粤教版高中物理必修一第二章探究匀变速直线运动学案

第二章第一节探究自由落体运动
学习目标
1、认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素。

2、能用打点计时器或其它仪器得到相关的运动轨迹并能自主分析。

3、学会利用实验进行探索研究的本领。

学习过程
一、预习指导：
1、落体运动的思考：
（1）、亚里士多德观点：
（2）、伽利略的反驳：
理论:假设亚里士多德正确（重的物体下落得快）
结论1：
结论2：
实验：比萨斜塔实验
（3）、正确的结论是：
（4）、在现实生活中羽毛比铁片下落的慢的原因是：空气阻力的影响2、自由落体运动
（1）、概念：
（2）、特征：和
二、课堂导学：
※学习探究
1、亚里士多德简介及其观点
2、伽利略简介及其反驳：
理论：假设重的物体下落得快，得出互相矛盾的两个结论
实验：比萨斜塔实验
3、我的探究
（1）硬币和纸片从同一高度下落
实验结果：快，慢，即：重的物体下落
（2）纸片和纸团从同一高度下落
实验结果：快，慢，即：轻重相同的物体下落不一样快（3）硬币和一枚表面贴有纸片的硬币从同一高度下落
实验结果：，即：轻重不同的物体下落一样快
综上所述：物体下落的快慢与重量无关
4、请探究实际生活中为什么羽毛比铁片下落的慢？课本27页
（1）牛顿管中有空气现象：
（2）牛顿管中没有空气现象：
结果分析：影响羽毛和金属片下落快慢的原因：
5、记录自由落体的运动轨迹
（1）、自由落体的概念：物体仅在重力作用下，由静止开始的下落运动（2）、自由落体运动的特点: 和
思考：如何判断物体的运动是否属于自由落体运动？
（3）、用打点计时器记录自由落体的信息
纸带的分析：
a 、重物在下落过程中其速度有没有变化？依据是什么？
b 、请猜想s 与t 的关系是 ，还是 ？
学习评价
※ 自我评价 你完成本节导学案的情况为（ ）.
A. 很好
B. 较好
C. 一般
D. 较差
※ 当堂检测（时量：5分钟 满分：10分）计分：
1、关于自由落体运动说法正确的是（ ）
A 、物体从静止下落的运动就叫自由落体运动
B 、物体从竖直下落的运动就叫自由落体运动
C 、物体只在重力作用下的运动就叫自由落体运动
D 、物体只在重力作用下由静止开始的的运动就叫自由落体运动
2、下列说法正确的是（ ）
A 、铁球从三楼无初速度下落是自由落体运动
B 、无风时，树叶的下落运动属于自由落体运动
C 、忽略空气阻力，树叶和铁球从同一高度同时下落，铁球比树叶快
D 、忽略空气阻力，树叶和铁球从同一高度同时下落一样快
3、下列各种运动中，属于只有落体的有（ ）
A 、在沿水平方向上运动的飞机上释放一物体
B 、纸片在空中释放
C 、初速度为零、加速度大小恒等于g 的运动
D 、小铁球由静止下落，空气阻力可以忽略
4、物体做自由落体运动时，物体的形状大小是否会对其运动产生影响？尝试列
举生活中的实例来说明。

课后作业
1、甲物体比乙物体受的重力大5倍，甲从H 高处自由下落，乙从2H 高处同时自由
下落（H 较大），在落地之前，下面说法正确的是（ ）
A 、两物体下落过程中同一时刻甲的速率比乙大
B 、下落1s 末，它们的速度相等
C 、各自下落1m ，它们的速度相等
D 、下落过程中乙的加速度比甲的大
2、从某一高度相隔1s 先后释放两个相同的小球甲和乙，不计空气的阻力，它们
在空中任一时刻（ ）
A 、甲乙两球距离始终保持不变，甲乙两球速度之差保持不变；
1.9 5.8 17.3 13.4 9.6 A D C B F
mm E 2t s ∝t s ∝
B 、甲乙两球距离越来越大，甲乙两球速度之差保持不变；
C 、甲乙两球距离越来越大，甲乙两球速度之差也越来越大；
D 、甲乙两球距离越来越小，甲乙两球速度之差也越来越小。

3、悬链长1.4m ，从悬点处断开，使其自由下落，不计空气阻力，则整个悬链通
过悬点下方3.2m 处的一点所需的时间为_______s 。

第二章第二节 自由落体运动规律
学习目标
1、理解什么是自由落体运动，知道它是初速度为零，加速度为g 的匀加速直线
运动。

2、理解自由落体运动的方向，知道在地球的不同地方，重力加速度大小不同，
且随纬度的增加而增加。

3、掌握自由落体运动规律及公式。

4、复习在纸带中读出物体运动信息的方法，并进一步学会处理纸带信息的方法。

学习过程
一、预习指导：
1、物体仅在 的作用下，从 开始下落的运动，叫做自
由落体运动。

2、物体下落过程中运动情况与物体所受的 无关;
3、自由落体加速度称为 ，大小 方向 ，单
位 。

4、自由落体速度公式 ；位移公式 。

二、课堂导学：
※ 学习探究
一、温故知新 1、自由落体运动的定义
2、自由落体运动的条件
3、物体自由下落时，下落情况与 无关。

二、新课学习
1、探究自由落体运动规律的思路：猜想——验证——推导公式
2、依据纸带提出猜想：
通过观察纸你猜想自由落体运动的运动性质应该是： ，你的理由
为 。

进一步假设，如果自由落体运动是一个匀变速直线运
动，它的特征还有： 和 。

你如何证明此猜想：想要证1.9 5.89.613.417.3mm
明自由落体运动是匀变速直线运动，只需证其速度变化，或只需证明加速度ａ为。

3、验证猜想：
（1）如果自由落体运动为匀加速直线运动，在t时刻的速度表达式为，但不知道a，无法求得v
t
（2）不用上一种方法能否判断自由落体运动是匀加速直线运动？
（3）我们知道初速为零的匀加速直线运动的平均速度可用求得；（4）又依平均速度定义式，
（5）由上面三式可得位移和时间加速度关系公式
有了上式，我们试依据前面的纸带，算一算不同时间内的加速度，从数据可以看出，自由落体运动的加速度，是做运动。

(6) 从前面三式也可推出速度与位移和时间关系式，算算各点的速度，可发现，速度是增加的，从而也可说明自由落体的物体做运动
4、讨论与交流后你的初步结论：
(1) 纸带上自由落体运动加速度是（变或不变）的。

再思考：所有自由落体运动加速度都是相同的吗？
(2) 要求纸带上C点的速度，想一想可以怎么求呢？回想一下速度图象，会发
现中间时刻的速度与这段时间内的平均速度是相等
v的值。

的，那么试求求
c
5、自由落体运动规律：
(1)重力加速度：自由落体的加速度称
为，符号为，方向
是，地球不同地方一般不同，赤
道，两极，一般取，粗略计算取。

(2)自由落体运动规律公式：
速度公式：位移公式：
速度与位移关系公式：
※典型例题
例1：一花盆从5楼的高度由静止开始坠下，忽略空气阻力的作用，问：果核坠落到地面时的速度为多大？（每层楼高3米，g取9.8m/s²）试分析高空掷物的危害
※知识拓展
雨滴下落的高度大约是1.5ｋｍ，比花盆高得多，如果它作自由落体运动，计算它落地时的速度？思考，实际测定雨滴落到地面的速度不超过8m/s，为什么相差这么大？
学习评价
※自我评价你完成本节导学案的情况为（）.
A. 很好
B. 较好
C. 一般
D. 较差
※当堂检测（时量：5分钟满分：10分）计分：
1、下列说法正确的是（）
A、物体初速度为零，竖直向下的匀加速运动是自由落体运动
B、自由落体运动是初速度为零，加速度为g的竖自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做自由落体运动
D、当空气阻力较小可以忽略不计时，物体由静止开始下落的运动可视为自由落体运动
2、一物体从45m高处自由落下，那么物体经多长时间落到地面？最后1s的初速度是多少？在最后1s内通过的高度是多少？（g取10m/s2）
3、一颗自由下落的小石头，经过某点时的速度是9.8m/s，经过另一点时的速度是39.2m/s，求这两点间的距离和经过这段距离所用的时间。

第二章第三节从自由落体到匀变速直线运动
学习目标
1、理解一般匀变速直线运动的速度、位移公式
2、会应用公式进行简单的分析和计算
学习过程
一、预习指导：
1、匀变速直线运动的两个规律公式
速度公式：位移公式：
2、解答例1需注意的几个问题
① 首先必须明确选择
② 代入公式解题时，要确定各矢量的方向，当矢量与所选正方向相同时，
应用 值表示；当矢量与所选正方向相反时，应用 值表示。

③ 计算时各物理量单位要统一。

3、匀变速直线运动的一个有用推论 速度位移公式：
二、课堂导学：
1、复习：自由落体运动的特点：
①初速度 运动方向
②加速度大小 方向
本质：
2、一般的匀变速直线运动的特点：
①速度均匀变化，初速度 等于零
②加速度不变，大小不等于g ，方向 竖直向下
③运动方向不一定竖直向下 3、一般的匀变速直线运动规律
①由t
v v a t 0-=得速度公式： ②位移公式推导过程：
4、重要推论
速度位移公式推导过程
※ 典型例题
例1：汽车以10m/s 的速度行驶5分钟后突然刹车。

如刹车过程是作匀变速直线
运动，加速度大小为5m/s 2，则刹车后3S 内汽车所走的距离是多少？
三、总结提升：
※ 学习小结
学习评价
※ 自我评价 你完成本节导学案的情况为（ ）.
A. 很好
B. 较好
C. 一般
D. 较差
※ 当堂检测（时量：5分钟 满分：10分）计分：
1、汽车正以54km/h 的速度行驶，司机发现前方一个小孩在跑动，便立刻刹车。

为使车经10S 停下来，则汽车的加速度大小是多少？这个过程中汽车前进了多少
米？
2、登山运动员登山时，发现前方出现“雪崩”。

假设发生“雪崩”的地点在山坡上距运动员1000m处，估计雪块下滑的加速度约为5m/s2，请分析该登山运动员最多有多少时间逃离现场。

课后作业
1、一辆无轨电车以2m/s2的加速度由静止匀加速地沿直线运动。

问：⑴10S后此电车的速度是多大？⑵如果此电车以同样大小的加速度从10m/s的速度开始匀减速地行驶，问8S后此车的位移是多少？
2、学校组织同学们外出考察，当汽车从静止开始匀加速启动后，突然发现有一位同学还未上车，司机立即使车辆匀减速制动直到停车，其间最大车速已达6m/s，从启动到停车总共花去10S的时间，在这段时间里汽车前进了多少米？
第二章第四节匀变速直线运动与汽车行驶安全
学习目标
①掌握匀变速直线运动的速度、位移公式
②通过汽车行驶安全与物理学规律关系的探讨，理解物理与社会的关系，培养学
生参与物理学习的兴趣。

学习过程
一、预习指导：
1、匀变速直线运动的几个常用公式
v
t
= s= 或=
v t 2-v
o
2= v= 或=
2、汽车行驶的安全距离
①行车安全：同车道同向行驶的机动车，后车必须根据、天气和，与前车保持必要的。

②反应时间：司机从，到操纵机械使汽车开始减速所用时间。

通常情况下，驾驶员的反应时间与，，和有关，平均约为 s，酒后的反应时间则至少增加倍。

③安全距离：反应时间内汽车做运动，位移为s
1
，车开始减速
到停止做直线运动，位移为s
2
，安全距离为。

二、课堂导学：
1、复习
①运用匀变速直线运动规律解决问题时需注意的几个方面：
②匀变速直线运动的常用公式：
2、汽车行驶的安全问题
a)知识梳理：
b)思考讨论：一个司机连续驾车时间过长，容易发生交通事故，其原因是
什么？
3、实际问题处理
⑴应用匀变速直线运动规律解决行车问题时应注意的几个问题
①公式多，要灵活运用，公式中涉及V
o 、V
t
、a、s四个矢量要特别注意它们的
正负。

②注意找出题目中的隐含条件（如：机车启动，隐含V
o
=0；机车刹车停车过程，
隐含V
t
=0）
③在计算机动车刹车这类问题时，由于速度减为零后不可能反方向倒退，求解位移时要注意“时间过量问题”。

④可根据题目条件，画出物理情景示意图，能帮助我们研究问题
※典型例题
例1、汽车在调整公路上行驶的速度为108km/h，若驾驶员发现前方80m处发生了交通事故，马上紧急刹车，汽车以恒定的加速度经4s停下来。

问该汽车是否有安全问题？
例2、在例1中，如果驾驶员看到交通事故的反应时间是0.5s，该汽车是否会有安全问题？
t/s
10 5 4 2 0 乙 甲 v 学习评价
※ 自我评价 你完成本节导学案的情况为（ ）.
A. 很好
B. 较好
C. 一般
D. 较差
※ 当堂检测（时量：5分钟 满分：10分）计分：
1、某辆汽车刹车时能产生的最大加速度值为10m/s 2，司机发现前方有危险时，0.7S 后才能做出反应，这个时间称为反应时间。

若汽车以20m/s 的速度行驶，问停车距离是多少？
2、甲、乙两质点同时同地向同一方向直线运动，它们的速度图象如图所示，则下列说法中正确的是（ ） A 、乙比甲运动得快
B 、在2S 末乙追上甲
C 、甲的平均速度大于乙的平均速度
D 、乙追上甲时距出发20米远 课后作业
1、汽车正以10m/s 的速度在平直公路上前进，突然发现正前方有一辆自行车以4m/s 的速度做同方向的匀速直线运动，汽车立即关闭油门做加速度为6m/s 2的匀减速运动，汽车恰好碰不上自行车，求关闭油门时汽车离自行车多远？
2、甲、乙两车从同一地点同向行驶，但甲车做匀速直线运动，其速度为20m/s ，乙车在甲车行驶至距离出发地200m 处时开始以初速度为零，加速度为2m/s 2 追甲，求乙车追上甲车前两车间的最大距离。

3、一辆轿车违章超车，以108km/h 的速度驶入左侧逆行道时，猛然发现正前方80m 处一辆卡车正以72km/h 的速度迎面驶来，两车司机同时刹车，刹车加速度大小都是10 m/s 2，两司机的反应时间都是△t ，试问△t 是何值，才能保证两车不相撞？
第二章 《探究匀变速直线运动规律》复习
学习目标
1、知识与技能：对整章知识从知识结构上有个整体的认识，把握重点、难点。

帮助学生培养将知识结构化、系统化的能力。

2、过程与方法：以结合多媒体讲解为线索，师生互动为具体表现形式，对知识进行归纳、总结、分类、对比。

3、情感态度与价值观：通过实际的教学行动使学生理解物理知识结构化、系统化的特点，再次体会实验的探索精神，培养严谨的科学观，深刻领悟物理知识在实际应用当中的强大生命力。

学习过程
知识回顾：
1、自由落体运动：物体仅在 的作用下，从 开始下落的运动。

2、自由落体运动的基本公式：=t v ，=s 。

导出公式：=2t v ，=-v = 。

3、匀变速运动的基本公式：=t v ，=s 。

导出公式：=-202v v t ，=-v = 。

学习评价
※ 自我检测
1、关于自由落体运动，下列说法正确的是（ ）
A 、只受重力作用下落的运动称为自由落体运动
B 、加速度为g ，方向竖直向的运动就是自由落体运动
C 、只受重力作用，从静止开始下落的运动称为自由落体运动
D 、空气中从静止开始下落的运动都不能看作自由落体运动
（考查对自由落体运动的理解，着重抓住基本概念，当空气阻力相对于重力可忽略时，某些下落的运动可看作自由落体运动）
2、关于匀变速直线运动，下列说法正确的是（ ）
A 、匀变速直线运动的速度一定是均匀增加的
B、匀变速直线运动的加速度是不变的
C、匀变速直线运动的速度变化快慢的一定的
D、匀变速直线运动的速度方向与加速度方向一定相同（考查对加速度定义及匀变速直线运动的理解）
3、电梯从一楼开始运动，先匀加速上升了5s ，其速度达到5m/s ，再匀速上升6s ，最后匀减速上升2s 停止，求电梯上升的高度。

（考查匀变速直线运动规律及不同的解题思路） 解法一：
尝试用不同的解法 解法二：
4、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。

如图1所示，在一玻璃管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到达底端，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 （考查对运动下落快慢的因素的理解）
5、甲、乙两物体的质量分别是20kg 和10kg ，它们在同一地方分别从10m 和20m 处同时自由下落，不计空气阻力，下面描述正确的是（ ） A ．落地前同一时刻乙比甲的速度大 B ．两物体落地时速度相同 C ．下落1s 时甲、乙速度相同 D ．开始下落1m 所需时间相同
（考查对自由落体运动规律的理解和应用）
6、汽车以20 m/s 的速度作匀速直线运动，刹车后的加速度为5 m/s 2。

开始刹车后，前2秒内与前6秒内汽车通过的位移之比为（ ）
A ．1∶1
B ．3∶1
C ．3∶4
D ．4∶3（考查对刹车类问题的理解）
7、甲、乙两物体在同一直线上，同时由同一位置向同一方向运动，其速度图像如图2所示，下列说法正确的是( )
A ．开始阶段乙跑在甲的前面，20秒后乙落在甲的后面
图1
B．第20秒末乙追上甲，且甲、乙速率相等
C．第40秒末乙追上甲
D．在追上前，第20秒末两物体相距最大
（图象的物理意义的理解）
8、一个做匀变速直线运动的物体，其位移和时间的关系是s=-6t2+18t，则它的
速度为零的时刻为( )
A. 1.5s
B. 3s
C. 6s
D. 18s（考查对位移公式的理解）
9、某做匀加速直线运动的物体，设它运动全程的平均速度是V
1
，运动到中间时
刻的速度是V
2，经过全程一半位置时的速度是V
3
，则下列关系中正确的是
( )
A．V
1=V
2
＞V
3
B.V
1
＜V
2
= V
3
C.V
1
= V
2
＜V
3
D.V
1
＞V
2
= V
3
（考
查对中间时刻及中点位置的区别及匀变速直线运动特点）
10、为进行“探究自由落体运动”的实验，有下列器材可供选择：A.铁架台、B.电磁打点计时器、C.复写纸、D.纸带、E.低压直流电源（带有开关）、F.天平、G.秒表、H.导线、I.重锤。

其中不必要的器材是_______________(写字母)，缺少的器材是
_____________________。

11、如图3所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为
T=0.20s，其中S
1=7.05cm，S
2
=7.68cm，S
3
=8.33cm，S
4
=8.95cm，S
5
=9.61cm，
S
6
=10.26cm，则A点的瞬时速度大小是_______________________m/s（保留2位有效数字），小车运动的加速度计算表达式是__________________________，加速度大小为_______________（保留2位有效数字)。

图3
（巩固实验探究的基本方法及处理数据的技巧）
12、为了安全，公路上行驶的汽车间应保持必要的距离。

某市规定，车辆在市区内行驶的速度不得超过40km/h。

有一辆车发现前面25m处发生交通事故紧急刹车，紧急刹车产生的最大加速度为5m/s2，反应时间为t=0.5s。

经测量，路面刹车痕迹为s=14.4m。

该汽车是否违章驾驶？是否会有安全问题？（匀变速直线运动的规律的应用）
13、某跳伞运动员做低空跳伞表演，他离开飞机后先做自由落体运动，直到距地面125米处打开降落伞，伞张开后，他以14.3m/s 的加速度做匀减速运动，到达地面时的速度为5m/s ，问：（1）该跳伞运动员离开飞机时距地面的高度是多少？（2）他离开飞机后，经过多长时间才能到达地面？（分段匀变速直线运动规律的应用）
14、经检测，汽车A 以20m/s 的速度在平直公路上行驶时，紧急制动后4.0s 后停下，现在汽车A 在平直公路上以20m/s 的速度行驶，发现前方18m 处有一货车B 正以6m/s 的速度同向匀速行驶，因该路段只能通过一辆车，司机立即制动。

关于会否发生事故，某同学的解答过程是：
“设汽车A 制动后4.0s 的位移为s 1，货车B 在这段时间内的位移为s 2，则： A 车的位移m t v s A 401== B 车的位移为m t v s B 242==
两车位移差为40-24=16（m ）<18m ，两车不相撞” 这位同学的解法正确吗？若不确正请说明理由和正确解法。