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河南教考资源信息网版权所有·侵权必究1一.教学内容：谈对于速度、加速度等概念的深层理解二.学习目标：1、掌握打点计时器的实验原理。2、重点掌握加速度的概念以及加速度和速度的联系与区别。3、匀速运动模型问题的分析思路和方法。本知识点在高考中的地位：打点计时器问题中的纸带问题的处理常综合在研究匀变速直线运动、验证机械能守恒等实验中。对于速度和加速度的考查一般通过选择题的形式出现，在2006年高考全国Ⅰ卷，2005年北京卷和2000年全国卷中，出现了以考查匀速运动模型问题的计算。三.重难点解析：1、重点掌握两种打点计时器的实验原理及区别。（1）电磁打点计时器：是利用电磁感应原理打点计时的仪器，当接通4V－6V的低压交流电源时，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便上下地振动起来，位于振片一端的振针就上下振动而打点，这时，如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列的点。说明：交流电的频率为50Hz，它每隔0.02s打一次点，即打出的纸带上每相邻两点之间的时间间隔是0.02s。（2）电火花计时器：是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，使用时，用墨粉纸盘套在纸盘轴上，并夹在两条纸带中间，当接通220V交流电源时，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针，墨粉纸盘到接负极的纸盘轴产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一列点迹。说明：电源频率是50Hz，每隔0.02秒打一次点。对于这两种打点计时器同学们要注意以下几点：①打点计时器的电源必须是交流电源，对于电磁打点计时器要求所用电源必须是低压4V－6V，如果电压太低，线圈两端的磁性太弱，振片振动很弱，如果电压太高，可能烧坏线圈，而电火花计时器是直接接到220V的交流电源上。②若电磁打点计时器使用时阻力较大：阻力包括振针和纸带间的摩擦以及限位孔和纸带间的摩擦.而电火花打点计时器在使用过程中阻力极小，这极小的阻力来自纸带运动的本身而不是打点时产生的，因而系统误差较小.同时电火花打点计时器操作简易，安全可靠.③纸带上出现了双点或漏点的情况，可通过适当调整振动片的长度予以纠正。④如果遇到纸带上打出的是短横线，说明振针压在纸带上时间过长，应调整振针和复写纸片的高度，使之在一点。⑤使用电火花式打点计时器时要注意把两条纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间。而在使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面，不然纸带上就不会留下点迹。河南教考资源信息网版权所有·侵权必究22、加速度概念的深层理解：（1）定义：加速度是表示速度改变快慢的物理量，它等于速度的改变跟发生这一改变所用时间的比值，即a=（vt-v0）/t式中vt、v0分别表示质点的末速度和初速度，t是质点的速度从vo变化到vt所需的时间，a表示质点的加速度。（2）物理意义：加速度是表示速度改变快慢的物理量，其大小在数值上等于单位时间内速度的改变。（3）单位：在国际单位制中，加速度的单位是米每二次方秒，符号是m/s2。（4）注意点：①a=（vt-v0）/t，只是加速度a的定义式，量度式（计算式），不是决定式，即一个物体运动的加速度的决定因素不是v0、vt和t，以后我们会知道，加速度决定于物体的质量和它所受合外力的大小。②加速度不但有大小，而且有方向，是矢量，加速度的方向与速度改变量Δv的方向相同。③Δv＝vt-v0叫速度的改变量，由于速度是矢量，求其改变量要特别注意其方向性。④加速度与速度无直接的联系，与Δv也无直接联系，v大，a不一定大；Δv大，a也不一定大。⑤vt叫速度的变化率，vt越大，a越大。3、速度和加速度的关系：（1）加速度与速度是两个不同的物理量，它们之间没有本质的联系。（2）加速度不是增加的速度，速度的变化情况是Δv，则加速度是（vt）可见两者是有本质的不同，质点速度增量很大，但如果速度经历的时间很长，加速度的值也可能很小。（3）加速度和速度的大小比较：速度很大的物体，其加速度不一定就很大。同理加速度很大的物体其速度不一定就很大，加速度为零时，加速度可以不为零；反之加速度为零时，速度也可以不为零。速度增大，加速度可以减小，加速度增大时，速度也可以减小。（4）加速度和速度方向的比较：速度的方向就是物体运动的方向，加速度的方向总是与速度的变化量的方向相同，在直线运动中，加速度的方向可能与物体速度的方向相同也可能与物体的速度方向相反，当a与v0同方向时，若a减小，速度仍不断增大，只是后来增大的没有原先增大的快，此时，物体做的虽然是加速直线运动，但却不是匀加速直线运动，是加速度减小的加速运动，当a与v0反方向时，若a增大，速度仍不断减小，只是速度减小得越来越快，此时，物体做的虽然是减速直线运动，但却不是匀减速直线运动，是加速度增大的减速直线运动。【典型例题】问题1、打点计时器原理的考查：如图所示的四条纸带，是某同学在练习使用打点计时器时得到的，纸带的左端先通过打点计时器，从点迹的分布情况可以判断纸带运动时的速度变化情况：河南教考资源信息网版权所有·侵权必究3纸带A做________运动。纸带B做________运动。纸带C做________运动。纸带D做________运动。答案：匀速匀速加速先加速后减速在使用打点计时器时，应先把打点计时器固定，让纸带穿过________，把复写纸片套在________，并且压在纸带上面，然后在打点计时器的两个接线柱上分别接上导线，两根导线的另外一端分别接到________V的________电源的两个接线柱上，接通电源后，再放开纸带，即可进行操作了。解析：电磁打点计时器是一种使用4～6V的低压交流电的计时仪器，在使用时，先把纸带穿过限位孔，并且压在复写纸下面，再接通电源方可放开纸带开始实验。答案：限位孔定位轴4～6交流问题2、注意弄清速度、速度的变化和加速度的区别和联系。加速度是描述速度变化的快慢和方向的物理量，是速度的变化和所用时间的比值，加速度a的定义式是矢量式。加速度的大小和方向与速度的大小和方向没有必然的联系。只要速度在变化，无论速度多小，都有加速度；只要速度不变化，无论速度多大，加速度总是零；只要速度变化快，无论速度是大、是小或是零，物体的加速度就大。加速度的与速度的变化Δv也无直接关系。物体有了加速度，经过一段时间速度有一定的变化，因此速度的变化Δv是一个过程量，加速度大，速度的变化Δv不一定大；反过来，Δv大，加速度也不一定大。例1、下列说法中正确的是（）A、加速度增大，速度一定增大B、速度变化量v越大，加速度就越大C、物体有加速度，速度就增加D、物体速度很大，加速度可能为零正确答案是D。河南教考资源信息网版权所有·侵权必究4变式：一个做变速直线运动的物体，其加速度方向不变而大小逐渐减小到零，那么该物体的运动情况可能是（）A、速度不断增大，到加速度减小到零时，速度达到最大，而后做匀速直线运动B、速度不断减小，到加速度减小到零时，速度达到最小，而后做匀速直线运动C、速度不断减小，到加速度减小到零时运动停止D、速度不断减小到零后，又反向做加速运动，最后做匀速运动。答案A、B、C、D例2、根据给出的速度，加速度的正负情况，下列对于运动性质的判断正确的应该是（）A、v0＞0，a＜0物体做加速运动B、v0＜0，a＜0物体做加速运动C、v0＜0，a＞0物体做减速运动D、v0＞0，a＞0物体做加速运动答案：B、C、D变式思考：一物体做匀变速直线运动，某时刻速度的大小为4m/s，1s后速度的大小变为10m/s.在这1s内该物体的（）A、位移的大小可能小于4mB、位移的大小可能大于10mC、加速度的大小可能小于4m/s2D、加速度的大小可能大于10m/s2.答案为A、D。问题3、匀速直线运动模型：例题：某测量员是这样利用回声测距离的，他站在两平行峭壁间某一位置鸣枪，经过1.00s，第一次听到回声，又经过0.50秒再次听到回声，已知声速为340m/s，则两峭壁间的距离为多少米？答案：425m变式（1）：2006年全国理综Ⅰ卷23。天空有近似等高的浓云层。为了测量云层的高度，在水平地面上与观测者的距离为d=3.0km处进行一次爆炸，观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上相差t=6.0s。试估算云层下表面的高度。已知空气中的声速v=31km/s。问题分析：观测者先后两次听到爆炸声分别是由地面直接传播和经云层反射后传播而来，由于声波传播的波程不同，因此两次听到爆炸声的时间间隔t=6.0s，声波的反射与光的反射相同均遵循反射定律，即反射角等于入射角，所以可以利用数学知识列方程。解题过程：如图，A表示爆炸处，O表示观测者所在处，h表示云层下表面的高度，用t1表示爆炸声直接传到O处所经时间，则有d=vt1①河南教考资源信息网版权所有·侵权必究5用t2表示爆炸声经云层反射到达O处所用时间，因为入射角等于反射角，故有22222vthd②已知t2-t1=Δt③联立①、②、③，可得tdvtvhΔΔ2212④代入数值得mh3100.2⑤本题考查了声波的传播，解决该题的关键是正确理解t=6.0s的意义，尽管声波在各个方向传播的速度相同，但传播路径不同，则时间不同。变式（2）（2000年全国卷）一辆实验小车可沿水平地面（图中纸面）上的长直轨道匀速向右运动．有一台发出细光束的激光器装在小转台M上，到轨道的距离MN为d＝10m，如图所示．转台匀速转动，使激光束在水平面内扫描，扫描一周的时间为T＝60s．光束转动方向如图中箭头所示．当光束与MN的夹角为45°时，光束正好射到小车上．如果再经过Δt＝2.5s光束又射到小车上，则小车的速度为多少？左右激光器MNd在Δt内，光束转过角度15360Tt如图，有两种可能：（1）光束照射小车时，小车正在接近N点，Δt内光束与MN的夹角从45°变为30°，河南教考资源信息网版权所有·侵权必究6小车走过L1，速度应为tLv11由图可知L1＝d（tg45°－tg30°）由上两式并代入数值，得v1＝1.7m/s（2）光束照到小车时，小车正在远离N点，Δt内光束与MN的夹角从45°变为60°，小车走过L2，速度应为tLv22由图可知L2＝d（tg60°－tg45°）由上两式并代入数值，得v2＝2.9m/s小结：本题重点体现了匀速直线运动模型在综合问题中的抽象。对于这类问题的分析重点在于根据题意选取研究对象，画好草图，根据题意构建出物理模型，列式求解。总结本节内容。【模拟试题】（答题时间：40分钟）1、跳伞运动员做低空跳伞表演，当飞机离地面某一高度静止于空中时，运动员离开飞机自由下落，运动一段时间后打开降落伞，展开伞后运动员以2s/m5的加速度匀减速下降，则在运动员减速下降的任一秒内（）A、这一秒末的速度比前一秒初的速度小5m/sB、这一秒末的速度是前一秒末的速度的0.2倍C、这一秒末的速度比前一秒末的小5m/sD、这一秒末的速度比前一秒初的小10m/s2、甲乙两物体分别做匀变速直线运动，甲的加速度为2s/m3，乙的加速度为2s/m5，则下列表述中正确的是（）A、甲的速度一定小于乙的速度B、甲的速度改变小于乙的速度改变C、甲的位移一定小于乙的位移D、甲的速度变化比乙的速度变化慢3、关于匀变速直线运动，下列说法中正确的有（）A、是加速度不变的运动B、是速度不变的运动C、是速度随时间均匀变化的运动河南教考资源信息网版权所有·侵权必究7D、是加速度逐渐增加的运动4、一个做变速直线运动的物体，其加速度方向不变而大小逐渐减小到零，那么该物体的运动情况可能是（）A、速度不断增大，到加速度减小到零时速度达到最大，而后做匀速直线运动B、速度不断减小，到加速度减小到零时速度达到最小，而后做匀速直线