高一物理匀变速直线运动规律推论

1、对落体运动的定性研究⑴、古人的发现和争执亚里士多德的观点(2300多年前)：重物下落快，轻物下落慢。伽利略佯谬(300多年前)：假设将一块大石头与一块小石头捆在一起下落，按亚里士多德的说法，会得出两个彼此矛盾的结论，从而证明了亚里士多德的错误。2、对落体运动的定量研究⑴、自由落体运动的定义物体仅在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。2、对落体运动的定量研究⑵、研究自由落体运动的方法和仪器方法：尽量准确记录自由落体的运动信息(时间、位移等)，再从中分析出运动规律；仪器：打点计时器、频闪照相等。操作要领：①要固定打点计时器，且保证两个限位孔中心连线竖直；②通过纸带提重物时，手拿纸带最上端，并使重物靠在计时器下缘；③先通电，随即松手，纸带穿过后立即关掉计时器电源。纸带选择：①点迹清晰，无拖尾、断点；②第1、2点之间的距离尽量接近2mm。⑶、用打点计时器研究自由落体运动2、自由落体运动的规律⑴自由落体运动是初速度为零、加速度为常量的匀加速直线运动。自由落体运动的加速度又叫重力加速度。用符号“g”表示。重力加速度的方向竖直向下，大小为9.8m/s2。粗略计算时可取为g=10m/s2。2、自由落体运动的规律观察右表，你能得出什么结论？答：①纬度越高的地方,重力加速度的数值越大；②最大值与最小值的相对差异较小。不同地点的重力加速度地点纬度g(m/s2)北极90.0°9.832莫斯科55.8°9.816纽约40.7°9.803北京40.0°9.801东京35.7°9.798武汉30.5°9.794广州23.0°9.788赤道0°9.780⑵自由落体运动的公式gtvt速度公式：2gt21s位移公式：gs2v2t推导公式：3、匀变速直线运动的规律atvv:0t速度公式20at21tvs:位移公式t)vv(21s:t0推导公式as2vv:202t推导公式v0tv0tvt匀变速直线运动规律推论匀变速直线运动规律：3、位移与速度关系：axvv22024、平均速度：txvvv)(2102、位移公式：2021attvx1、速度公式：v＝v0+at例1、证明：物体做匀变速直线运动，在任意两个连续相等的时间内的位移之差等于一个常数。证明：设加速度为a，经过任意一点A的速度为v0，从A点开始经两个连续相等的时间T的位移分别是x1和x2。由运动学知识：20121aTTvx21221aTTvxaTvv0120112)(aTTvvxxx两个连续相等的时间T内的位移之差：即:只要物体做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时间内的位移之差等于一个常数.因为T是个恒量，小车加速度也是恒量，因此△x也是个恒量。例2、已知一物体做匀变速直线运动，加速度为a，试证明在任意一段时间t内的平均速度等于该段时间中点t/2时刻的瞬时速度。证明：设物体在匀变速直线运动中，任意一段时间t的初速度为v0，位移为xt时间内的位移为2021attvxtxvt时间内的平均速度为atvv210联立以上两式得中间时刻t/2的速度atvvt2102联立以上两式得2/tvv匀变速直线运动推论公式：1、任意两个连续相等时间间隔T内，位移之差是常数，即△x=x2-x1=aT2。2、在一段时间内，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度vvvvt)(2102/拓展:△xMN=xM-xN=(M-N)aT2初速度为零的匀加速直线运动➀1t末、2t末、3t末……速度之比V1:V2:V3……=1:2:3……➁1t内、2t内、3t内……位移之比S1:S2:S3……=12:22:32……➂第一个t秒内、第二个t秒内、第三个t秒内……的位移之比为：SⅠ:SⅡ:SⅢ……=1:3:5……几个有用的结论➃从静止开始通过连续相等的位移所用的时间比为:1:)23(:)12(:1:::321nnttt③在1s，2s，3s，…ns位移内经历的时间比为：nttt:3:2:1:::321几个有用的结论①实验步骤及操作要领②纸带的初步处理——计数点舍去最开始点子太密的部分；每隔4个点取一个计数点，相邻两个计数点的时间间隔为5×0.02s=0.1s。优点：一方面减小距离的测量误差，另一方面给数据计算带来方便。4、实验操作及纸带的初步处理①做匀变速直线运动的物体，在某段时间内的平均速度等于这段时间的中间时刻的瞬时速度，还等于这段时间的初、末速度的算术平均值，即：注意：中间时刻与中点位置的区别。对匀变速直线运动而言，中间时刻不会经过中点位置。5、处理纸带数据的两个公式)vv(21vvtst02t②物体做加速度为a的匀变速直线运动,在相邻的相等时间间隔内(设时间间隔为T)的位移之差相等,且等于aT2,即：逐差法求加速度：5、处理纸带数据的两个公式21nn2312aTssssssABCDEFGs1s2s3s4s5s62321654T9)sss()sss(a①描述匀变速直线运动的物理量有５个：v0、a、t、s、vt②反映匀变速直线运动规律的常用公式有四个，每个公式反映了四个物理量之间的关系。③对单一过程的问题，需要知道３个量，才能求解第４、５个量；对多过程问题，往往需要解联立方程组。6、运动学公式的应用技巧经验积累：①对匀减速直线运动，若给出时间求位移或末速度，要先考虑物体速度减至零后可能的运动情况，从而决定具体的求解步骤。如交通工具的刹车问题，速度减至零后不再运动，因而要先判断题给时间是否大于速度减至零所需时间，再决定具体算法。②对二次方程的两个根，要对其物理意义进行判断，从而决定取舍。求解联系实际问题的方法技巧⑴沉着冷静，反复读题，将题给实际情景转化为物理模型，并尽可能画出物理过程示意图——关键；⑵恰当选择公式，正确代入数据(注意单位)，细心求解结果(注意有效数字位数)；⑶解得结果后，要考察运算结果是否违背实际情况。练习1：一小球从静止开始做匀加速直线运动，在第15s内的位移比前1s内的位移多0.2m，求小球运动的加速度和前15s内的平均速度。a=0.2m/s2v=1.5m/s练习2：某市规定，车辆在市区内行驶不得超过40km/h，有一辆汽车遇到情况紧急刹车后，经时间t=1.5s停止，量得路面刹车的痕迹长为x=9m，问该车是否违章？（刹车后汽车做匀减速运动）a=-8m/s2v0=12m/s=43.2km/h练习3：以10m/s的速度匀速行驶的汽车，刹车后做匀减速直线运动。若汽车刹车后第2s内的位移为6.25m（刹车时间超过2s），则刹车后6s的位移是多大？解：以汽车初速度方向为正方向)21(2121102220attvattvx由题可知：代入数据解得：a=-2.5m/s2ssavt45.2100000汽车刹车到停所需时间则汽车刹车6s内的位移:mmattvx204)5.2(214102122000两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动的力，这种力就叫做摩擦力比较以上情况，思考物体是否受到摩擦力？他们的共同点是什么？相对静止，但有相对运动趋势一静摩擦力1定义：两个接触的物体，当一个物体相对另一个物体有相对运动趋势时，产生的摩擦叫静摩擦力。①接触面粗糙②接触并挤压③有相对运动趋势。3作用点：作用于接触面间。4方向：注意：①相对指的是相对接触面②相对运动趋势可用假设光滑法判断2产生条件：与接触面相切，与相对运动趋势方向相反.（用毛刷验证）5大小：思考：木箱受到的静摩擦力大小如何求？总结：在二力平衡问题中，有二力平衡的知识解决。探究：探究静摩擦力的变化器材：木块，砝码一盒，弹簧测力计，木板。FFµ实验结论：静摩擦力随拉力的增大而增大，当拉力达到某一数值时木块开始移动，拉力突然减小。补充：静摩擦力是个聪明的力，不但大小随外力而变化，方向也随外力方向变化而变，且有最大值。6最大静摩擦力：（在数值上等于物体刚刚开始运动时的拉力）静摩擦力的范围：0＜F≤Fmax思考：物体拉动的条件？说明：最大静摩擦力大于滑动摩擦力思考：1只有静止的物体才受到静摩擦力的作用?2静摩擦力一定是阻力?（拉力大于最大静摩擦力）二滑动摩擦力1定义：两个接触的物体，当一个物体在另一个物体表面滑动的时候，会受到另一个物体阻碍它滑动的力2产生条件：①接触面粗糙②接触并挤压③发生相对滑动3作用点：接触面间4方向：与相对运动方向相反强调：滑动摩擦力的方向与物体相对接触面的运动方向相反，而不能说与物体运动方向相反。AB(4)滑动摩擦力的大小滑动摩擦力的大小跟压力成正比，即f＝μFNμ是比例常数，没有单位，叫动摩擦因数，μ的大小跟两接触物体的材料及接触面的情况（如粗糙程度有关）有关。②µ为动摩擦因数，无单位，µ与接触面的材料粗糙程度有关。(5)注意点：①静止的物体可以受到滑动摩擦力②要特别注意“相对”这个条件→相对运动③滑动摩擦力可以是动力，但它产生的效果一定是阻碍物体间的相对运动例题1：在东北的冬季伐木工作中，伐下的木料常装在雪撬上，马拉着雪撬在冰道上滑行，将木料运出。一个有钢制滑板的雪撬，连同木料的总重量为4.9×104N。在水平的冰道上，马要在水平方向用多大的力，才能够拉着雪撬匀速前进？三：滚动摩擦：1定义：一个物体在另一个物体表面滚动时产生的摩擦。2说明：当压力相同时，滚动摩擦比滑动摩擦小的多学生思考：增大有益摩擦的方法，减小有害摩擦的方法。巩固练习：1运动的物体一定受到滑动摩擦力吗？2滑动摩擦力一定与运动方向相反吗？3物体的正压力增大，摩擦力一定增大，对吗？4重量为100N的木箱放在水平地板上，至少要用40N的水平推力，才能使它从原地开始运动。木箱从原地开始移动以后，用30N的水平推力，就可以使木箱继续做匀速运动。由此可知：木箱与地面间的最大静摩擦力为（）木箱所受到的滑动摩擦力为（），木箱与地板间的动摩擦因数为（）如果用20N的水平推力推木箱，木箱所受到的摩擦力是（）。课堂小结本节学习了静摩擦力，滑动摩擦力产生的条件，方向判断，以及大小计算，抓住摩擦力方向与相对运动或相对运动趋势方向相反；静摩擦力大小由二力平衡求解，滑动摩擦由F=µFN求解。摩擦力静摩擦力滑动摩擦力滚动摩擦定义产生条件作用点方向大小定义产生条件作用点方向大小这些动作的完成有什么共同特点一、形变1、形变：形变的原因是物体受到了力的作用物体的形状或体积的变化叫做形变总结：任何物体都可以发生形变[讨论]：我用力推墙或压桌面，那么墙和桌面也会发生形变吗？放大的思想4、弹性限度形变超过一定限度，撤去外力后物体不能完全恢复原状，这个限度叫弹性限度。3、形变的分类弹性形变：能够恢复原来形状的形变叫做弹性形变．塑性形变:不能恢复原来形状的形变叫做塑性形变．二、弹力1、概念：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力。2、弹力产生的条件：施力物体受物体直接接触+发生弹性形变弹力产生在直接接触并发生弹性形变的物体之间。三、弹力的方向1、平面与平面接触总结：弹力垂直接触面例题1：分析A受到的弹力（A均处于静止状态）AFAA总结：弹力通过接触点垂直于平面或曲面的切面2、点与面接触例题2：分析物体A受到的弹力（A均处于静止状态）BA3、曲面与曲面接触例3：分析球A所受到的弹力总结：弹力的方向总是垂直接触面或曲面的切面，并指向被压或被支撑的物体。支持力与压力属于弹力A4、绳的弹力：AB总结：绳的弹力方向总是沿着绳并指向绳的收缩方向。绳的弹力处处相等A拉力属于弹力FN三、弹力有无判断方法：撤去支撑物法假设法+共点力平衡法FFNFFNFNGFNFNG不平衡不平衡FNGF不平衡四、弹力的大小弹力的大小与物体的形变有关，形变越大，弹力越大，形变消失，弹力随着消失跟踪练习1、下列说法中正确的是()A.只要两物体相接触就一定产生弹力B.只要两物体相互吸引就一定产生弹力C只要物体发生形变就一定有弹力产生D.只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作