化规律。

学习重点能从v-t 图象分析出匀变速直线运动的速度随时间的变化规律。

学习难点会计算各点的瞬时速度。

学习过程自主学习1.实验目的：探究小车速度随变化的规律。

2.实验原理：利用打出的纸带上记录的数据，以寻找小车速度随时间变化的规律。

3.实验器材：打点计时器、低压电源、纸带、带滑轮的长木板、小车、、细线、复写片、。

二、探究点拨（一）实验步骤1.如课本31页图所示，把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。

2.把一条细线拴在小车上，使细线跨过滑轮，下边挂上合适的。

把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。

3.把小车停在靠近打点计时器处，接通后，放开，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一行小点，随后立即关闭电源。

换上新纸带，重复实验三次。

4.从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头比较密集的点迹，在后边便于测量的地方找一个点做计时起点。

为了测量方便和减少误差，通常不用每打一次点的时间作为时间的单位，而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是T=0.02 s ×5=0.1 s 。

在选好的计时起点下面表明A，在第6点下面表明B，在第11点下面表明C……，点A、B、C……叫做计数点，两个相邻计数点间的距离分别是x1、x2、x3……5.利用第一章方法得出各计数点的瞬时速度填入下表：6.以速度v为轴，时间t为轴建立直角坐标系，根据表中的数据，在直角坐标系中描点。

7.通过观察思考，找出这些点的分布规律。

（二）注意事项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，计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源。

3要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它。