高一物理第一章 第5節(jié)加速度 實(shí)驗(yàn)：探究小車的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律知識(shí)精講

高一物理第一章 第5節(jié)加速度 實(shí)驗(yàn)：探究小車的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律【本講教育信息】一. 教學(xué)內(nèi)容：第一章 第5節(jié) 加速度第二章 第1節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究小車的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律第2節(jié) 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系二. 知識(shí)要點(diǎn)：1. 理解加速度的概念。知道加速度是表示速度變化快慢的物理量，知道它的定義、公式、符號和單位。2. 知道加速度是矢量。知道加速度的方向始終跟速度的改變量的方向一致。3. 知道什么是勻變速運(yùn)動(dòng)。4. 掌握打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的操作和使用。5. 能畫出小車運(yùn)動(dòng)的圖象。6. 掌握探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律的方法。7. 掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律特點(diǎn)，知道公式vv0+at的推導(dǎo)過程。8. 知道v一t圖象的意義，并會(huì)用公式圖象分析計(jì)算問題。9. 能從圖象分辨出勻速直線和勻變速直線運(yùn)動(dòng)。三. 重點(diǎn)、難點(diǎn)分析：（一）加速度1. 定義：加速度（acceleration）是速度的變化量與發(fā)生這一變化所用時(shí)間的比值。用表示。2. 公式：=。3. 單位：在國際單位制中為米每二次方秒（ms2）。常用的單位還有厘米每二次方秒。4. 方向：加速度是矢量，不但有大小，而且有方向。5. 物理意義：表示速度改變快慢的物理量；加速度在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)速度的變化量。（二）勻變速運(yùn)動(dòng)1. 定義：在運(yùn)動(dòng)過程中，加速度保持不變的運(yùn)動(dòng)叫做勻變速運(yùn)動(dòng)。2. 特點(diǎn)：速度均勻變化，加速度大小、方向均不變。（三）速度變化情況的判斷1. 判斷物體的速度是增加還是減小，不必去管物體的加速度的大小，也不必管物體的加速度是增大還是減少。只需看物體加速度的方向和速度是相同還是相反，只要物體的加速度跟速度方向相同，物體的速度一定增加；只要物體的加速度方向與速度方向相反，物體的速度一定減小。2. 判斷物體速度變化的快慢，只看加速度的大小。加速度是速度的變化率，只要物體的加速度大，其速度變化得一定快，只要物體的加速度小，其速度變化得一定慢。實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄啃≤囁俣入S 變化的規(guī)律。二、實(shí)驗(yàn)原理利用 打出的紙帶上記錄的數(shù)據(jù)，以尋找小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。三、實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，低壓 電源、紙帶、帶滑輪的長木板、小車、 、細(xì)線、復(fù)寫紙片、 。四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 如圖所示，把附有滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上，沒有滑輪的一端連接好電路。2. 把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適的 。把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的一端固定在小車的后面。3. 把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通 后，放開 ，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一行小點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源。換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。4. 從三條紙帶中選擇一條比較理想的，舍掉開頭比較密集的點(diǎn)跡，在后邊便于測量的地方找一個(gè)點(diǎn)做計(jì)時(shí)起點(diǎn)。為了測量方便和減少誤差，通常不用每打一次點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間的單位，而用每打五次點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間的單位，就是T0.02s5=0.1s。在選好的計(jì)時(shí)起點(diǎn)下面標(biāo)明A，在第6個(gè)點(diǎn)下面標(biāo)明B，在第11個(gè)點(diǎn)下面標(biāo)明C，在第16個(gè)點(diǎn)下面標(biāo)明D，點(diǎn)A、B、C、D叫做計(jì)數(shù)點(diǎn)，兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別是、5. 利用第一章方法得出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度填入下表：位置ABCDEFG時(shí)間00.10.20.30.40.50.6 6. 以速度為 軸，時(shí)間為 軸建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在直角坐標(biāo)系中描點(diǎn)。7. 通過觀察思考，找出這些點(diǎn)的分布規(guī)律。勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)1. 定義：沿著一條直線且加速度不變的運(yùn)動(dòng)，叫勻變速直線運(yùn)動(dòng)。2. 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的vt圖象1）速度一時(shí)間圖象（vt圖象）：表示vt關(guān)系的圖象叫速度時(shí)間圖像。以橫軸表示時(shí)間，縱軸表示速度，根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)取單位、定標(biāo)度、描點(diǎn)，用平滑線連結(jié)各點(diǎn)便得vt圖象。2）勻變速直線運(yùn)動(dòng)的vt圖象是一條傾斜的直線 。圖像的作用：可從圖像上直接得到任意時(shí)刻物體的速度可從圖像直接判斷運(yùn)動(dòng)性質(zhì)可由圖象的傾斜程度判斷加速度的大小可由圖象的傾斜方向判斷加速度的方向3. 勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度公式：vv0+at。速度公式的討論（1）速度公式反映了勻變速直線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，式中v0是開始計(jì)時(shí)時(shí)刻的瞬時(shí)速度，v是經(jīng)時(shí)間t后的瞬時(shí)速度。（2）速度公式中v0、v、a都是矢量。在直線運(yùn)動(dòng)中，規(guī)定正方向后（習(xí)慣上，常以初速v0的方向?yàn)檎较颍?，都可用帶正、?fù)號的代數(shù)量表示。在這里正、負(fù)號與相應(yīng)物理量的方向相對應(yīng)。因此，對計(jì)算結(jié)果中的正、負(fù)，需要根據(jù)正方向的規(guī)定，說明其物理意義。若經(jīng)計(jì)算后。v>0，說明末速度與初速度同向。若a<0，表示加速度與v0反向?！镜湫屠}】例1. 關(guān)于加速度，下列說法中正確的是A. 速度變化越大，加速度一定越大B. 速度變化所用時(shí)間越短，加速度一定越大C. 速度變化越快，加速度一定越大D. 速度為零，加速度一定為零解析：由加速度的定義式可知，加速度與速度的變化量和速度變化所用的時(shí)間兩個(gè)因素有關(guān)。速度變化越大，加速度不一定越大；速度變化所用時(shí)間越短，若速度變化量沒有確定，也不能確定加速度一定越大。加速度是描述速度變化快慢的物理量，速度變化越快，加速度一定越大；速度為零，并不是速度的變化量為零，故加速度不一定為零。答案：C例2. 如圖所示是某礦井中的升降機(jī)由井底到井口運(yùn)動(dòng)的圖象，試根據(jù)圖象分析各段的運(yùn)動(dòng)情況，并計(jì)算各段的加速度。解析：（1）02s，圖線是傾斜直線，說明升降機(jī)是做勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度圖象中斜率的物理意義可求得加速度。（2）2s4s，圖線是平行于時(shí)間軸的直線，說明升降機(jī)是做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度圖象中斜率的物理意義可求得加速度。（3）4s5s，圖線是向下傾斜的直線，說明升降機(jī)是做勻減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度圖象中斜率的物理意義可求得加速度。答案：見解析例3. 一質(zhì)點(diǎn)從靜止開始以1ms2的加速度勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)5s后做勻速運(yùn)動(dòng)，最后2s的時(shí)間質(zhì)點(diǎn)做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度是多大?減速運(yùn)動(dòng)直至靜止，則質(zhì)點(diǎn)勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度是多大?解析：質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程包括加速勻速減速三個(gè)階段，如圖所示。圖示中AB為加速，BC為勻速，CD為減速，勻速運(yùn)動(dòng)的速度即為AB段的末速度，也是CD段的初速度，這樣一來，就可以利用公式方便地求解了，由題意畫出圖示，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知：由應(yīng)用于CD段（）得負(fù)號表示方向與方向相反答案：5m/s -2.5m/s2說明：解決運(yùn)動(dòng)學(xué)問題要善于由題意畫出運(yùn)動(dòng)簡圖，利用運(yùn)動(dòng)簡圖解題不論是從思維上還是解題過程的敘述上都變得簡潔，可以說能起到事半功倍的作用。事實(shí)上，能夠正確地畫出運(yùn)動(dòng)簡圖說明你對題目中交待的物理過程有了很清楚的認(rèn)識(shí)，這是對同學(xué)們要求比較高而且難度比較大的基本功，務(wù)必注意這一點(diǎn)?！灸M試題】1、下列運(yùn)動(dòng)過程可能實(shí)現(xiàn)的是 （ ）A. 運(yùn)動(dòng)物體的速度很大，但加速度很小B. 運(yùn)動(dòng)物體的速度很小，但加速度很大C. 運(yùn)動(dòng)物體的加速度減小，速度卻增大D. 運(yùn)動(dòng)物體的加速度增大，速度卻減小2、物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知加速度為，則 （ ）A. 物體在某秒末的速度一定是該秒初的速度的2倍B. 物體在某秒末的速度一定是比該秒初的速度大C. 物體在某秒初的速度一定比前秒末的速度大D. 物體在某秒末的速度一定比前秒初的速度大3、關(guān)于速度、速度的變化量、速度變化率的關(guān)系，下列說法中正確的是 （ ）A. 速度變化量越大，速度的變化率一定越大B. 速度越大，速度變化量一定越大C. 速度的變化率為零，速度一定為零D. 速度很大，速度變化率可能很小；速度為零，速度變化率不一定為零4、若汽車的加速度方向與速度方向一致，當(dāng)加速度減小時(shí)，則 （ ）A. 汽車的速度也減小B. 汽車的速度仍在增大C. 當(dāng)加速度減小到零時(shí)，汽車靜止D. 當(dāng)加速度減小到零時(shí)，汽車的速度達(dá)到最大5、一足球以12ms的速度飛來，被一腳踢回，踢出時(shí)速度大小為24ms，球與腳接觸時(shí)間為0.ls，則此過程中足球的加速度為 （ ）A. 120ms2，方向與踢出方向相同B. 120ms2，方向與飛來方向相同C. 360ms2，方向與踢出方向相同D. 360ms2，方向與飛來方向相同6、一質(zhì)點(diǎn)在x軸上運(yùn)動(dòng)，初速度>0，加速度>0，當(dāng)?shù)闹甸_始減小，則該質(zhì)點(diǎn) （ ）A. 速度開始減少，直到加速度等于零為止B. 速度開始增加，直到加速度等于零為止C. 速度繼續(xù)增加，直到加速度等于零為止D. 速度繼續(xù)增大，加速度方向和速度方向相反7、一輛車由靜止開始做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，在第8s末開始剎車，經(jīng)4s停下來，汽車剎車過程也在做勻變速運(yùn)動(dòng)，那么前后兩段加速度的大小之比是 （ ）A. 1：4 B. 1：2 C. 2：1 D. 4：18、幾個(gè)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體，運(yùn)動(dòng)了相等的時(shí)間，則在這段時(shí)間內(nèi) （ ）A. 加速度最大的那個(gè)物體末速度最大B. 初速度最大的那個(gè)物體末速度最大C. 末速度最大的那個(gè)物體平均速度最大D. 初速度最大，加速度也最大的那個(gè)物體平均速度最大9、物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知第1s末的速度是6ms，第2s末的速度是8ms，則下面結(jié)論正確的是 （ ）A. 物體零時(shí)刻的速度是3msB. 物體的加速度是2ms2C. 任何1s內(nèi)的速度變化都是2msD. 第1s內(nèi)的平均速度是6ms10、甲、乙兩物體在同一直線上運(yùn)動(dòng)，它們的圖象如圖，可知 （ ）A. 在t1時(shí)刻，甲和乙的速度相同B. 在t1時(shí)刻，甲和乙的速度大小相等，方向相反C. 在t2時(shí)刻，甲和乙的速度方向相同，加速度方向相反D. 在t2時(shí)刻，甲和乙的速度相同，加速度也相同11、一物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻速度的大小為，1s后速度的大小變?yōu)椋谶@1s內(nèi)該物體的 （ ）A. 速度變化的大小可能小于B. 速度變化的大小可能大于C. 加速度的大小可能小于2D. 加速度的大小可能大于212、如圖所示的速度時(shí)間圖象中，質(zhì)點(diǎn)A、B、C運(yùn)動(dòng)的加速度分別為= 2，= 2， 2，其中 的加速度最大。在時(shí) 的速度最大，在時(shí) 的速度最大，在= s時(shí)，A、B的速度一樣大。13、有些國家的交管部門為了交通安全，特制定了死亡加速度為500g（g=10m/s2），以警示世人。意思是如果行車加速度超過此值，將有生命危險(xiǎn)。這么大的加速度，一般車輛是達(dá)不到的，但是如果發(fā)生交通事故時(shí)，將會(huì)達(dá)到這一數(shù)值。試判斷：兩輛摩托車以36kmh的速度相向而撞，碰撞時(shí)間為1.210-3s，駕駛員是否有生命危險(xiǎn)?14、一個(gè)質(zhì)點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)，到A點(diǎn)時(shí)，速度為3ms，然后勻加速運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度變?yōu)?2ms，歷時(shí)6s；到B點(diǎn)后又勻減速運(yùn)動(dòng)，再經(jīng)6s到達(dá)C點(diǎn)，并停下來，求：（1）從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中加速度的大小。（2）從B點(diǎn)到C點(diǎn)過程的加速度的大小。15、火車沿平直鐵軌勻加速前進(jìn)，通過某一路標(biāo)時(shí)的速度為10.8kmh，1min后變成54kmh，又需經(jīng)多長時(shí)間，火車的速度才能達(dá)到64.8km/h?16、卡車原來用10ms的速度勻速在平直公路上行駛，因?yàn)榈揽诔霈F(xiàn)紅燈，司機(jī)從較遠(yuǎn)的地方即開始剎車，使卡車勻減速前進(jìn)，當(dāng)車減速到2ms時(shí)，交通燈轉(zhuǎn)為綠燈，司機(jī)當(dāng)即放開剎車，并且只用了減速過程的一半時(shí)間卡車就加速到原來的速度，從剎車開始到恢復(fù)原速過程用了12s。求：（1）減速與加速過程中的加速度；（2）開始剎車后2s末及10s末的瞬時(shí)速度。試題答案1. ABCD2. B3. D4. BD5. C6. C7. B8. D9. BC10. AC11. BD12. 0.5 -0.25 0.25 A C C 413. 有危險(xiǎn)14. （1）1.5m/s2 （2）-2m/s215. 15s16. （1）-1m/s2 2 m/s2 （2）8m/s 6m/s