2012江苏小高考物理宝典-2课：匀变速直线运动的研究

第二课时匀变速直线运动的研究【最新考试说明】探究、实验：用电火花计时器(或电磁打点计时器)探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律a匀变速直线运动的规律及其应用B匀变速直线运动的v-t图象B自由落体运动A伽利略对自由落体运动的研究A【基础知识梳理】7、探究、实验：用电火花计时器(或电磁打点计时器)探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律打点计时器的使用及原理：（1）电磁打点计时器使用交流电源，工作电压在10V以下。电火花计时器使用交流电源，工作电压220V。当电源的频率是50Hｚ时，它们都是每隔0.02ｓ打一个点。（2）txv若t越短，平均速度就越接近该点的瞬时速度（3）txvvt2匀变速直线运动时，物体某段时间的中间时刻速度等于这段过程的平均速度实验器材：打点计时器；纸带；复写纸片；低压交流电源；小车；细绳；一端附有滑轮的长木板；刻度尺；钩码；导线实验装置图：（见右图）实验步骤：（1）把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将打点计时器固定在平板上,并接好电路（2）把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着重量适当的钩码.（3）将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔（4）拉住纸带,将小车移动至靠近打点计时器处,先接通电源,后放开纸带.（5）断开电源,取下纸带（6）换上新的纸带，再重复做三次OABCDE3.0712.3827.8749.62.0777.402、常见计算：（1）2BABBCT，2CBCCDT（2）2CBCDBCaTT••••••OABCDE3.0712.3827.8749.62.0777.408、匀变速直线运动的规律及其应用（1）匀变速直线运动的速度公式vt=vo+at（2）平均速度：.2otvvv此式只适用于匀变速直线运动.（3）匀变速直线运动的位移公式S=vot+21at2（4）位移推论公式：2202tSa（5）初速无论是否为零,匀变速直线运动的质点,在连续相邻的相等的时间间隔内的位移之差为一常数：表达式：△X=aT2(a----匀变速直线运动的加速度,T----每个时间间隔的时间)1234650v/m·s-1t/s23451678②①9、匀变速直线运动的v-t图象匀变速直线运动规律的速度-时间图像纵坐标表示物体运动的速度，横坐标表示时间图像意义：表示物体速度随时间的变化规律①表示物体做匀速直线运动；②表示物体做匀加速直线运动；③表示物体做匀减速直线运动；①②③交点的纵坐标表示三个运动物体的速度相等；图中阴影部分面积表示0～t1时间内②的位移①②③0v/(ms-1)t1t/s10、自由落体运动（1）自由落体运动: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。（2）自由落体加速度:①自由落体加速度也叫重力加速度，用g表示.②重力加速度是由于地球的引力产生的,因此,它的方向总是竖直向下.其大小在地球上不同地方略有不,在地球表面，纬度越高，重力加速度的值就越大，在赤道上，重力加速度的值最小，但这种差异并不大。③通常情况下取重力加速度g=10m/s2（3）自由落体运动的规律:vt=gt；h=21gt2；v2=2gh。11、伽利略对自由落体运动的研究科学研究过程：（1）对现象的一般观察（2）提出假设（3）运用逻辑得出推论（4）通过实验对推论进行检验（5）对假说进行修正和推广伽利略科学思想方法的核心——是把实验和逻辑推理和谐结合起来。【经典真题回顾】7、探究、实验：用电火花计时器(或电磁打点计时器)探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律1．（2011年江苏省学业水平测试T25）小明用打点计时器研究小车的运动，在实验过程中：（1）打点计时器应使用（选填“直流”或“交流”）电源。（2）他打出一条纸带，按打点先后顺序每5个点取一个计数点，并计算出相应时刻的瞬时速度，如下表所示。请根据表中的数据，在坐标系中作出小车运动的v—t图像。计数点ABCDEF时刻t/s00.10.20.30.40.5瞬时速度v/（m·s-1）0.1500.2050.2700.3300.3950.450（3）由作出的v—t图像可以判断，小车做。（选填“匀速”、“匀加速”或“变加速”）直线运动。交流匀加速2．（2010年江苏省学业水平测试T21）小明拉着穿过打点计时器的纸带的一端运动，纸带上打出的点如图所示，由此判断纸带的运动情况是（）A．先匀速后减速B．先加速后匀速C．先减速后加速D．先加速后减速D3．（2007年江苏省学业水平测试T25）在用电火花计时器（或电磁打点计时器）研究匀变速直线运动的实验中，某同学打出了一条纸带，已知计时器打点的时间间隔为0.02s，他按打点先后顺序每5个点取1个计数点，得到了O、A、B、C、D等几个计数点，如图所示，则相邻两个计数点之间的时间间隔为s。用刻度尺量得OA=1.50cm，AB=1.90cm，BC=2.30cm，CD=2.70cm.由此可知，纸带做运动（选填“匀加速”或“匀减速”），打C点时纸带的速度大小为m/s。匀加速0.250.18、匀变速直线运动的规律及其应用4．（2010年江苏省学业水平测试T26）在刚闭幕的21届温哥华冬奥会上，我国女子冰壶队取得了优异的成绩，比赛中，冰壶在水平冰面上的运动可视为匀减速直线运动，设一质量m=20kg的冰壶从被运动员推出到静止共用时t=20s，运动的位移x=30m，取g=10m/s2，求：冰壶在此过程中（1）所受重力的大小；（2）平均速度的大小；（3）加速度的大小。4、解：（1）NmgG200（2）smtxv/5.1（3）根据221atx得22/15.02smtxa9、匀变速直线运动的v-t图象（B）5．（2010年江苏省学业水平测试T3）下列v-t图像中，表示初速度为零的匀加速直线运动的是（）D6．（2007年江苏省学业水平测试T3）下列tv图象中，表示物体做匀加速直线运动的是（）C11、自由落体运动7．（2011年江苏省学业水平测试T4）下列物体的运动中，可视为自由落体运动的是答案（）A．苹果成熟后自由掉落B．纸片释放后向下飘落C．降落伞从高空缓缓降落D．皮球下抛后竖直下落A8．（2008年江苏省学业水平测试T6）月球上没有空气，若宇航员在月球上将羽毛和石块从同一高度处同时由静止释放则（）A．羽毛先落地B．石块先落地C．它们同时落地D．它们不可能同时落地C9．（2007年江苏省学业水平测试T4）在同一地点，质量不同的两个物体从同一高度同时开始做自由落体运动，则（）A．质量大的物体下落的加速度大B．质量大的物体先落地C．质量小的物体先落地D．两个物体同时落地D12、伽利略对自由落体运动的研究10．（2009年江苏省学业水平测试T4）最早对自由落体运动进行科学的研究，否定了亚里士多德错误论断的科学家是（）A．伽利略B．牛顿C．开普勒D．胡克A【巩固提升空间】7、探究、实验：用电火花计时器(或电磁打点计时器)探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律（a）1．如图所示是同一打点计时器打出的4条纸带，在图示记录的时间内（）A．甲和丁纸带均做匀速运动B．丙纸带的平均速度最大C．丁纸带的平均速度最大D．乙和丁纸带的平均速度一样大C2．在“研究匀变速直线运动”的实验中：小车拖着纸带的运动情况如图所示，图中A、B、C、D、E为相邻的记数点，相邻的记数点的时间间隔是0.10s，标出的数据单位是cm，则打点计时器在打C点时小车的瞬时速度是____m/s，小车运动的加速度是_____m/s2．1.283.23．在“用电火花计时器（或电磁打点计时器）探究匀变速直线运动”的实验中，某同学打出了一条纸带．已知计时器打点时间间隔为0.02s，他按打点的先后顺序，从比较清晰的点起，每五个点取作一个计数点，分别标明O、A、B、C、D等几个计数点，如图所示，则：B、C两计数点间的时间间隔为s，在B、C之间的平均速度大小为m/s，打C点时的瞬时速度大小为m/s．AO0123456789101112BCDcm0.10.360.424．在研究物体匀变速直线运动时，用打点计时器记录纸带运动的时间，计时器所用电源的频率为50Hz．下图为做匀变速直线运动的小车带动的纸带上记录的一些点，在每相邻的两点中间都有四个点未画出．按时间顺序取点0、1、2、3、4、5、6，用米尺量出点1、2、3、4、5、6到0点的距离分别是（单位：cm）8.78、16.45、23.02、28.50、32.88、36.14．由此可得打点周期为s，点2的速度_______m/s，小车的加速度的大小为_________m/s2．01234560.7120.021.15．某兴趣小组的同学们在做“用打点计时器测速度”的实验中，让重锤自由下落，打出的一条纸带如图所示，图中直尺的单位为cm，点O为纸带上记录到的第一点，点A、B、C、D……依次表示点O以后连续的各点。已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点。（1）打点计时器打下点G时重锤的速度可用表达式vG=____________进行计算，式中各量的意义是________________________________________________（2）用上式计算出打下点G时重锤的速度为vG=____________m/s5．TxxFH2-;Fx,Hx表示H,F点位置坐标,T表示两点间时间间隔;1.3m/s6．在研究匀变速直线运动规律的实验中，做匀变速直线运动的小车带动纸带运动，用打点计时器打下一条点迹清晰的纸带，如图所示．打点计时器打点的时间间隔为0.02s，按打点时间先后顺序，每五个点取一个计数点，依次得到A、B、C、D、E五个计数点．用刻度尺量得B、C、D、E各点到A点的距离分别为AB＝7.60cm，AC＝13.60cm，AD＝18.00cm，AE＝20.80cm．由此可知，打点计时器打B点时，小车的速度为m/s，小车运动的加速度大小为m/s2，加速度方向与小车运动方向（填“相同”或“相反”）．ABCDE0.681.6（或1.60）相反8、匀变速直线运动的规律及其应用（B）7．汽车从静止开始做匀加速直线运动，那么从开始加速到2s末和3s末汽车通过的总路程之比为（）A．2:3B．4:9C．3:5D．1:9B8．关于物体做匀变速直线运动，下列说法中正确的是（）A．每一秒内速度的变化量相等B．速度保持不变C．加速度随时间均匀变化D．位移随时间均匀变化A9．体做匀变速直线运动，下列说法中正确的是（）A．速度随时间均匀变化B．速度保持不变C．加速度随时间均匀变化D．位移随时间均匀变化A10．汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动，可以明显地看出滑动的痕迹，即常说的刹车线，由刹车线长短可以得知汽车刹车前的速度大小，因此刹车线的长度是分析交通事故的一个重要依据，若汽车轮胎跟地面的动摩擦因数是0.7，刹车线长是14m，则可知汽车刹车前的速度大约是（）A．7m/sB．10m/sC．14m/sD．20m/sC11．一质点沿直线ox做加速运动，它离开O点的距离随时间t的变化关系为x=5+2t3，其中x的单位是m，t的单位是s，它的速度v随时间t的变化关系是v=6t2，其中t的单位是s。设该质点在t=0到t=2s间的平均速度为v1，t=2s到t=3s间的平均速度为v2，则（）A．v1=12m/sv2=39m/sB．v1=8m/sv2=38m/sC．v1=12m/sv2=19.5m/sD．v1=8m/sv2=13m/sB12．某同学身高1.8m，在运动会上他参加跳高比赛，起跳后身体横着越过了1.8m高的横杆。据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为（g=10m/s2）（）A．2m/sB．8m/sC．6m/sD．4m/sD13．在平直公路上，以速度v0=12m/s匀速前进的汽车，遇紧急情况刹车后，轮胎停止转动在地面上滑行，经过时间t=1.5s汽车停止，当地的重力加速度g取10m/s2.求：⑴刹车时汽车加速度a的大小；⑵开始刹车后，汽车在1s内发生的位移x；⑶刹车时汽车轮胎与地面间的动摩擦因数μ.13．解析：⑴由atvvt0，得a=