高中物理 第2章 匀变速直线运动的研究 第3节 匀变速直线运动的实例-自由落 鲁科版必修1
高中物理必修一第二章 匀变速直线运动的研究 自由落体运动
思考
轻物和重物都有可能下落得快，那么到底是什么因素造成了这种结果呢？ 如果没有这个因素的影响，轻重不同的物体谁会下落得更快呢？
空气阻力
自由落体运动
通过上面的实验可以看出：物体下落的快慢与质量无关，下落得快慢不同 是空气阻力造成的。
f铅球
f羽毛
G铅球
G羽毛
自由落体运动
定义：物体只在重力的作用下由静止开始下落的运动，叫作自由落体运动； 条件：只受重力，初速度为零； 理想模型：自由落体运动只有在真空中才能发生。实际生活中，当空气阻力的 作用比较小的情况下，我们可以把物体的下落近似看作自由落体运动。
自由落体运动规律的研究
利用公式：x＝1 at2，可知，如果自由落体运动是初速度为零匀加速直线运动，
2
那么 x / t2＝常量
0—1 0—2 0—3 0—4 0—5
运动时间t/s 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
运动位移 x/cm 0.19 0.77 1.76 3.12 4.85
x/t2 的数值 475 481 489 488 485
例 下列说法正确的是 （ C ）
A. 物体从静止开始下落的运动叫作自由落体运动 B. 物体只受重力作用下的运动叫作自由落体运动 C. 物体只在重力的作用下，从静止开始下落的运动叫作自由落体运动 D. 郭晶晶从3米跳板上跳下入水的过程可以看成自由落体运动
重力加速度
通过上面的实验，我们不仅可以研究自由落体运动的性质，还可以测量出 自由落体运动的加速度。 定义：物体只在重力作用下的加速度，叫作自由落体加速度，也叫作重力加速 度，用符号 g 表示 。 方向：竖直向下 大小：标准值，g＝9.80665 m/s2
• 同一地点，任何做自由落体运动的物体 g 都相 等；
新教材高中物理第二章匀变速直线运动的研究3匀变速直线运动的位移与时间的关系课件新人教版必修第一册
活动 5：若已知匀变速直线运动的初速度 v0、加速度 a，如何推导出位 移 x 与时间 t 的关系式？
提示：根据梯形面积公式可知，x＝12(v0＋v)t，将 v＝v0＋at 代入，可得 x＝v0t＋12at2。
1．位移与面积的关系 匀变速直线运动 v-t 图像与时间轴所围成的“梯形面积”等于“位 移”。
[答案] (1)17.25 m
(2)该同学在第 3 s 内的位移大小。
[规范解答] (2)同理，前 2 s 内该同学的位移： x2＝v0t2＋12at22＝5×2 m＋12×0.5×22 m＝11 m。 因此，第 3 s 内的位移 x＝x3－x2＝17.25 m－11 m＝6.25 m。 [答案] (2)6.25 m
提示：根据活动 1 的结论，图丙中各个小矩形的面积之和表示各段位移 之和，可近似表示图乙中物体做匀变速直线运动的位移。
活动 4：如图丁所示，将图乙的运动划分为更多的小段，对比图丁和图 丙，分析活动 2 的猜想是否正确。
提示：通过对比图丁和图丙可知，图丁中小矩形的面积之和比图丙中小 矩形的面积之和能更精确地表示图乙所示匀变速直线运动的位移，即小矩形 越窄，多个小矩形的面积之和越接近物体的位移。如果把整个运动过程分割 得非常细，很多小矩形的面积之和就能非常精确地代表物体的位移，这些小 矩形合在一起便形成了图乙中的梯形，所以活动 2 的猜想正确。
(2)公式特点 ①公式 x＝v0t＋12at2 是位移公式，而不是路程公式。利用该公式求的是 位移，而不是路程，只有在单方向直线运动中，所求的位移大小才等于路程。 ②矢量性：位移公式为矢量式，该公式中除 t 外各量均为矢量，注意其 方向。x、a、v0 必须选取统一的正方向，一般选取初速度的方向为正方向。 若取初速度方向为正方向，其情况列表如下。
(完整版)人教版高中物理目录(必修版新教材课本目录)
高中物理目录新课标教材•必修1第一章运动的描述1 质点参考系和坐标系2 时间和位移3 运动快慢的描述──速度4 实验：用打点计时器测速度5 速度变化快慢的描述──加速度第二章匀变速直线运动的研究1 实验：探究小车速度随时间变化的规律2 匀变速直线运动的速度与时间的关系3 匀变速直线运动的位移与时间的关系4 自由落体运动5 伽利略对自由落体运动的研究第三章相互作用1 重力基本相互作用2 弹力3 摩擦力3 摩擦力4 力的合成5 力的分解第四章牛顿运动定律1 牛顿第一定律2 实验：探究加速度与力、质量的关系3 牛顿第二定律4 力学单位制5 牛顿第三定律6 用牛顿定律解决问题（一）7 用牛顿定律解决问题（二）高中物理目录新课标教材•必修2第五章机械能及其守恒定律1 追寻守恒量2 功3 功率4 重力势能5 探究弹性势能的表达式6 探究功与物体速度变化的关系7 动能和动能定理8 机械能守恒定律9 实验：验证机械能守恒定律10 能量守恒定律与能源第六章曲线运动1 曲线运动2 运动的合成与分解3 探究平抛运动的规律4 抛体运动的规律5 圆周运动6 向心加速度7 向心力8 生活中的圆周运动第七章万有引力与航天1 行星的运动2 太阳与行星间的引力3 万有引力定律4 万有引力理论的成就5 宇宙航行6 经典力学的局限性高中物理目录新课标教材•选修1-1 第一章电流1、电荷库仑定律2、电场3、生活中的静电现象4、电流和电源5、电流的热效应第二章磁场1、指南针与远洋航海2、电流的磁场3、磁场对通电导线的作用4、磁声对运动电荷的作用5、磁性材料第三章电磁感应1、电磁感应现象2、法拉第电磁感应定律3、交变电流4、变压器5、高压输电6、自感现象涡流7、课题研究：电在我家中第四章电磁波及其应用1、电磁波的发现2、电磁光谱3、电磁波的发射和接收4、信息化社会5、课题研究：社会生活中的电磁波高中物理目录新课标教材•选修1-2 第一章分子动理论内能1、分子及其热运动2、物体的内能3、固体和液体4、气体第二章能量的守恒与耗散1、能量守恒定律2、热力学第一定律3、热机的工作原理4、热力学第二定律5、有序、无序和熵6、课题研究：家庭中的热机第三章核能1、放射性的发现2、原子核的结构3、放射性的衰变4、裂变和聚变5、核能的利用第四章能源的开发与利用1、热机的发展和应用2、电力和电信的发展与应用3、新能源的开发4、能源与可持续发展5、课题研究：太阳能综合利用的研究高中物理目录新课标教材•选修2-1 第一章电场直流电路1、电场2、电源3、多用电表4、闭合电路的欧姆定律5、电容器第二章磁场1、磁场磁性材料2、安培力与磁电式仪表3、洛伦兹力和显像管第三章电磁感应1、电磁感应现象2、感应电动势3、电磁感应现象在技术中的应用第四章交变电流电机1、交变电流的产生和描述2、变压器3、三相交变电流第五章电磁波通信技术1、电磁场电磁波2、无线电波的发射、接收和传播3、电视移动电话4、电磁波谱第六章集成电路传感器1、晶体管2、集成电路3、电子计算机4、传感器高中物理目录新课标教材•选修2-2 第一章物体的平衡1、共点力平衡条件的应用2、平动和传动3、力矩和力偶4、力矩的平衡条件5、刚体平衡的条件6、物体平衡的稳定性第二章材料与结构1、物体的形变2、弹性形变与范性形变3、常见承重结构第三章机械与传动装置1、常见的传动装置2、能自锁的传动装置3、液压传动4、常用机构5、机械第四章热机1、热机原理热机效率2、活塞式内燃机3、蒸汽轮机燃气轮机4、喷气发动机第五章制冷机1、制冷机的原理2、电冰箱3、空调器高中物理目录新课标教材•选修2-3 第一章光的折射1、光的折射折射率2、全反射光导纤维3、棱镜和透镜4、透镜成像规律5、透镜成像公式第二章常用光学仪器1、眼睛2、显微镜和望远镜。
第二章 匀变速直线运动的研究知识点梳理—【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册学案
第二章匀变速直线运动的研究知识点梳理知识网络知识点梳理知识点一、匀变速直线运动1、定义：物体在一条直线上且加速度不变的运动．2、特点：加速度大小、方向都不变3、分类：物体做匀变速直线运动时，若a与v方向相同，则表示物体做匀加速直线运动；若a与v 方向相反，则表示物体做匀减速直线运动．例1．(单选)如图所示是几个质点的运动图像，其中是匀变速直线运动的是()A．甲、乙、丙B．甲、乙、丁C．甲、丙、丁D．乙、丙、丁答案：A变式练习1．(单选)下列关于匀变速直线运动的说法中正确的是( )A ．匀变速直线运动的加速度是均匀变化的B ．相邻的相同时间间隔内的位移相等C ．在任何相等的时间Δt 内的速度变化量Δv 都相等D ．速度与运动时间成正比 答案：C知识点二、速度--时间式v ＝v 0＋at 的理解及应用1、公式v ＝v 0＋at 只适用于匀变速直线运动，当v 0＝0时，v ＝at (由静止开始的匀加速直线运动)。
2、公式的矢量性：公式中v 0、v 、a 均为矢量，应用公式解题时，首先应选取正方向。
一般以v 0的方向为正方向，匀加速直线运动中a ＞0，匀减速直线运动中a ＜0。
若v 0＝0，则以a 的方向为正方向。
3、刹车问题：车辆刹车时可看成匀减速直线运动直至速度变为零，所以刹车时车辆只在“刹车时间”内做匀减速运动，而速度减为零后保持静止。
刹车时间取决于初速度和加速度的大小。
例2．滑雪运动员不借助雪杖，以加速度a 1由静止从山坡顶匀加速滑下，测得其20 s 后的速度为20 m/s ，50 s 后到达坡底，又以加速度a 2沿水平面减速运动，经20 s 恰好停止运动。
求： (1)a 1和a 2的大小；(2)滑雪运动员到达坡底后再经过6 s 的速度大小。
解：(1)运动员下滑过程中的加速度大小 a 1＝v 1－v 0t 1＝20－020m/s 2＝1 m/s 2到达坡底时的速度大小 v 2＝a 1t 2＝1×50 m/s ＝50 m/s在水平面上的加速度 a 2＝v －v 2t 3＝0－5020 m/s 2＝－2.5 m/s 2 即a 2的大小为2.5 m/s 2。
高中物理第二章匀变速直线运动的研究3
3.匀变速直线运动的位移与时间的关系新课程标准1．理解匀变速直线运动的规律．2．能运用规律解决实际问题，体会科学思维中的抽象方法和物理问题研究中的极限法．核心素养目标必备知识·自主学习——突出基础性素养夯基一、匀变速直线运动的位移1．位移在v-t图像中的表示做匀变速直线运动物体的位移对应着v-t图线与时间轴所包围的________．如图所示，灰色部分的梯形面积等于物体在0～t1时间内的________．2．位移与时间的关系匀变速直线运动位移与时间的关系式：x＝________，当初速度为0时，x＝________．【情境思考】结合生活实际想想，汽车刹车问题如何计算时间和位移？答：二、速度与位移的关系1．公式：v2−v02＝________．2．推导：由速度与时间关系式v＝________，位移时间关系式x＝________，得v2−v02＝________．【思考辨析】判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”．(1)在vt图像中，图线与时间轴所包围的“面积”表示位移．( )at2仅适用于匀加速直线运动，而v2−v02＝2ax适用于任意运(2)位移公式x＝v0t＋12动．( )(3)初速度越大，时间越长，做匀变速直线运动的物体的位移一定越大．( )(4)因为v2−v02＝2ax，v2＝v02＋2ax，所以物体的末速度v一定大于初速度v0.( )(5)在vt图像中，图线与时间轴所包围的“面积”与物体的位移大小相等．( )关键能力·合作探究——突出综合性素养形成探究点一匀变速直线运动位移公式的理解与应用归纳总结at2的理解1.位移公式x＝v0t＋122．vt图像中“面积”的理解对于任何形式的直线运动，物体在t时间内的位移都可以用vt图线与t轴所包围的面积表示，如图所示．(1)当“面积”在t轴上方时，0～t1时间内的位移x1取正值．(2)当“面积”在t轴下方时，t1～t2时间内的位移x2取负值．(3)t1～t2时间内的总位移为x1与x2的代数和x1＋x2，总路程为|x1|＋|x2|.3．匀变速直线运动的位移—时间图像at2，可知匀变速直线运动的位移－时间图像是一条曲线，如图所示，根据公式x＝v0t＋12斜率逐渐增大，表明物体运动得越来越快．典例示范例1 某物体从静止开始做匀加速直线运动，加速度为1m/s2，求：(1)物体在2s内的位移大小；(2)物体在第2s内的位移大小；(3)物体在第二个2s内的位移大小．例2 某汽车在高速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，立即紧急刹车，汽车以恒定的加速度经过4s才停下来，该汽车是否会出现安全问题？迁移拓展在【例2】中并没有考虑驾驶员的反应时间，但在现实生活中，反应时间是行车安全中不可忽略的一个因素．如果驾驶员看到交通事故后的反应时间是0.5s，该汽车行驶是否会出现安全问题？教你解决问题运动示意图如图所示．位移—时间关系式的应用步骤：(1)确定一个方向为正方向(一般以初速度的方向为正方向)．(2)根据规定的正方向确定已知量的正、负，并用带有正、负号的数值表示．(3)根据位移—时间关系式或其变形式列式、求解．(4)根据计算结果说明所求量的大小和方向．针对训练1 一辆汽车在平直公路上做匀变速直线运动，公路边每隔15m有一棵树，如图所示，汽车通过A、B两相邻的树用了3s，通过B、C两相邻的树用了2s，则汽车通过树B时的速度为( )A．3m/sB．3.5m/sC．6.5m/sD．8.5m/s针对训练2 某一做直线运动的物体的图像如图所示，根据图像求：(1)物体距出发点的最远距离；(2)前4s内物体的位移大小；(3)前4s内物体通过的路程．探究点二速度与位移的关系式的理解与应用导学探究交通事故中，交警为了了解汽车开始刹车时的车速，判断汽车是否超速，只要知道刹车时的加速度大小，再测出刹车痕迹长度就行．这是怎么办到的？答：归纳总结对公式v2−v02＝2ax的理解典例示范，所例3 某型号的舰载机在航空母舰的跑道上加速时，发动机产生的最大加速度为5ms2需的起飞速度为50m/s，跑道长100m．通过计算判断，舰载机能否靠自身的发动机从舰上起飞？为了使舰载机在开始滑行时就有一定的初速度，航空母舰装有弹射装置．对于该型号的舰载机，弹射装置必须使它具有多大的初速度？(为了尽量缩短舰载机起飞时的滑行距离，航空母舰还需逆风行驶．这里对问题做了简化．)迁移拓展在【例3】描述的情景中，若航空母舰上没有弹射装置，且舰载机在滑行前具有和舰相同的初速度v0，其他条件不变，要使舰载机能从舰上起飞，v0的最小值为多少？利用速度位移关系式解题(1)选择匀变速直线运动的物体为研究对象，依据题意明确研究过程．(2)分析研究对象的初末速度、加速度和位移，知道其中三个物理量，可计算第四个物理量．(3)选择正方向，判定各物理量的正负，代入公式计算．针对训练3[2022·河北唐县第一中学高一联考](多选)交通法规定“斑马线礼让行人”，若以速度为12m/s 匀速行驶的汽车即将通过路口，有行人正在过斑马线，此时汽车的前端距停车线12m ，该车减速时的加速度大小为7.5m/s 2，下列说法中正确的是( )A ．在距停车线8m 处才开始刹车制动，汽车前端恰能止于停车线处B ．驾驶员立即刹车制动，则至少需1.6s 汽车才能停止C ．若驾驶员的反应时间为0.2s ，汽车前端恰能止于停车线处D ．若驾驶员的反应时间为0.4s ，汽车前端恰能止于停车线处3．匀变速直线运动的位移与时间的关系 必备知识·自主学习一、1．面积 位移 2．v 0t ＋12at 212at 2情境思考：提示：计算刹车问题，要首先计算汽车停下来的时间和位移，再将所给的时间进行验证，不能够盲目将题目所给的时间代入公式进行计算．二、 1．2ax2．v 0＋at v 0t ＋12at 22ax思考辨析答案：(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ 关键能力·合作探究探究点一【例1】 【解析】 (1)由v 0＝0，t 1＝2 s 得x 1＝12at 12＝12×1×22 m ＝2 m.(2)第1 s 末的速度(第2 s 初的速度)v 1＝v 0＋at 2＝1 m/s 故第2 s 内的位移大小x 2＝v 1t 3+12at 32＝(1×1+12×1×12) m ＝1.5 m.(3)第2 s 末的速度v 2＝v 0＋at ′＝1×2 m/s ＝2 m/s ， 这也是物体在第二个2 s 内的初速度 故物体在第二个2 s 内的位移大小x 3＝v 2t ″＋12at ″2＝(2×2+12×1×22) m ＝6 m.【答案】 (1)2 m (2)1.5 m (3)6 m【例2】 【解析】 由加速度定义式可得，汽车刹车过程中的加速度a ＝v−v 0t＝0−304m/s 2＝－7.5 m/s 2汽车由刹车到停止所经过的位移：x ＝v 0t ＋12at 2＝[30×4+12×(−7.5)×42] m ＝60 m由于前方距离有80 m ，汽车经过60 m 就已停下来，所以不会出现安全问题． 【答案】 见解析迁移拓展 解析：汽车做匀速直线运动的位移为x 1＝v 0t ＝30×0.5 m ＝15 m由加速度定义式可得，汽车刹车过程中的加速度为a ＝v−v 0t＝0−304m/s 2＝－7.5 m/s 2汽车由刹车到停止所经过的位移为x 2＝v 0t ＋12at 2＝[30×4+12×(−7.5)×42] m ＝60 m汽车停下来的实际位移为x ＝x 1＋x 2＝(15＋60) m ＝75 m ，由于前方距离有80 m ，所以不会出现安全问题．答案：见解析针对训练1 解析：汽车经过树A 时的速度为v A ，加速度为a ，对AB 段运动，有x AB ＝v A t 1+12at 12，同理，对AC 段运动，有x AC ＝v A t 2+12at 22，两式联立代入t 1＝3s ，t 2＝3 s ＋2s ＝5 s ，x AB ＝15 m ，x AC ＝30 m ，解得v A ＝3.5 m/s ，a ＝1 m/s 2，再由v B ＝v A ＋at 1，解得v B ＝3.5 m/s ＋1×3 m/s ＝6.5 m/s ，C 正确．答案：C针对训练2 解析：(1)t ＝3 s 时，物体速度方向将发生改变，则此时距出发点最远，最远距离x 1＝12v 1t 1＝12×4×3 m ＝6 m(2)前4 s 内物体的位移大小x ＝x 1－x 2＝12v 1t 1－12v 2t 2＝12×4×3 m －12×2×1 m ＝5 m(3)前4 s 内物体通过的路程s ＝x 1＋x 2＝12v 1t 1＋12v 2t 2＝12×4×3 m ＋12×2×1 m ＝7 m答案：(1)6 m (2)5 m (3)7 m 探究点二提示：由公式v 2−v 02＝2ax 求出初速度进行判断．【例3】 【解析】 舰载机的初速度v 0＝0，a max ＝5 m/s 2.(v ＝50 m/s 和x ＝100 m 两个数值并不是对应条件．)由于跑道长x ＝100 m ，据v 2−v 02＝2a max x 知对应的最大速度 v max ＝√v 02 +2a max x ＝√0+2×5×100 m/s ＝10√10 m/s<50 m/s ，所以不能靠自身的发动机从舰上起飞． 若要从舰上起飞，则必须使用弹射装置． 设弹射装置使飞机具有v ′0的初速度，则由 v 2−v 0′2＝2a max x 得v ′0＝√v 2−2a max x ＝√502−2×5×100 m/s ＝√1 500 m/s ＝10√15 m/s【答案】 见解析迁移拓展 解析：由匀变速直线运动规律有v 2−v 02＝2a (l ＋x ) ①对舰载机：v －v 0＝at ② 对航空母舰：x ＝v 0t ③要求v 0的最小值，则由①②③式解得v 0＝(50－10√10) m/s答案：(50－10√10) m/s针对训练3 解析：根据速度位移公式可知，减速运动的位移为x ＝0−v 022a＝9.6 m ，故在距停车线8 m 处才开始刹车制动，汽车前端超出停车线处，A 项错误；减速所需时间为t ＝0−v 0a＝1.6 s ，B 项正确；匀速运动的时间，即驾驶员的反应时间t ′＝L−x v 0＝12−9.612s ＝0.2 s ，若经0.2 s 后才开始刹车制动，汽车前端恰能停在停车线处，D 项错误，C 项正确．答案：BC。
高中物理笔记：必修一第二章(匀变速直线运动的研究)
第二章匀变速直线运动的研究第一节：实验：探究小车速度随时间变化的规律（1、实验目的）（2、实验原理）（3、实验器材）（4、实验步骤）（5、数据处理）（6、误差分析）（7、注意事项）第二节：匀变速直线运动的速度与时间的关系（1、匀变速直线运动）（2、速度时间公式）（3、速度时间公式的应用）（4、相关推论）第三节：匀变速直线运动的位移与时间的关系（1、位移时间公式及其应用）（2、位移时间相关推论一）（3、速度位移公式及其应用）（4、速度位移相关推论二）（5、两种典型运动）（专题1、三大常规运动图像和非常规图像）（专题2、追击相遇问题）第四节：自由落体运动（1、自由落体运动）（2、重力加速度）（3、自由落体运动的规律）（4、竖直上抛运动的规律）（5、实验：对自由落体运动性质的研究）（6、伽利略对自由落体运动的研究）第一节实验：探究小车速度随时间变化的规律一、实验目的1．进一步练习使用打点计时器．2．利用v－t图象处理数据，并据此判断物体的运动性质．3．能根据实验数据求加速度．二、实验原理1．利用打点计时器所打纸带的信息，代入计算式v n＝x n＋x n＋12T，即用以n点为中心的一小段位移的平均速度代替n点的瞬时速度．2．用描点法作出小车的v－t图象，根据图象的形状判断小车的运动性质．若所得图象为一条倾斜直线则表明小车做匀变速直线运动．3．利用v－t图象求出小车的加速度．三、实验器材打点计时器、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源.四、实验步骤1．如图2－1－1所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路．2．把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面．3．把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点．4．换上新的纸带，重复实验两次．5．增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验．五、数据处理1．表格法(1)从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个点，作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明0、1、2、3、4…如图2－1－2所示．图2－1－2(2)依次测出01、02、03、04…的距离x1、x2、x3、x4…，填入表中.位置123456x1x2x3x4x5x6长度0～21～32～43～54～6各段长度时间间隔v/(m·s－1)(3)1、2、3、4…各点的瞬时速度分别为：v1＝x22T、v2＝x3－x12T、v3＝x4－x22T、v4＝x5－x32T….将计算得出的各点的速度填入表中．(4)根据表格中的数据，分析速度随时间变化的规律．2．图象法(1)在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点．(2)画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点忽略不计，如图2－1－3所示．(3)观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律．(4)根据所画v－t图象求出小车运动的加速度a＝ΔvΔt.六、误差分析1．木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀．2．根据纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬时速度有误差．3．作v－t图象时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差七、注意事项1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器．2．先接通电源，等打点稳定后，再释放小车．3．打点完毕，立即断开电源．4．选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点密集部分，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒．5．要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，当小车到达滑轮前及时用手按住．6．要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，一般在纸带上每隔4个点取一个计数点，即时间间隔为t＝0.02×5s＝0.1s.7．在坐标纸上画v－t图象时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图象尽量分布在较大的坐标平面内．8.牵引小车的细线要和木板保持平行。
高中物理第二章匀变速直线运动的研究第3节匀变速直线运动的位移与时间的关系
第3节匀变速直线运动的位移与时间的关系1.在v t 图像中图线与t 轴所围的面积表示物体的位移。
2．匀变速直线运动的位移公式x ＝v 0t ＋12at 2。
3．匀速直线运动的x t 图线是一条倾斜的直线，匀变速直线运动的x t 图线是抛物线的一部分。
一、匀速直线运动的位移1．做匀速直线运动的物体在时间t 内的位移x ＝vt 。
2．在速度图像中，位移在数值上等于v t 图像与对应的时间轴所围的面积。
二、匀变速直线运动的位移1．在v t 图像中的表示：做匀变速直线运动的物体的位移对应着v t 图像中的图线和时间轴包围的面积。
如图所示，在0～t 时间内的位移大小等于梯形的面积。
2．位移公式x ＝v 0t ＋12at 2。
式中v 0表示初速度，x 表示物体在时间t 内运动的位移。
三、用图像表示位移1．定义：以时间t 为横坐标，以位移x 为纵坐标，描述位移随时间变化情况的图像叫位移—时间图像。
2．匀速直线运动的x t 图像：是一条倾斜直线。
3．匀变速直线运动的x t 图像：是一条过原点的抛物线。
1．自主思考——判一判(1)匀速直线运动表示任意相等的时间内，质点的位移都是相等的。
(√) (2)匀变速直线运动的位移与时间成正比。
(×) (3)由x t 图像能得出对应时刻物体所在的位置。
(√) (4)x t 图像中的图线就是物体的实际运动轨迹。
(×) (5)由x t 图像能得到某时间内物体的位移。
(√) 2．合作探究——议一议(1)如何利用速度图像求解物体运动的位移？提示：速度图像中，图线与坐标轴所围图形的面积表示位移的大小，若面积处于时间轴上方，则说明位移为正；若面积处于时间轴下方，则位移为负。
(2)什么是微分思想与微元法？提示：利用微分思想的分析方法称为微元法。
人教版高中物理必修一第二章匀变速直线运动的研究小结
二.匀变速直线运动的速度与时间的关系 1.匀变速直线运动:沿着一条直线,且加速度不变的运 动叫做匀变速直线运动 2.分类：匀加速直线运动 匀减速直线运动 3.解匀变速直线运动速度与时间关系题目步骤 (1)规定正方向。 (2)明确初速度v0、末速度v、加速度a和时间t及各量 的正负号。 (3)将已知量带入公式求未知量,若所求量是矢量,要 说明方向。
空白演示
在此输入您的封面副标题
第二章匀变速直线运动的研究
一、实验：探究小车速度随时间变化的规律 二、匀变速直线运动的速度与时间的关系 三、匀变速直线运动的位移与时间的关系 四、匀变速直线运动的位移与速度的关系 五、自由落体运动 六、伽利略对自由落体运动的研究
学法指导
本章不仅要求理解匀变速直线运动的规律, 会在实际问题中应用规律,还要求我们要重 视运动规律与学生生活、现代社会及科学发 展的联系。鼓励学生大胆实验,激发探究的 兴趣,经过思考讨论的过程,逐步培养学生的 科学探究能力,形成严谨的治学态度。
的速度和位移随时间的变化规律。代入公式求
解时,与正方向相同的代人正值,与正方向相反
的物理量应代入负值。
五.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的运动。初速 度为零的匀加速运动。 说明： (1)自由落体运动只能在真空里才能发生 (2)空气阻力忽略不计时,可近似看成自由落体 运动。
at
2
主要推论
初速度为零的匀加速直线运动 在任意连续相等时间内位移之比
研 究
v2 vo2 2ax
特例：自由落体运动
（v0=0.a=g）
意义：表示速度随时间的变化规律 v-t图象 应用：①确定某时刻的速度,②求位移（面积）,③判断运动性质
④判断运动方向（正方向、负方向）,⑤比较加速度大小等
人教版高中物理必修 第二章 匀变速直线运动的研究-课时2 匀变速直线运动规律及其应用(含自由落体)
B
[解析]物体沿斜面沿直线下滑，设斜面的倾角为。在动摩擦因数不变的情况下，下滑的加速度为,因此加速度大小不变，由说明相等时间内的速度变化量相同，选项A错，B正确；根据匀变速直线运动的相关公式可知，相同时间内，下滑位移越来越大，选项C错；根据匀变速直线运动的推论,在相邻的相等时间内的位移差为恒定值，选项D错误。
B
[解析]苹果自由落体运动的速度与时间关系为，因此正确选项为B。
典例6 关于伽利略对自由落体运动的研究，下列叙述错误的是( )A. 伽利略认为，如果没有空气阻力，重物与轻物应该下落得同样快B. 伽利略把实验和逻辑推理和谐地结合起来,从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法C. 伽利略用实验直接证实了自由落体运动下落高度与时间的平方成正比D. 伽利略采用了斜面实验，“冲淡”了重力的作用，便于运动时间的测量
C
[解析] 伽利略认为，做自由落体运动的物体下落的快慢与物体的质量无关，如果没有空气阻力，重物与轻物应该下落得同样快，故A正确；伽利略把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法，故B正确；伽利略猜想自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，并未直接进行验证，而是在斜面实验的基础上的理想化推理，故C错误；伽利略采用了斜面实验，“冲淡”了重力的作用，便于运动时间的测量，故D正确；此题选择错误的选项，故选C。
[答案]
[解析]设飞机起飞所用的时间为，在时间内航空母舰航行的距离为，航空母舰的最小速度为，对航空母舰有，对飞机有，，联立方程并代入数据解得，即航空母舰的航行速度至少为。
考点3 直线运动的图像
1.图像：图像的物理意义：反映了物体做直线运动的位移随时间变化的规律。
第二章匀变速直线运动的研究知识梳理高一物理
第二章匀变速直线运动的研究知识梳理第1节实验：探究小车速度随时间变化的规律一、实验原理1.利用纸带计算瞬时速度：以纸带上某点为中间时刻取一小段位移，用这段位移的平均速度表示这点的瞬时速度。
2.用v－t图像表示小车的运动情况：以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，用描点法画出小车的v－t图像，图线的倾斜程度表示加速度的大小，如果v－t图像是一条倾斜的直线，说明小车的速度是均匀变化的。
二、实验器材打点计时器、学生电源、复写纸、纸带、导线、一端带有滑轮的长木板、小车、细绳、槽码、刻度尺、坐标纸。
三、实验步骤1.如图所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。
2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的槽码，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行，然后把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定在小车后面。
3.把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列小点。
4.换上新纸带，重复实验两次。
5.增减所挂槽码，按以上步骤再做两次实验。
四、数据处理1.纸带的选取与测量(1)在三条纸带中选择一条点迹最清晰的纸带。
(2)为了便于测量，一般舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作计时起点(0点)。
(3)每5个点(相隔0.1 s)取1个计数点进行测量(如图所示，相邻两点中间还有4个点未画出)。
(4)采集数据的方法：不要直接去测量两个计数点间的距离，而是要量出各个计数点到计时零点的距离d1、d2、d3…然后再算出相邻的两个计数点的距离x1＝d1；x2＝d2－d1；x3＝d3－d2；x4＝d4－d3…2.瞬时速度的计算瞬时速度的求解方法：时间间隔很短时，可用某段时间的平均速度表示这段时间内中间时刻的瞬时速度，即v n ＝x n ＋x n ＋12T。
3.画出小车的v －t 图像(1)定标度：坐标轴的标度选取要合理，应使图像大致分布在坐标平面中央。
人教版高一物理必修1第二章匀变速直线运动的研究2.5自由落体运动
亚里士多德（Aristotle 公元前 384--公元前322） 古代希腊著 名哲学、科学家、教育家。被 称为百科全书式的学者。
二千多年前，古希腊哲学家亚里士多德提出： 轻重不同的物体下落时，重的物体下落得快， 轻的物体下落得慢。这个观点是否正确呢？
16世纪末，意大利比萨大学的 青年学者伽利略(GalileoGalilei， 1564—1642)对亚里士多德的论 断表示了怀疑．
②先让学生观察羽毛、软木塞或金属片在已抽真空的牛顿 管中同时下落，它们几乎同时落到管底．
③打开进气阀,让学生注意听到进气的声音,看羽毛被气流 吹起的现象,再让学生观察羽毛,软木塞或金属屑在有空气 的牛顿管中同时下落，它们的下落快慢差别很大．
④实验时,勿使金属片压在羽毛上,以免不抽气时出现同时下 落的现象．
2. 物 体 下 落 的 快 慢 和 什 么 因 素 有 在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同.
实验结论： 人的反应时间等于直尺下落的时间 X1∶X2∶X3 … ＝1∶4∶9…
关呢 重的铁球和轻的铁球下落快慢相同
？ 请思考如何测量悬崖、峡谷的高度、一口井的深度。
二千多年前，古希腊哲学家亚里士多德提出：轻重不同的物体下落时，重的物体下落得快，轻的物体下落得慢。 A 理论:假设亚里士多德正确（重的物体下落得快) 二千多年前，古希腊哲学家亚里士多德提出：轻重不同的物体下落时，重的物体下落得快，轻的物体下落得慢。
落体运动
飘落的树叶 树上掉落的果实 滴下的雨水
从高处到低处的 下落运动
物理学把这样的运动形态叫做“落体运动”
不同物体下落的快慢一样吗 结论：重力加速度随纬度增加而增大 握一只秒表，站在你眼前。 （2）方向：竖直向下 一般物体质量越大并且体积越小，空气阻力影响越小。
2021_2022学年新教材高中物理第2章匀变速直线运动的研究3匀变速直线运动的位移与时间的关系学案
匀变速直线运动的位移与时间的关系[核心素养·明目标]核心素养学习目标物理观念(1)了解vt图像中图线与t轴所围成“面积”即相应时间内的位移。
(2)理解位移与时间的关系式x＝v0t＋12at2。
(3)理解速度与位移关系式v2－v20＝2ax。
科学思维(1)能利用vt图像得出匀变速直线运动的位移与时间关系式x＝v0t＋12at2。
(2)能推导出匀变速直线运动的速度与位移关系式v2－v20＝2ax。
(3)能在实际问题情境中使用匀变速直线运动的位移公式解决问题。
科学态度与责任(1)通过推导位移公式，体会利用图像分析物体运动规律的研究方法。
(2)体会物理知识的实际应用价值。
(3)初步认识应用数学研究物理问题，体会物理问题研究中的极限法。
知识点一匀变速直线运动的位移1．位移在vt图像中的表示做匀变速直线运动的物体的位移对应着vt图像中的图线和时间轴包围的“面积”。
如图所示，物体在0～t时间内的位移大小等于梯形的面积。
2．位移与时间关系式：x＝v0t＋12at2。
当初速度为0时，x＝12at2。
对于所有的直线运动，v t 图像中图线与时间轴所围图形的面积都等于该段时间内物体的位移大小。
1：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)匀变速直线运动的位移与时间的平方一定成正比。
(×) (2)初速度越大，做匀变速直线运动的物体的位移一定越大。
(×) (3)匀变速直线运动的位移与初速度、加速度、时间三个因素有关。
(√) 知识点二 速度与位移的关系 1．公式v 2－v 20＝2ax 。
2．推导速度公式：v ＝v 0＋at 。
位移公式：x ＝v 0t ＋12at 2。
由以上两式消去t 得：v 2－v 20＝2ax 。
该式是由匀变速直线运动的两个基本公式推导出来的，因为不含时间，所以当所研究问题中不涉及时间这个物理量时利用该公式往往会更简便。