高中物理必修第一冊(人教版)第二章整合

高中同步學案優(yōu)化設計GAOZHONGTONGBUXUEANYOUHAUSHEJI本章整合第二章2021內(nèi)容索引0102知識網(wǎng)絡體系構建重點題型歸納整合知識網(wǎng)絡體系構建本章知識可分為四個組成部分。第一部分,勻變速直線運動的規(guī)律;第二部分,自由落體運動;第三部分,實驗;第四部分,運動學圖像。一、勻變速直線運動的規(guī)律規(guī)律

二、自由落體運動

三、實驗

四、運動學圖像

重點題型歸納整合一、勻變速直線運動規(guī)律和常用解題方法1.勻變速直線運動公式間的關系

2.分析勻變速直線運動的技巧——“一畫、二選、三注意”一畫:根據(jù)題意畫出物體的運動示意圖,使運動過程直觀清晰。二選:從以下常用方法中選取合適的方法。三注意:注意列運動學方程時,方程式中每一個物理量均對應同一運動過程。例1物體以一定的初速度沖上固定的光滑斜面,到達斜面最高點時速度恰為零,如圖所示。已知物體運動到斜面長度

的B點時,所用時間為t,求物體從B滑到C所用的時間。方法二

比例法。對于初速度為零的勻變速直線運動,在連續(xù)相等的時間里通過的位移之比為1∶3∶5∶……∶(2n-1)通過xAB的時間為t,故通過xBC的時間tBC=t。方法三

中間時刻速度法。中間時刻的瞬時速度等于這段位移的平均速度。可以看出vB正好等于AC段的平均速度,因此B點是中間時刻的位置,因此有tBC=t。答案

t二、勻變速直線運動兩種圖像的意義及應用1.直線運動的規(guī)律可用代數(shù)式進行描述,也可以用圖像的形式來描述。研究運動圖像要從以下幾點來認識它的物理意義:(1)從圖像識別物體運動的性質。(2)圖像的截距(即圖像與縱軸或橫軸的交點坐標)的意義。(3)圖像的斜率(即圖像與橫軸夾角的正切值)的意義。(4)圖像與坐標軸所圍面積的物理意義。(5)圖像上任一點的物理意義。2.解決圖像問題的思路和步驟(1)解決常規(guī)運動的圖像問題時要根據(jù)物理情境中遵循的規(guī)律,由圖像提取信息和有關數(shù)據(jù),根據(jù)對應的規(guī)律公式對問題做出正確的解答。以速度圖像為例,具體分析過程如下:(2)解答非常規(guī)運動圖像問題的“三個”步驟:一審、二列、三判。

例2(2021四川樂山高一期末)甲、乙從同一位置同時出發(fā)的速度—時間圖像如圖所示,由圖像可知(

)A.3s時甲在乙的前方B.4.5s時甲乙第一次相遇C.0~17s內(nèi)甲的平均速度大小為0.75m/sD.甲加速運動的距離等于減速運動的距離答案

B三、追及和相遇問題1.追及和相遇的特點:兩物體在同一時刻到達同一位置。2.追及和相遇問題滿足的兩個關系。(1)時間關系:根據(jù)題意弄清兩物體運動時間的關系;若被追趕的物體做勻減速直線運動,一定要明確追上前該物體是否已經(jīng)停止運動。(2)位移關系:①同向運動的物體追上即相遇,滿足x2=x0+x1,其中x0為開始追趕時兩物體之間的距離,x1、x2分別表示被追趕、追趕物體的位移。②相向運動的物體相遇時,滿足各自發(fā)生的位移的大小之和等于開始時物體之間的距離。(3)臨界條件:①當兩物體速度相等時,可能出現(xiàn)恰好追上、相距最遠、相距最近、恰好避免相撞等。②避免相撞的臨界狀態(tài)是兩物體處于相同位置時,兩者的速度相同。3.追及和相遇問題的求解方法。(1)臨界條件法:根據(jù)臨界條件,構建時間、速度、位移關系方程。(2)判別式法:由于勻變速運動的位移表達式是時間t的一元二次方程,我們可利用判別式進行討論。在追及問題的位移關系式中,若Δ>0,即有兩個解并且兩個解都符合題意,說明相遇兩次;Δ=0有一個解,說明剛好追上或相遇;Δ<0無解,說明不能夠追上或相遇。(3)圖像法:當兩物體速度相等時,比較圖像的面積差(即兩物體的位移差)與兩物體初始距離的關系,可以快速求解問題。例3火車以速度v1勻速行駛,司機發(fā)現(xiàn)前方同軌道上相距s處有另一列火車沿同方向以速度v2(兩速度都是對地速度,且v1>v2)做勻速運動,司機立即以加速度a緊急剎車。要使兩車不相撞,a應滿足什么條件?解析

方法一:臨界條件法。兩車運動情況如圖所示,當兩車速度相等時,兩車距離最近,此時不相撞,以后就不會相撞。設火車的加速度至少是a0,則方法三:圖像法。

作出兩車的v-t圖像(如圖)當兩車速度相等時,圖像的陰影面積小于s,四、紙帶問題的分析與處理方法1.由紙帶判斷物體的運動性質:在紙帶上測出各個連續(xù)相等的時間T內(nèi)的位移分別是x1,x2,…,xn,①如果x1=x2=…=xn,則物體做勻速直線運動;②如果x2-x1=x3-x2=…=xn-xn-1≠0,即在連續(xù)相等時間內(nèi)的位移差相等,據(jù)此可判斷物體做勻變速直線運動;如果不相等,則物體做變加速直線運動。2.由紙帶求物體運動的速度:如果物體做勻變速直線運動,x1,x2,…,xn為其在連續(xù)相等時間內(nèi)的位移,T為相等時間間隔值,則紙帶上某點對應的瞬時速度等于以這個點為中間時刻的位移內(nèi)的平均速度,即

。3.由紙帶求物體運動的加速度:(1)由圖像求加速度:利用多組數(shù)據(jù)描繪出v-t圖像,則v-t圖線斜率即為物體運動的加速度。(2)利用逐差法求加速度:如圖所示的紙帶,按時間順序取0、1、2、3、4、5、6七個計數(shù)點,用刻度尺測量相鄰兩點之間的距離分別為x1、x2、x3、x4、x5、x6,T為計數(shù)點間的時間,則物體運動的加速度例4(2021江蘇無錫高一期末)在用小車、打點計時器、帶有滑輪的長木板、電源等器材,做探究小車速度隨時間變化規(guī)律的實驗中:(1)下列操作正確的有

(填選項前的字母代號)。

A.在釋放小車前,小車要靠近打點計時器B.打點計時器應放在長木板有滑輪的一端C.實驗前必須將長木板沒有滑輪的一端適當墊高,從而平衡摩擦力D.應先接通電源,后釋放小車(2)若按正確的操作,打出如圖所示的一條紙帶。O、A、B、C、D為依次選取的計數(shù)點,相鄰計數(shù)點之間還有4個點沒有畫出,各計數(shù)點間距離已在圖中標示。打點計時器所用的電源頻率為50Hz。則小車的加速度a=

m/s2;打點計時器打下計數(shù)點C時,小車的瞬時速度v=

m/s。(保留兩位有效數(shù)字)

解析

(1)在釋放小車前,小車要靠近打點計時器,這樣紙帶的利用率才高,A正確;打點計時器應放在遠離長木板有滑輪的一端,B錯誤;本實驗只需保證小車做勻變速運動即可,不需要平衡摩擦力,C錯誤;應先接通電源,后釋放小車,這樣可以使打點穩(wěn)定,提高紙帶利用率,D正確。答案

(1)AD

(2)1.2

0.49方法技巧逐差法如圖所示,紙帶上有六個連續(xù)相等的時間T內(nèi)的位移x1、x2、x3、x4、x5、x6。由Δx=aT2可得:x4-x1=(x4-x3)+(x3-x2)+(x2-x1)=3aT2x5-x2