第一章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究教案

第一章運(yùn)動(dòng)的描述勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究教案1.2024屆高三物理組高考必備知識(shí)細(xì)目表Ⅰ對(duì)所列知識(shí)要知道其內(nèi)容及含義，并能在有關(guān)問題中能識(shí)別和直接使用。形成相應(yīng)的物理觀念、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。與“了解、認(rèn)識(shí)”相當(dāng)Ⅱ?qū)λ兄R(shí)要理解其確切含義及與其他知識(shí)的聯(lián)系，能夠進(jìn)行敘述和理解，并能在實(shí)際問題的分析、綜合、推理和判斷等過程中應(yīng)用。具備相應(yīng)的科學(xué)思維、科學(xué)探究能力。與“理解”和“應(yīng)用”相當(dāng)。主題內(nèi)容要求說明機(jī)械運(yùn)動(dòng)與物理模型1.質(zhì)點(diǎn)Ⅰ1.新舊課標(biāo)中都沒有“參考系”2.新課標(biāo)中加了“通過實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”2.位移、速度和加速度Ⅱ3.勻變速直線運(yùn)動(dòng)及其公式、圖像Ⅱ4.自由落體運(yùn)動(dòng)Ⅰ2.多維度細(xì)目表高考試題（年份/卷別/題號(hào)）2022甲152022甲192022乙152021甲142021乙212020=3\*ROMANIII152020=3\*ROMANIII252019=3\*ROMANIII202019=3\*ROMANIII222018=3\*ROMANIII18考查內(nèi)容必備知識(shí)1.位移、速度和加速度√√2.勻變速直線運(yùn)動(dòng)及其公式、圖像√√√√√√√√√√√√√√√√√√√關(guān)鍵能力理解能力√√√√√√√√√推理論證能力√√√√√√√√√模型建構(gòu)能力√√√實(shí)驗(yàn)探究能力√√創(chuàng)新能力學(xué)科素養(yǎng)物理觀念√√√√√√√√√√科學(xué)思維√√√√√√√√√√科學(xué)探究√科學(xué)態(tài)度與責(zé)任考查要求基礎(chǔ)性√√√√√綜合性√√√√√應(yīng)用性√創(chuàng)新性情境載體生活實(shí)踐問題情境√√√學(xué)習(xí)探索問題情境√√√√√√√(1)重視對(duì)基本概念與基本規(guī)律的理解,勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律重在理解各物理量之的關(guān)系,理解公式的來龍去脈方能對(duì)公式運(yùn)用自如,對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像應(yīng)理解其物理含義,尤其是截距、斜率和圖線與橫軸圍成的圖形的面積;牛頓第二定律重在理解其“瞬時(shí)性”和“同向性”,理解加速度在研究力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系中的橋梁作用。(2)重視對(duì)多物體問題情境的研究,從近幾年的考題可以看出，“力與物體的直線運(yùn)動(dòng)”可以出綜合性很強(qiáng)的壓軸考題的,有時(shí)還會(huì)綜合能量、動(dòng)量的觀念來命題,題目的綜合性強(qiáng)、計(jì)算量大,是對(duì)學(xué)生多方面綜合能力的考查,在備考中應(yīng)設(shè)置專題進(jìn)行復(fù)習(xí),并應(yīng)反復(fù)進(jìn)行強(qiáng)業(yè)訓(xùn)練,真正提升學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng),否則學(xué)生對(duì)這類題應(yīng)對(duì)起來還是會(huì)比較困難。(3)應(yīng)特別重視“板塊”模型，“板塊”模型已經(jīng)成為若干年來最高頻的高考考題情境。應(yīng)過專題訓(xùn)練,引導(dǎo)學(xué)生將復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過程分解為一個(gè)個(gè)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng),利用運(yùn)動(dòng)草圖、圖像段明晰物體的運(yùn)動(dòng)過程，探尋物體間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)解決此類問題的一般方法，以做到以不變應(yīng)萬變，觸類旁通、舉一反三。第1講運(yùn)動(dòng)的描述（1課時(shí)）【梳理必備知識(shí)回歸教材10分鐘】一、質(zhì)點(diǎn)參考系時(shí)間位移(1)定義:忽略物體的大小和形狀,把它簡(jiǎn)化為一個(gè)具有質(zhì)量的點(diǎn),這樣的點(diǎn)叫作質(zhì)點(diǎn)。(2)條件:物體的大小和形狀對(duì)研究問題的影響可以忽略不計(jì)時(shí),物體可簡(jiǎn)化為一個(gè)點(diǎn)。(3)質(zhì)點(diǎn)是一種理想化的模型,實(shí)際并不存在。(1)定義:在描述物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),用來作為參考的物體。(2)參考系的選取。①參考系的選取是任意的,既可以是運(yùn)動(dòng)的物體,也可以是靜止的物體。選作參考系的物體應(yīng)看作靜止不動(dòng)。通常選地面為參考系。②比較兩物體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí),必須選同一參考系。③選擇不同的參考系觀察同一物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),其結(jié)果會(huì)有所不同。在表示時(shí)間的數(shù)軸上,時(shí)刻用點(diǎn)表示,表示一瞬間;時(shí)間間隔用線段表示,即兩個(gè)時(shí)刻之差。項(xiàng)目位移路程定義描述物體位置的變化,它是由初位置指向末位置的有向線段物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度區(qū)別(1)位移是矢量,方向由初位置指向末位置。(2)路程是標(biāo)量,沒有方向聯(lián)系(1)在單向直線運(yùn)動(dòng)中,位移的大小等于路程。(2)其他情況下,位移的大小小于路程二、速度1.平均速度:物體在某段時(shí)間內(nèi)的位移與發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值,即v=ΔxΔt2.瞬時(shí)速度:運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻(或某一位置)的速度,是矢量,其方向就是物體運(yùn)動(dòng)的方向。3.速率:瞬時(shí)速度的大小,是標(biāo)量。4.平均速率:路程與時(shí)間的比值,不一定等于平均速度的大小。三、加速度1.定義:物體速度的變化量與發(fā)生這一變化所用時(shí)間之比。2.定義式:a=ΔvΔt3.物理意義:描述速度變化的快慢。4.方向:與速度變化量的方向相同,由物體所受合力的方向決定,而與v0、v的方向無關(guān),是矢量。3分鐘【關(guān)鍵能力考點(diǎn)突破】考點(diǎn)一質(zhì)點(diǎn)參考系位移4分鐘“點(diǎn)”,有質(zhì)量無大小。物體能否簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn),依據(jù)研究的問題,而不是大小和形狀。2.參考系的選擇具有任意性,無特殊說明通常以地面為參考系。3.位移的方向由始位置指向末位置,是矢量。例1例2考點(diǎn)二速度平均速度瞬時(shí)速度10分鐘(1)區(qū)別:平均速度是過程量,表示物體在某段時(shí)間或某段位移內(nèi)運(yùn)動(dòng)的平均快慢程度;瞬時(shí)速度是狀態(tài)量,表示物體在某一時(shí)刻或某一位置運(yùn)動(dòng)的快慢程度。(2)聯(lián)系:瞬時(shí)速度是運(yùn)動(dòng)時(shí)間Δt→0時(shí)的平均速度,公式v=ΔxΔt中,當(dāng)Δv=ΔxΔt,適用于所有的運(yùn)動(dòng),求平均速度要找準(zhǔn)“位移”和發(fā)生這段位移所需的“平均速度的大小不能稱為平均速率,因?yàn)槠骄俾适锹烦膛c時(shí)間的比值,只有當(dāng)路程與位移的大小相等時(shí),平均速率才等于平均速度的大小。例3例4考點(diǎn)三加速度13分鐘1.速度、速度變化量和加速度的關(guān)系比較項(xiàng)目速度速度變化量加速度物理意義描述物體運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量,是狀態(tài)量描述物體速度改變的物理量,是過程量描述物體速度變化快慢的物理量,是狀態(tài)量定義式v=ΔΔv=vv0a=ΔvΔ決定因素v的大小由v0、a、Δt決定Δv由v與v0進(jìn)行矢量運(yùn)算,由Δv=aΔt知Δv由a與Δt決定a不是由v、t、Δv決定的,而是由Fm方向?yàn)槲矬w運(yùn)動(dòng)方向,與位移Δx同向由vv0或a的方向決定與Δv的方向一致,由F的方向決定,而與v0、v的方向無關(guān)“加速”或“減速”的方法判斷物體做加速運(yùn)動(dòng)還是減速運(yùn)動(dòng),關(guān)鍵是看物體的加速度與速度的方向關(guān)系。(1)a和v(2)a和例5例6作業(yè)限時(shí)鞏固【高考真題精練】1.(2022·全國(guó)甲卷,15)長(zhǎng)為l的高速列車在平直軌道上正常行駛,速率為v0,要通過前方一長(zhǎng)為L(zhǎng)的隧道,當(dāng)列車的任一部分處于隧道內(nèi)時(shí),列車速率都不允許超過v(v<v0)。已知列車加速和減速時(shí)加速度的大小分別為a和2a,則列車從減速開始至回到正常行駛速率v0所用時(shí)間至少為()A.v0-v2a+L+lvB.v0-va+2.（2022年1月浙江選考）下列說法正確的是（）A.研究甲圖中排球運(yùn)動(dòng)員扣球動(dòng)作時(shí)，排球可以看成質(zhì)點(diǎn)B.研究乙圖中乒乓球運(yùn)動(dòng)員的發(fā)球技術(shù)時(shí)，乒乓球不能看成質(zhì)點(diǎn)C.研究丙圖中羽毛球運(yùn)動(dòng)員回?fù)粲鹈騽?dòng)作時(shí)，羽毛球大小可以忽略D.研究丁圖中體操運(yùn)動(dòng)員的平衡木動(dòng)作時(shí)，運(yùn)動(dòng)員身體各部分的速度可視為相同3，用時(shí)，M、N間的直線距離為，則從M點(diǎn)漂流到N點(diǎn)的過程中（）D.若以所乘竹筏為參考系，玉女峰的平均速度為04.【2015·浙江·15】如圖所示，氣墊導(dǎo)軌上滑塊經(jīng)過光電門時(shí)，其上的遮光條將光遮住，電子計(jì)時(shí)器可自動(dòng)記錄遮光時(shí)間，測(cè)得遮光條的寬度為，用近似代表滑塊通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度，為使更接近瞬時(shí)速度，正確的措施是()A．換用寬度更窄的遮光條B．提高測(cè)量遮光條寬度的精確度C．使滑塊的釋放點(diǎn)更靠近光電門D．增大氣墊導(dǎo)軌與水平面的夾角勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律（3課時(shí)）【梳理必備知識(shí)回歸教材15分鐘】一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律：沿著一條直線且加速度不變的運(yùn)動(dòng)。(1)速度與時(shí)間的關(guān)系式:v=v0+at。(2)位移與時(shí)間的關(guān)系式:x=v0t+12at2(3)速度與位移的關(guān)系式:v2v02=(1)平均速度:v=vt2=v0+v(2)位移中點(diǎn)速度:vx2=(3)任意兩個(gè)連續(xù)相等時(shí)間間隔(T)內(nèi)的位移之差相等,即Δx=x2x1=x3x2=…=xnxn1=aT2。位移差公式可以推廣為xmxn=(mn)aT2。(1)按時(shí)間等分(設(shè)相等的時(shí)間間隔為T)的比例式①T末、2T末、3T末……nT末的瞬時(shí)速度之比為v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n。②T內(nèi)、2T內(nèi)、3T內(nèi)……nT內(nèi)的位移之比為x1∶x2∶x3∶…∶xn=12∶22∶32∶…∶n2。③第1個(gè)T內(nèi)、第2個(gè)T內(nèi)、第3個(gè)T內(nèi)……第n個(gè)T內(nèi)的位移之比為xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xN=1∶3∶5∶…∶(2n1)。(2)按位移等分(設(shè)相等的位移為x)的比例式①通過前x、前2x、前3x……前nx時(shí)的速度之比為v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n。②通過前x、前2x、前3x……前nx的位移所用時(shí)間之比為t1∶t2∶t3∶…∶tn=1∶2∶3∶…∶n。③通過連續(xù)相同的位移所用時(shí)間之比為tⅠ∶tⅡ∶tⅢ∶…∶tN=1∶(21)∶(32)∶…∶(nn-1二、自由落體和豎直上拋運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。解題時(shí)利用公式v=gt,h=12gt2分段法上升階段:a=g的勻減速直線運(yùn)動(dòng)下降階段:自由落體運(yùn)動(dòng)全程法以豎直向上為正方向,將全過程視為初速度為v0、加速度a=g的勻變速直線運(yùn)動(dòng)。常用公式v=v0gt,h=v0t12gt2若v>0,物體上升;v<0,物體下降。若h>0,物體在拋出點(diǎn)上方;h<0,物體在拋出點(diǎn)下方5分鐘【關(guān)鍵能力考點(diǎn)突破】考點(diǎn)一勻變速直線運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律的應(yīng)用20分鐘無論是勻加速直線運(yùn)動(dòng)還是勻減速直線運(yùn)動(dòng),通常以初速度v0的方向?yàn)檎较?當(dāng)v0=0時(shí),一般以加速度a的方向?yàn)檎较颉Ｋ俣?、加速度、位移的方向與正方向相同時(shí)取正,相反時(shí)取負(fù)。(1)剎車類問題。①其特點(diǎn)為勻減速到速度為零后停止運(yùn)動(dòng),加速度a突然消失。②求解時(shí)要注意確定實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)間。③如果問題涉及最后階段(到停止)的運(yùn)動(dòng),可把該階段看成反向的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。(2)雙向運(yùn)動(dòng)問題。①如沿光滑固定斜面上滑的小球,到最高點(diǎn)后仍能以原加速度勻加速下滑,全過程加速度大小、方向均不變。②求解時(shí)可分過程列式,也可對(duì)全過程列式,但必須注意x、v、a等矢量的正負(fù)號(hào)及物理意義。例1[勻變速直線運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律的應(yīng)用]例2[剎車類問題]例3[雙向可逆類問題]第1課時(shí)結(jié)束考點(diǎn)二解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題的常用方法20分鐘[例4][逆向思維法、比例法][例5][推論法][例6][圖像法]考點(diǎn)三自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)20分鐘1.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律皆適用于自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)。2.豎直上拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性。(1)對(duì)稱性如圖所示,物體以初速度v0豎直上拋,A、B為途中的任意兩點(diǎn),C為最高點(diǎn),則(2)多解性:當(dāng)物體到達(dá)拋出點(diǎn)上方某個(gè)位置(最高點(diǎn)除外)時(shí),可能處于上升階段,也可能處于下降階段;物體到達(dá)拋出點(diǎn)某距離時(shí),物體可能在拋出點(diǎn)上方,也可能在拋出點(diǎn)下方。存在多解問題是該運(yùn)動(dòng)的重要特性。[例7][自由落體運(yùn)動(dòng)][例8][豎直上拋運(yùn)動(dòng)]考點(diǎn)四勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律在多過程問題中的應(yīng)用20分鐘應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析多過程問題的基本思路畫過程示意圖→判斷運(yùn)動(dòng)性質(zhì)→選取正方向→選用公式列方程→解方程并加以討論[例9][自由落體與勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律的綜合問題][例10][多方向勻變速運(yùn)動(dòng)的綜合問題]作業(yè):限時(shí)鞏固20分鐘【高考真題精練】1.(2021·全國(guó)甲卷,14)如圖,將光滑長(zhǎng)平板的下端置于鐵架臺(tái)水平底座上的擋板P處,上部架在橫桿上。橫桿的位置可在豎直桿上調(diào)節(jié),使得平板與底座之間的夾角θ可變。將小物塊由平板與豎直桿交點(diǎn)Q處靜止釋放,物塊沿平板從Q點(diǎn)滑至P點(diǎn)所用的時(shí)間t與夾角θ的大小有關(guān)。若θ由30°逐漸增大至60°,物塊的下滑時(shí)間t將()A.逐漸增大 B.逐漸減小C.先增大后減小 D.先減小后增大2.(2018·全國(guó)Ⅲ卷,18)(多選)甲、乙兩車在同一平直公路上同向運(yùn)動(dòng),甲做勻加速直線運(yùn)動(dòng),()A.在t1時(shí)刻兩車速度相等B.從0到t1時(shí)間內(nèi),兩車走過的路程相等C.從t1到t2時(shí)間內(nèi),兩車走過的路程相等D.在t1到t2時(shí)間內(nèi)的某時(shí)刻,兩車速度相等3.(2019·全國(guó)Ⅲ卷,20)如圖(a),物塊和木板疊放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,物塊用一不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩與固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的力傳感器相連,細(xì)繩水平.t=0時(shí),木板開始受到水平外力F的作用,在t=4s(b)所示,木板的速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖(c)10m/s2.由題給數(shù)據(jù)可以得出(AB)A.木板的質(zhì)量為1kgs~4s內(nèi),力F的大小為0.4N~2s內(nèi),力F的大小保持不變物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.24.(2020·全國(guó)Ⅲ卷,25)如圖,相距L=11.5m的兩平臺(tái)位于同一水平面內(nèi),二者之間用傳送帶相接。傳送帶向右勻速運(yùn)動(dòng),其速度的大小v可以由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)需要設(shè)定。質(zhì)量m=10kg的載物箱(可視為質(zhì)點(diǎn)),以初速度v0=5.0m/s自左側(cè)平臺(tái)滑上傳送帶。載物箱與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.10,重力加速度取g=10m/s2。(1)若v=4.0m/s,求載物箱通過傳送帶所需的時(shí)間;(2)求載物箱到達(dá)右側(cè)平臺(tái)時(shí)所能達(dá)到的最大速度和最小速度;(3)若v=6.0m/s,載物箱滑上傳送帶Δt=1312s后,傳送帶速度突然變?yōu)榱?。求載物箱從左側(cè)平臺(tái)向右側(cè)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的過程中,實(shí)驗(yàn)1測(cè)量做直線運(yùn)動(dòng)物體的瞬時(shí)速度（1課時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.練習(xí)正確使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,學(xué)會(huì)利用紙帶上的點(diǎn)測(cè)瞬時(shí)速度。2.通過紙帶求解運(yùn)動(dòng)的加速度和瞬時(shí)速度,分析物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。二、實(shí)驗(yàn)原理(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用約8V的低壓交流電源,電火花計(jì)時(shí)器使用220V交流電源(f=50Hz,T=0.02s)。(2)每打兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s,一般每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),則時(shí)間間隔為Δ×5s=0.1s。根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度來計(jì)算。三、實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、小車、紙帶、細(xì)繩、槽碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源等。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.按照實(shí)驗(yàn)原理圖,把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板無滑輪的一端,接好電源。2.把一細(xì)繩系在小車上,細(xì)繩繞過定滑輪,下端掛適量的槽碼,紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,固定在小車后面。3.把小車?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器處,先接通電源,后放開小車。4.在小車運(yùn)動(dòng)到定滑輪前停住小車,關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,斷開電源,取下紙帶。5.換紙帶反復(fù)做三次實(shí)驗(yàn),選擇一條比較理想的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析。五、數(shù)據(jù)處理1.利用平均速度求瞬時(shí)速度:vn=xn2.分析物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì):測(cè)量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離,計(jì)算相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離之差,看其是否為常數(shù),從而確定物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。若Δx=x2x1=x3x2=…=aT2,則物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。(1)逐差法根據(jù)x4x1=x5x2=x6x3=3aT2(T為相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔),求出a1=x4-x13T2,a2=x5-x2在數(shù)據(jù)處理時(shí)可以把6段距離分為“前三”和“后三”,“后三之和”減“前三之和”也為相鄰相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移差,時(shí)間間隔為3T。(2)圖像法利用vn=xn六、誤差分析1.根據(jù)紙帶測(cè)量的位移有誤差。2.電源頻率不穩(wěn)定,造成相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔不完全相等。3.紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)打點(diǎn)不穩(wěn)定引起測(cè)量誤差。七、注意事項(xiàng)1.平行:紙帶、細(xì)繩要和長(zhǎng)木板平行。2.兩先兩后:實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源,后放開小車;實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開電源,后取紙帶。3.防止碰撞:在到達(dá)長(zhǎng)木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動(dòng),防止槽碼落地和小車與滑輪相撞。4.減小誤差:小車的加速度宜適當(dāng)大些,可以減小長(zhǎng)度的測(cè)量誤差產(chǎn)生的影響,加速度大小以能在約50cm的紙帶上清楚地取出6～7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。5.小車從靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器位置釋放。6.在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,可通過改變懸掛的槽碼來改變加速度,無需平衡小車受到的摩擦力?？键c(diǎn)一基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)[例1][數(shù)據(jù)處理與誤差分析]處理數(shù)據(jù)應(yīng)注意的四點(diǎn)(1)時(shí)間間隔:“相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)”或“每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”的含義是相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s(50Hz交流電源)。(2)單位換算:本實(shí)驗(yàn)長(zhǎng)度測(cè)量數(shù)據(jù)一般是“厘米”,要換算成“米”。(3)有效數(shù)字:按有效數(shù)字的要求取計(jì)算結(jié)果。(4)準(zhǔn)確作圖:在坐標(biāo)紙上,縱、橫軸選取合適的單位,仔細(xì)描點(diǎn)連線,不能連成折線,應(yīng)作一條直線,讓各點(diǎn)盡量落到這條直線上,落不到直線上的各點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)。[例2][實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理拓展][例3][實(shí)驗(yàn)原理與誤差分析][例4][實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與誤差分析]考點(diǎn)二創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)[例5][實(shí)驗(yàn)原理的創(chuàng)新][例6][實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新]【實(shí)驗(yàn)高考真題精練】1.(2021·全國(guó)甲卷,22)為測(cè)量小銅塊與瓷磚表面間的動(dòng)摩擦因數(shù),一同學(xué)將貼有標(biāo)尺的瓷磚的一端放在水平桌面上,形成一傾角為α的斜面(已知sinα=0.34,cosα=0.94),小銅塊可在斜面上加速下滑,如圖所示。該同學(xué)用拍攝小銅塊的下滑過程,然后解析視頻記錄的圖像,獲得5個(gè)連續(xù)相等時(shí)間間隔(每個(gè)時(shí)間間隔ΔT=0.20s)內(nèi)小銅塊沿斜面下滑的距離si(i=1,2,3,4,5),如下表所示。s1s2s3s4s55.87cm7.58cm9.31cm11.02cm12.74cm由表中數(shù)據(jù)可得,小銅塊沿斜面下滑的加速度大小為m/s2,小銅塊與瓷磚表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字,重力加速度大小取9.80m/s2)

2.(2018·全國(guó)Ⅲ卷,22):(1)甲用兩個(gè)手指輕輕捏住量程為L(zhǎng)的木尺上端,(位置恰好處于L刻度處,但未碰到尺),準(zhǔn)備用手指夾住下落的尺.(2)甲在不通知乙的情況下,突然松手,尺子下落;1,重力加速度大小為g,則乙的反應(yīng)時(shí)間為(用L,L1和g表示).

(3)已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間=9.80m/s2,L=30.0cm,L1=10.4cm,乙的反應(yīng)時(shí)間為s.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

(4)寫出一條提高測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確程度的建議:.

小專題(一)運(yùn)動(dòng)學(xué)圖像追及相遇問題考點(diǎn)一運(yùn)動(dòng)學(xué)圖像的理解及應(yīng)用項(xiàng)目xt圖像vt圖像軸縱軸——位移橫軸——時(shí)間縱軸——速度橫軸——時(shí)間線運(yùn)動(dòng)物體的位移與時(shí)間的關(guān)系運(yùn)動(dòng)物體的速度與時(shí)間的關(guān)系斜率某點(diǎn)的斜率表示該點(diǎn)的瞬時(shí)速度某點(diǎn)的斜率表示該點(diǎn)的加速度點(diǎn)兩線交點(diǎn)表示兩物體相遇兩線交點(diǎn)表示兩物體在該時(shí)刻速度相同面積無意義圖線和時(shí)間軸所圍的面積,表示物體運(yùn)動(dòng)的位移截距縱軸截距表示t=0時(shí)的位移,橫軸截距表示x=0的時(shí)刻縱軸截距表示t=0時(shí)的速度,橫軸截距表示v=0的時(shí)刻注意兩種圖像都只能描述直線運(yùn)動(dòng),且均不表示物體運(yùn)動(dòng)的軌跡(1)圖像選擇類依據(jù)某一物理過程,設(shè)計(jì)某一物理量隨時(shí)間(或位移、高度、速度等)變化的幾個(gè)圖像或此過程中某幾個(gè)物理量隨某一量的變化圖像,從中判斷其正誤。(2)圖像規(guī)律類該類問題一般由某一圖像提出幾個(gè)結(jié)論,通過分析、判斷或簡(jiǎn)單計(jì)算確定結(jié)論的正誤。對(duì)非常規(guī)圖像,一般由遵循的規(guī)律推導(dǎo)出相應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式,再分析問題。(3)圖像信息類一般在解答題中,對(duì)某一物理情境給出某一物理量的具體變化圖像,由圖像提取相關(guān)信息,從而對(duì)問題做出分析解答。(4)描畫圖像類該類問題一般根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)、計(jì)算結(jié)果或推導(dǎo)出的關(guān)系式畫出對(duì)應(yīng)的圖像,或?qū)δ承┝康淖兓鞒鲱A(yù)測(cè)、判斷。準(zhǔn)確地描畫圖像是解決問題的關(guān)鍵。(1)觀察圖像,分析甲和乙的加速度變化情況,并比較0～t1時(shí)間內(nèi)兩者的平均速度大小。(2)在下面表格中畫出不同運(yùn)動(dòng)的圖像。項(xiàng)目xt圖像vt圖像at圖像勻速直線運(yùn)動(dòng)勻加速直線運(yùn)動(dòng)(v0>0,a>0)勻減速直線運(yùn)動(dòng)(v0>0,a<0)提示:(1)甲、乙的加速度大小都是先減小后增大;0～t1時(shí)間內(nèi)甲的位移大于乙的位移,則甲的平均速度大于乙的平均速度。(2)如下表項(xiàng)目xt圖像vt圖像at圖像勻速直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)方向不同v=常數(shù)a=0勻加速直線運(yùn)動(dòng)(v0>0,a>0)a=常數(shù)勻減速直線運(yùn)動(dòng)(v0>0,a<0)a=常數(shù)[例1][對(duì)vt和xt圖像的理解][例2][vt和xt圖像的應(yīng)用]考點(diǎn)二運(yùn)動(dòng)學(xué)中的非常規(guī)圖像在解決一些直線運(yùn)動(dòng)的問題時(shí),會(huì)遇到非常規(guī)的圖像。對(duì)這類圖像應(yīng)首先根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律推導(dǎo)出圖像對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系,由此確定其斜率、截距、面積等的物理意義,然后對(duì)比圖像對(duì)問題作出解答。(1)at圖像at圖線與時(shí)間軸圍成的面積表示速度的變化量,如圖甲所示。(2)xt由x=v0t+12at2可得xt=v0+12(3)v2x圖像由v2v02=2ax可知v2=(4)vx圖像x與v的關(guān)系式為2ax=v2v02,圖像表達(dá)式為v=(5)ax圖像由v2v02=2ax可知圖像與坐標(biāo)軸所圍面積表示(1)用函數(shù)思想分析圖像:圖像反映了兩個(gè)變量(物理量)之間的函數(shù)關(guān)系,因此要由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推導(dǎo)出兩個(gè)物理量間的函數(shù)關(guān)系,來分析圖像的意義。(2)要注意應(yīng)用解析法和排除法,兩者結(jié)合提高選擇題中圖像類題型的解題準(zhǔn)確率和速度。[例3][at圖像][例4][xtt圖像][例5][v2x圖像][例6][vx圖像][例7][ax圖像]?？键c(diǎn)三追及與相遇問題可概括為“一個(gè)臨界條件”“兩個(gè)關(guān)系”。(1)一個(gè)臨界條件:速度相等。它往往是物體間能否追上或(兩者)距離最大、最小的臨界條件,也是分析判斷問題的切入點(diǎn)。(2)兩個(gè)關(guān)系:時(shí)間關(guān)系和位移關(guān)系。通過畫草圖找出兩物體的時(shí)間關(guān)系和位移關(guān)系是解題的突破口。(1)速度小者追速度大者類型圖像說明勻加速追勻速①0～t0時(shí)段,后面物體與前面物體間距離不斷增大。②t=t0時(shí),兩物體相距最遠(yuǎn),為x0+Δx(x0為兩物體初始距離)。③t>t0時(shí),后面物體追前面物體的過程中,兩物體間距離不斷減小。④能追上且只能相遇一次勻速追勻減速勻加速追勻減速(2)速度大者追速度小者類型圖像說明勻減速追勻速開始追時(shí),兩物體間距離為x0,之后兩物體間的距離在減小,當(dāng)兩物體速度相等時(shí),即t=t0時(shí)刻:①若Δx=x0,則恰能追上,兩物體只能相遇一次,這也是避免相撞的臨界條件。②若Δx<x0,則不能追上,此時(shí)兩物體間距離最小,為x0Δx。③若Δx>x0,則相遇兩次,設(shè)t1時(shí)刻Δx1=x0,兩物體第一次相遇,則t2時(shí)刻兩物體第二次相遇(t2t0=t0t1)勻速追勻加速勻減速追勻加速[例8][速度小者追速度大者][例9][與運(yùn)動(dòng)圖像結(jié)合的追及相遇問題][例10][速度大者追速度小者]求解追及和相遇問題的兩點(diǎn)技巧作業(yè)：限時(shí)鞏固1.1.解析:當(dāng)列車恰好以速度v勻速通過隧道時(shí),從減速開始至回到原來正常行駛速度所用時(shí)間最短,列車減速過程所用時(shí)間t1=v0-v2a,勻速通過隧道所用時(shí)間t2=L+lv,列車加速到原來速度v0所用時(shí)間t3=v0-va2.【參考答案】B【名師解析】研究甲圖中排球運(yùn)動(dòng)員扣球動(dòng)作時(shí)，排球形狀和大小不能忽略，故不可以看成質(zhì)點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；研究乙圖中乒乓球運(yùn)動(dòng)員的發(fā)球技術(shù)時(shí)，要考慮乒乓球的大小和形狀，則乒乓球不能看成質(zhì)點(diǎn)，故B正確；研究丙圖中羽毛球運(yùn)動(dòng)員回?fù)粲鹈騽?dòng)作時(shí)，羽毛球大小不可以忽略，故C錯(cuò)誤；研究丁圖中體操運(yùn)動(dòng)員的平衡木動(dòng)作時(shí)，運(yùn)動(dòng)員身體各部分有轉(zhuǎn)動(dòng)和平動(dòng)，各部分的速度不可以視為相同，故D錯(cuò)誤；故選B。3.【參考答案】C【解題思路】根據(jù)位移的定義，從M點(diǎn)漂流到N點(diǎn)的過程中,該游客的位移大小為x=km，根據(jù)平均速度的定義，平均速度大小v=x/t=ms=0.5m/s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤C正確。平均速率v=s/t=5.4km/h，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若以所乘竹筏為參考系，玉女峰的平均速度為0.5m/s，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4.【參考答案】A【名師解析】平均速度近似等于瞬時(shí)速度，應(yīng)用了極限思想，即在的情況下近似看做平均速度，所以要使得更接近通過光電門的瞬時(shí)速度，需要縮短通過時(shí)間，即換用寬度更窄的遮光條，A正確；提高測(cè)量遮光條寬度的精確度，不能縮短Δt，B錯(cuò)誤；使滑塊的釋放點(diǎn)更靠近光電門，則Δt變長(zhǎng)，C錯(cuò)誤；增大氣墊導(dǎo)軌與水平面的夾角，在滑塊的釋放點(diǎn)距離光電門比較近的情況下，不能明顯縮短Δt，D不可行。【考點(diǎn)定位】平均速度和瞬時(shí)速度【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道極短時(shí)間內(nèi)的平均速度可以表示瞬時(shí)速度，掌握光電門測(cè)量滑塊瞬時(shí)速度的原理。1.解析:由題意知,小物塊沿光滑長(zhǎng)平板加速下滑,根據(jù)牛頓第二定律得mgsinθ=ma,小物塊的加速度大小a=gsinθ;設(shè)鐵架臺(tái)底座的長(zhǎng)度為d,根據(jù)幾何關(guān)系,小物塊的位移大小為dcosθ;根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得dcosθ=12at2,聯(lián)立可得t=4dgsin2θ,θ由302.解析:在xt圖像中斜率表示車速度,則可知t1時(shí)刻乙車速度大于甲車速度,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由兩圖線的縱截距知,出發(fā)時(shí)甲在乙前面,t1時(shí)刻圖線相交表示兩車相遇,可得0到t1時(shí)間內(nèi)乙車比甲車多走了一段距離,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;t1和t2兩圖線相交,表明兩車均在同一位置,從t1到t2時(shí)間內(nèi),兩車走過的路程相等;在t1到t2時(shí)間內(nèi),在某時(shí)刻兩圖線斜率相等,即該時(shí)刻兩車速度相等,選項(xiàng)C,D正確.3.解析:結(jié)合(b)(c)兩圖像可判斷出0~2s物塊和木板還未發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),它們之間的摩擦力為靜摩擦力,此過程力F等于f,故F在此過程中是變力,C錯(cuò)誤;2~5s內(nèi)木板與物塊發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),它們之間的摩擦力轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力,在4~5s內(nèi),木板僅在摩擦力的作用下做勻減速運(yùn)動(dòng),有f=ma2=0.2N,而a2=0.4?0.21m/s2=0.2m/s2,故m=1kg,A正確;在2s~4s內(nèi),木板加速度大小a1=0.4?02m/s2=0.2m/s2,根據(jù)牛頓第二定律可知Ff=ma1,