总复习13直线运动实验及图解法的应用.doc

591UP有效学习平台()
总复习1.3 直线运动实验及图解法的应用 教案

一、绘制图象的基本步骤
1、建立相应的坐标系。建立坐标系，并标出坐标原点、坐标轴所表示的物理量及其单位。一般情况下，自变量用横轴表示，纵轴表示因变量。
2、根据给出（实验）数据在坐标轴上合理地设计刻度值。应以美观，且所有的点都能在图上合理标出为依据来设计刻度值。
3、描点并根据描点绘制图线。根据描点绘图时，不管图线是直线还是曲线，都要求图线两边的描点是对称分布的；一般不能将相邻两点连成直线而成图。

二、直线运动中三类重要图象及其含义
1、匀速直线运动的位移图象
匀速直线运动的位移图如图所示，由图象可获得的信息有：
（1）物体的运动方向及经历时间t0的位移s0。
（2）图线的斜率等于物体的运动速度，即：v = k = tanq。且斜率增大时速度增大，斜率为负值时速度方向为负。
2、匀速直线运动的速度图象
匀速直线运动的速度图如图所示，由图象可获得的信息有：
（1）可知速度大小和方向。
（2）图线与时间轴所夹面积等于位移，即：
3、匀变速直线运动的速度图象
匀加速直线运动的速度图如图所示，由图象可获得的信息有：
（1）可知初速度的大小及方向，及t0时刻物体的速度大小和方向。
（2）可知加速度的大小和方向，即： （等于图线的斜率）。斜率为负值时加速度方向为负，斜率数值减小时加速度减小。
（3）经历时间t0物体的位移，等于图线与时间轴所夹的梯形面积。

三、实验：用打点计时器研究物体速度随时间的变化规律
1、了解打点计时器的基本常识
（1）作用：它是一种靠打点来记录物体运动时间和位移的装置。
（2）使用常识
①电磁打点计时器应接6V以下交流电源，而电火花打点计时器应接220V交流电源。
②若所接交流电的频率为50Hz，则打点计时器每隔0.02s打一个点（计时点）。
③使用电磁打点计时器时，复写纸应套在小轴上，有蓝的一面应压在纸带上。
④操作顺序是：先接通电源，再将纸带松手。
2、研究小车速度随时间变化规律的实验装置如图所示。本实验所需实验器材有：一端带滑轮的长木板、小车、钩码（或小重物）、细线、打点计时器（含纸带、复写纸、交流电源）、刻度尺。
3、纸带的处理
（1）纸带的选取：要选取点迹清晰、间距合理的纸带来研究。
（2）计数点：是为了减小实验误差所做的数据处理。计数点一定是计时点，若相邻两计数点之间还包含有n个计时点，则相邻两计数点之间的时间间隔 T = 0.02(n+1)s。
（3）由纸带求平均速度和速度的方法
如图所示的纸带，设O、A、B、C、D各点均为计数点，相邻计数点间的时间为T 。

则AC段的平均速度

打C点时对应的瞬时速度

即：瞬时速度等于这段时间内的平均速度，也等于中间时刻的速度。
（4）根据纸带判断物体是否做匀变速直线运动和求加速度的方法
a. 判断物体是否做匀变速直线运动的方法：
如果物体在任意两个连续相等的时间内位移之差相等，即：
物体的运动就是匀变速直线运动。
b. 求加速度a的方法
方法1：根据 用逐差法求。

方法2：用v-t图象法求加速度。

先根据公式 求出各计数点的瞬时速度，再作v-t图象，图线的斜率即为物体的加速度。

题型一：从图象中获取信息及识别图象
例1、由图可知，在0~8s时间内，质点的运动情况是 物体在0~2s做匀加速直线运动，在3s~4s做匀速直线运动，在5s~8s做匀变速直线运动 ；质点运动的初速度v0 = _2m/s_；运动的加速度分别为_1m/s2_、__0__、_-2m/s2_；8s内的位移为_14__m。

变式题、甲、乙、丙三物体的运动规律如图所示。它们从同一处出发，经过时间t，它们再次相遇。那么，下列说法正确的是（ CD ）
A. 甲、乙、丙三物体的运动方向相同，均做直线运动
B. 乙运动最快，丙运动最慢
C. 甲物体完成的路程最短
D. 三物体在t秒内的平均速度相同

题型二：应用图象含义，如速度图线所夹面积等于位移的关系求解的问题
例2、物体做匀变速直线运动，设它完成全程位移一半时的速度为v1，它在全程时间一半时的速度为v2，那么关于v1、v2大小的比较，下列说法正确的是（ C ）
A. 物体做匀加速直线运动时v1＜v2
B. 物体做匀减速直线运动时v1＜v2
C. 无论物体做匀加速、还是匀减速直线运动均有v1＞v2
D. 无论物体做匀加速、还是匀减速直线运动均有v1＜v2

变式题、质量分别为m1、m2的两物体a、b（可视为质点），从A点同时由静止出发，分别沿位于竖直平面内的固定光滑棱形轨道ABD和ACD运动到D处，若轨道B、C处为光滑连结，两轨道长度相等。那么，先到达D处的是质点__b__。

题型三：追赶类问题的图象求解及其它图象求解问题
例3、当交叉路口的信号灯转变为绿灯时，一辆汽车以3m/s2的加速度由静止开行，恰在此时，有一辆货车经过此处，并以6m/s的速度匀速前进，求：
（1）汽车追上货车时离出发点多远？这时汽车的速度多大？（汽车追上货车时离出发点24m，汽车的速度为12m/s）
（2）汽车追上货车前何时两车的距离最大？最大距离是多少？（汽车追上货车前在2s末两车的距离最大，此最大距离为6m）

变式题、某同学在研究物体做匀变速直线运动的实验中，得到了一条较为理想的纸带，她先将纸带每隔0.1s剪断，得到若干短纸带，再把这些纸带依次、并排地贴在一张纸上，并使这些纸带下端对齐作为时间轴，标出时间。然后将这些纸带上端的中点连线，如图所示。关于此连线下列说法正确的是（ B ）
A. 是物体在某段时间的位移图象
B. 是物体在某段时间的速度图象
C. 是物体在某段时间的加速度图象
D. 以上说法都不对

题型四：纸带的数据处理
例4、在研究小车做匀变速直线运动的实验中，甲同学得到了如图所示的一条纸带，其中0、1、2、3……为计数点，相邻两计数点间还包含有4个打点计时器打的点。他测得1、2、3、4、5、6各点到0点的距离分别为s1=2.10cm、 s2=6.10cm、 s3=12.00cm、 s4=19.90cm、 s5=30.00cm、 s6=42.00cm。那么v3=__0.690m/s_。小车运动的加速度a =__2.00m/s2_ 。

变式题、在研究小车速度随时间变化规律的实验中，得到了一条较为理想的纸带。某同学在该纸带上，从某个计时点开始标计数点，依次共标下了0、1、2、3、4、5、6七个计数点。她用刻度尺分别测出了计数点0和1、1和2、4和5、5和6间的距离依次为s1=1.40cm、 s2=1.92cm、s5=3.40cm、s6=3.91cm。已知相邻两计数点间的时间间隔为T=0.1s。那么，
（1）请利用给出数据计算出小车运动的加速度a；（a = 0.499m/s2）
（2）根据给出数据，在背景坐标纸中，作出小车运动的速度图象，并由图象得出，打计数点3时，小车对应的运动速度v3。（v3 = 0.271m/s）