4.如图所示,v-t图中描述的是五个运动情况都是直线运动。其中速度不变的是 ,加速运动的是 ,匀加速运动的是 ,减速运动的是 ,匀减速运动的是 。在t,时刻,速度最小的是 ,在0-t'时间内位移最大的是 。
3.如图所示,物体做直线运动的v-t图像。由图可知,前2秒是 运动;中间的两秒是 ;最后两秒是
运动。若以向东为正方向这三段运动速度方向分别是 , , 。
2.物体做直线运动,s-t如图所示。前2秒是 运动,最后2秒 运动。中间的2秒是 。
1.在研究匀变速直线运动的实验中,算出小车经过各计数点的瞬时速度如下:
计数点序号 |
l |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
计数点对应的时刻(s) |
O.10 |
O.20 |
O.30 |
O.40 |
O.50 |
O.60 |
通过计数点的速度(cm/s) |
44.O |
62.0 |
8 1.O |
1 OO.O |
1l9.O |
1 38.O |
为了计算加速度,合理的方法是( ).
A.根据任意两计数点的速度用公式算出加速度
B.根据实验数据画出V-t图象,量出其倾角,由公式a=tan求出加速度
C.根据实验数据画出V-t图象,由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式算出加速度
D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度
8.匀变速直线运动
(1)提出问题:
在探究实验中,我们描绘小车在重物牵引下运动的v-t图象是一条倾斜直线,它表示小车做什么样的运动?小车速度随时间怎样变化?
如图所示,如果一个运动物体的v-t图象是直线,则无论△t取何值,对应的速度变化量△v与时间△t的比值都是相同的,由加速度的定义可知,该物体实际是做加速度恒定的运动.这种运动叫匀变速直线运动. 。
(2)定义:沿着一条直线,且加速度不变的运动
(3)v-t图象说明凡是倾斜直线的运动一定是匀变速直线运动,反之也成立,即匀变速直线运动的v-t图象一定是一条倾斜的直线.
(4)匀变速直线运动包括两种情形:
a与v同向,匀加速直线运动,速度增加;
a与v反向,匀减速直线运动,速度减小.
○经典例题库
例1.在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,按照实验进行的先后顺序,将下述步骤的代号填在横线上 .
A.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面
B.把打点计时器固定在木板的没有滑轮的一端,并连好电路
C.换上新的纸带,再重做两次
D.把长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面
E.使小车停在靠近打点计时器处,接通电源,放开小车,让小车运动
F.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下边吊着合适的钩码
G.断开电源,取出纸带
[解析] 正确的实验步骤是:把长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在木板的没有滑轮的一端,并连好电路,把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,另一端吊合适的钩码,把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面,使小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,再放开小车,让小车运动,打完一条纸带,断开电源,取下纸带,换上新纸带,再重做两次,即顺序为:DBFAEGC.
[答案]DBFAEGC
例2.某同学在“测匀变速直线运动的加速度”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,其相邻点间的距离如图所示,每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10 s.
(1)试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入下式(要求保留三位有效数字)
vB= m/s,vC= m/s,vD= m/s,
vE= m/s,vF= m/s.
(2)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在如图所示的坐标纸上,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线.
(3)根据第(2)问中画出的v-t图线,求出小车运动的加速度为 m/s2.(保留两位有效数字)
答(1)根据一段时间内的平均速度,等于该段时间中间时刻的瞬时速度,可求得打下B、C、D、E、F五个计时点时小车的速度为0.400m/s,0.479m/s,0.560m/s,0.640m/s,0.721m/s.(2)图略.(3)0.80(答案在0.79-0.81之间均可)
例3.下面给出沿直线做变速运动的火车和汽车,从开始计时及每隔1s的速度v1和v2的变化情况:
时刻t/s |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
… |
火车v1/m·s-1 |
5.0 |
5.3 |
5.6 |
5.9 |
6.2 |
… |
汽车v2/m·s-1 |
20 |
18 |
16 |
14 |
12 |
… |
问:(1)表中火车(汽车)的速度变化有什么特点,它们分别做的是什么性质的运动?
(2)请由表格中数据画出变速运动的火车和汽车的V-t 图象。
答(1)火车速度每秒钟增加0.3m/s,所以火车做的是匀加速直线运动,汽车速度每秒钟减小2m/s,所以汽车做的匀减速直线运动(2)为倾斜的直线,图略
例4.如图所示,图线(a)(b)表示物体各做什么运动?初速为多少?加速度为多少?
.
答(a)做初速为0.5m/s,加速度为0.5m/s2的匀加速直线运动,(b)做初速为30m/s, 加速度为-12m/s2的匀减速直线运动。
例5. 如图所示的速度-时间图像中。
(1)质点A,B,C分别做什么运动?初速度是否为零?是加速还是减速,说说你是怎么知道的。通过图象还能知道那些物理量,和同伴交流一下,看看谁知道得多。
(2)和同学交流后你能回答如下问题吗?A、B、C加速度分别为
aA= m/s2, aB= m/s2 ,aC= m/s2,其中 加速度最大.在t=0 s时 的速度最大,在t=4 s时 的速度最大,在t= s时,A、C的速度一样大.
答(1)A做初速为零的匀加速直线运动,加速度为0.5m/s2,B做初速为3m/s,加速度为-0.25m/s2的匀减速直线运动,C做初速为2m/s,加速度为0.25m/s2的匀加速直线运动. (2)0.5m/s2 -0.25m/s2 0.25m/s2 A B C 8
○同步训练班
7.另一种处理纸带的方法
选择一条打点清晰的纸带,标上记数点,然后将纸带从相邻记数点处剪下,连续剪下4-5段,分别按如图所示贴在坐标纸上,排列时要求底边对齐,纸带的排列即成“阶梯"状.这样处理能反映物体的运动规律:因为每段纸带长度都对应物体在相等时间内的位移,所以纸带长度正比于运动速度,从纸带长度均匀增加也可判定物体的运动速度均匀增加.
6.如何由实验得出的v-t图象进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律,我们可以从两条途径进行:一是通过直接分析图象的特点得到,小车运动的v-t图象是一条倾斜的直线,那么当时间增加相同的值△t,速度也会增加相同的值△v.也就是得出结论:小车的速度随时间均匀增加。二是通过图象写出函数关系式进一步得到,既然小车的v-t图象是一条倾斜的直线,那么v随t变化的函数关系式为v=kt+b,显然v与t成“线性关系”,小车的速度随时间均匀增加。
5.如何由实验数据得出v一t图象正确地打出纸带,用毫米刻度尺准确测量出各计数的位置,计算出各计数点对应的瞬时速度,填入设计好的表格中,并且做三次实验,根据表格中的v、t数据,在直角坐标系中仔细描点.可以看到,对于每次实验,描出的几个点都大致落在一条直线上,据此,可以判断:在很大程度上,如果是没有实验误差的理想情况,所描出的各点应全部落在某条直线上.这样,我们做一条直线,使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上,落不到直线上的各点,应分布在直线的两侧,个别误差大的点应舍弃,这样得到的直线就是本次实验的v-t图象,它是一条倾斜的直线。
3.创新拓展
2.思路点拨
4.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,计时器工作后,再放开小车,当小车停止运动时及时断开电源。
(3)要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞,当小车到达滑轮前及时用手按住它。
(4)牵引小车的钧码个数要适当,以免加速度过大而使纸带上的点太少,或者加速度太小.而使各段位移太接近,从而使误差增大,加速度的大小以能在50cm长的纸带上清楚地取得六、七个计数点为宜。
(5)要区别计时器打出的点与人为选取的计数点,一般在纸带上以每打5个点取一个计数点,即时间间隔为T=0.02×5 s=0.1 s.
(6)描点时最好用坐标纸,在纵、横轴上选取合适的单位,用细铅笔认真描点。
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