《匀变速直线运动的研究》章末素养提升 学案

中小学教育资源及组卷应用平台 高中物理必修一素养提升学案 第二章 匀变速直线运动的研究 章末素养提升 物理观念 匀变速直线运动 特点:加速度恒定;v-t图像是一条倾斜的直线 匀变速直线运动的基本公式 (1)速度与时间的关系式v=v0+at(2)位移与时间的关系式x=v0t+at2 自由落体运动 (1)条件:只受重力作用由静止下落(2)重力加速度:g=9.8 m/s2,方向竖直向下,地球上不同位置g值可能不同(3)h=gt2,v=gt 科学思维 微元法 利用微元法推导v-t图像与t轴围成的面积表示位移 图像法 利用v-t图像分析并解决生产和生活中有关的实际问题,例如追及相遇问题 推导并会应用匀变速直线运动的公式 (1)速度与位移关系式:v2-=2ax(2)平均速度公式:==(3)位移差公式:连续相等时间内的位移之差Δx=aT2 科学探究 1.能提出与“小车速度的测量方法”“小车速度随时间变化的可能关系”等有关的物理问题2.会结合打点计时器设计实验方案并完成实验操作。能在打出的纸带上合理选取时间间隔计算各点的瞬时速度,会设计合适的表格并记录数据3.能建立标度合适的v-t坐标系并描点,会用直线拟合数据点。能通过对拟合所得的图像进行分析、思考,得到小车速度随时间变化的规律,知道测量误差产生的原因4.能撰写实验报告,陈述实验研究的过程和结果5.能借助计算机数表软件绘制v-t图像,并选择适当的函数拟合数据 科学态度与责任 1.了解伽利略研究自由落体运动的实验思想及所用的推理方法,认识到物理实验与科学推理在物理学研究中的作用,认识到伽利略对物体运动的研究在科学发展和人类进步中的重大意义2.了解近代实验科学产生的背景,认识实验对物理学发展的推动作用3.在探究小车速度随时间变化的规律实验中,养成实事求是的态度,能与他人合作 1. 常规匀变速直线运动图像的意义 各图像含义 (质点在直线运动中) 在0~t1内图线表示质点做匀速直线运动 在0~t1内图线表示质点做匀加速直线运动 在0~t1内图线表示质点做加速度均匀增大的变速直线运动 在t1~t2内图线表示质点静止 在t1~t2内图线表示质点做匀速直线运动 在t1~t2内图线表示质点做匀变速直线运动 斜率意义 速度v 加速度a 与t轴所围面积 位移x 速度的变化量Δv 2. .函数法解决-t图像和v2-x图像 由x=v0t+at2可得=v0+at,纵截距b为初速度v0,-t图像的斜率k为a,如图甲所示。 由v2-=2ax可知v2=+2ax,纵截距b为,v2-x图像的斜率k为2a,如图乙所示。 3.非常规图像 图像种类 示例 解题关键 -图像 公式依据:x=v0t+at2→=v0·+a斜率意义:初速度v0纵截距意义:加速度一半 a -x图像 公式依据:v2-=2ax→ax=面积意义:速度平方变化量的一半 -x图像 公式依据:t=面积意义:运动时间t 【典例剖析】 【典例1】　(2023·汕尾市高一期末)下列四个描述直线运动的图像中(a为加速度、x为位移,v为速度、t为时间),一定不能用来描述初速度为零的匀加速直线运动的是 (　　) 答案　D 解析　A图像描述的是加速度不变的直线运动,即匀变速直线运动,但初速度可能为零,也可能不为零,即有可能描述初速度为零的匀加速直线运动;B图像中相邻相同时间间隔的位移之比为1∶3,因此,可以用来描述初速度为零的匀加速直线运动;由初速度为0的匀加速直线运动位移时间关系x=at2可知,x∝t2,C图像可以描述初速度为零的匀加速直线运动;选项D图中加速度变化,一定不是匀加速运动,故选D。 例2　下列图分别是甲、乙、丙、丁四个物体做直线运动的运动图像,其中v表示速度、x表示位移、t表示时间、a表示加速度。则 (　　) A.物体甲在0~1 s内的平均速度大小为2 m/s B.物体乙的加速度大小为2 m/s2, 在0~1 m内的运动时间为1 s C.物体丙在0~1 s内的速度变化量大小为5 m/s D.物体丁的加速度为4 m/s2,在1 s末的速度大小为5 m/s 答案　B 解析　v-t图线与t轴围成的面积表示位移,物体甲在0~1 s内位移x>×1×4 m ... ...