資源簡介 主題1 測量重力加速度方法的拓展1.頻閃照相法頻閃照相機可以間隔相等的時間拍攝一次,利用頻閃照相機可追蹤記錄做自由落體運動的物體在各個時刻的位置,根據Δx是否為恒量,可判斷自由落體運動是否為勻變速直線運動。并且可以根據勻變速運動的推論Δx=gT2求出重力加速度g=。也可以根據v==求出物體在某一時刻的速度,再由v=v0+gt,可求出重力加速度g。2.滴水法(1)讓水滴落到墊起來的盤子上,可以清晰地聽到水滴碰盤子的聲音。小心調整水龍頭的閥門,使第一個水滴碰到盤子聽到響聲的瞬間,觀察到第二個水滴正好從水龍頭滴水處開始下落。(2)聽到某個響聲時開始計時,并數0,以后每聽到一次響聲,順次加1,直到數到N,停止計時,秒表上時間的讀數是T。(3)用米尺量出水龍頭滴水處到盤子的距離為x。(4)由x=gt2和t=得g===。【典例1】 用滴水法可以測定重力加速度的值,方法是:在自來水龍頭下面固定一擋板,如圖1所示,仔細調節水龍頭,使得前一個水滴滴在擋板A上的同時,下一個水滴剛好開始下落。首先量出水龍頭口離擋板的高度h,再用秒表計時,計時的方法是:當聽到某一水滴滴在擋板上的聲音的同時,開啟秒表開始計時,并數“1”,以后每聽到一滴水聲,依次數“2、3、4、…”,一直數到“n”時,按下秒表按鈕停止計時,讀出秒表的讀數T。(1)寫出用上述方法測量重力加速度g的表達式g=________。(2)某同學改變水龍頭口離擋板的高度h,測出多組數據,并且測出不同h所對應的水滴從水龍頭口到擋板所用的時間t,在圖2中描繪出圖像,則該圖像的斜率所表示的物理意義是________。[解析] (1)由實驗步驟可知,一滴水下落的時間t=,由自由落體運動的位移與時間的關系式h=gt2,可得g==。(2)根據h=gt2,則h-t2圖像的斜率k=g,即圖像的斜率所表示的物理意義是g。[答案] (1) (2)g【典例2】 小明同學在家自主開展實驗探究。用手機拍攝物體自由下落的視頻,得到分幀圖片,利用圖片中小球的位置來測量當地的重力加速度,實驗裝置如圖甲所示。(1)家中有乒乓球、小塑料球和小鋼球,其中最適合用作實驗中下落物體的是________。(2)下列主要操作步驟的正確順序是________(填寫各步驟前的序號)。①把刻度尺豎直固定在墻上②捏住小球,從刻度尺旁由靜止釋放③手機固定在三角架上,調整好手機鏡頭的位置④打開手機攝像功能,開始攝像(3)停止攝像,從視頻中截取三幀圖片,圖片中的小球和刻度如圖乙所示,已知所截取的圖片相鄰兩幀之間的時間間隔為 s,刻度尺的分度值是1 mm,由此測得重力加速度為________ m/s2(結果保留3位有效數字)。[解析] (1)為了使物體的運動盡可能地接近自由落體運動,應該盡量減小空氣阻力的影響,故下落物體應該選小鋼球。(2)實驗步驟要本著先安裝器材,再進行實驗的原則,具體步驟為①③④②。(3)刻度尺讀數時應讀球心對應的刻度,把題圖乙中三幅圖依次連接起來即為常見的紙帶問題,根據逐差法可得重力加速度為g= m/s2≈9.61 m/s2。[答案] (1)小鋼球 (2)①③④② (3)9.61(9.58~9.64均可)主題2 勻變速直線運動的四類非常規圖像1.由Δv=aΔt可知,a-t圖像中圖線與時間軸所圍面積表示速度變化量Δv,如圖甲所示。2.由x=v0t+at2可得=v0+at,由此知-t圖像的斜率為a,縱軸截距為v0,如圖乙所示。3.v2-x圖像:由=2ax可知v2=+2ax,圖像斜率為2a,縱截距為,如圖丙所示。4.a-x圖像:由=2ax可知a=,圖像與x軸所圍面積表示速度平方的變化量Δv2的一半,如圖丁所示。【典例3】 下列圖分別是甲、乙、丙、丁四個物體做直線運動的運動圖像,其中v表示速度、x表示位移、t表示時間、a表示加速度。則( )A.物體甲在0~1 s內的平均速度大小為2 m/sB.物體乙的加速度大小為2 m/s2,在0~1 m內的運動時間為1 sC.物體丙在0~1 s內的速度變化量大小為5 m/sD.物體丁的加速度為4 m/s2,在1 s末的速度大小為5 m/sB [v-t圖線與t軸圍成的面積表示位移,物體甲在0~1 s內位移x>×1×4 m=2 m,平均速度大小> m/s=2 m/s,故A錯誤;根據=2ax,得v2=+2ax,結合題圖乙有=4 m2/s2,2a=-4 m/s2,解得v0=2 m/s,a=-2 m/s2,所以運動時間t==1 s,故B正確;a-t圖線與t軸圍成的面積表示速度變化量,所以物體丙在0~1 s內的速度變化量大小為Δv=×(1+5)×1 m/s=3 m/s,故C錯誤;根據x=v0t+at2,可得=v0+at,結合題圖丁可知v0=1 m/s,=4 m/s2,所以a=8 m/s2,物體丁在1 s末的速度大小為v=v0+at1=9 m/s,故D錯誤。]章末綜合測評(二)一、選擇題(共10小題,1~7題為單選題,8~10題為多選題。)1.關于自由落體運動,下列說法正確的是( )A.加速度等于重力加速度的運動就是自由落體運動B.在自由落體運動過程中,不同質量的物體運動規律不同C.物體做自由落體運動的位移與時間成正比D.伽利略對自由落體運動的研究,開創了研究自然規律的科學方法,這就是把實驗和邏輯推理(包括數學演算)和諧地結合起來D [自由落體運動是初速度為零、加速度為g的勻加速直線運動,加速度等于重力加速度的運動不一定是自由落體運動,故A錯誤;自由落體運動是初速度為零、加速度為g的勻加速直線運動,加速度與質量無關,故在自由落體運動過程中,不同質量的物體速度變化的規律相同,故B錯誤;由公式h=可知,物體做自由落體運動的位移與時間的平方成正比,故C錯誤;伽利略對自由落體運動的研究,研究方法的核心是把實驗和邏輯推理(包括數學演算)和諧地結合起來,故D正確。]2.某同學操控無人機從地面起飛,沿豎直方向做直線運動。前5 s內的v-t圖像如圖所示,下列對無人機在此段時間內運動的描述正確的是( )A.無人機在1 s末到達最高點B.0~1 s無人機做勻速直線運動C.無人機在4 s末速度最小D.無人機上升的最大高度為6 mD [由題圖可知,無人機在0~3 s上升,3~5 s下降,則無人機在3 s末到達最高點,上升的最大高度為h=×4×3 m=6 m,故A錯誤,D正確;0~1 s無人機做勻加速直線運動,故B錯誤;t=3 s時,速度為零,此時最小,故C錯誤。]3.(人教版P53T6改編)如圖所示,小明用手指捏住直尺的頂端,直尺的最大刻度為10 cm,0刻度線在上方,小華用一只手在直尺下方做捏住直尺的準備。當看到小明放開直尺時,小華立即捏住直尺,已知重力加速度為g=10 m/s2。則( )A.小華捏住直尺的刻度值越大,直尺的下落位移越大B.小華捏住直尺的刻度值越小,小華的反應越慢C.小華捏住直尺的刻度值越大時,捏住前直尺的速度越大D.若小華要捏住直尺,則允許直尺下落的時間約為1.4 sB [由于直尺的0刻度線在上方,所以小華捏住直尺處刻度值越大,說明直尺下落的位移越小,A錯誤;結合A項分析和h=gt2可知,捏住直尺處刻度值越小,下落的位移越大,反應時間越長,反應越慢,B正確;根據自由落體運動規律v=gt,可知捏住直尺刻度值越大時,反應時間越短,捏住前直尺的速度越小,C錯誤;小華要捏住直尺,結合題意可知直尺下落的最大位移hm=10 cm,由hm=可得,允許直尺下落的時間tm≈0.14 s,D錯誤。]4.杭州亞運會首次在體育賽事中運用機器狗來運輸鐵餅。假設機器狗單次運輸鐵餅時做直線運動,距離是60 m,先由靜止做勻加速直線運動,達到最大速度后立即做勻減速直線運動,最后停止,用時共12 s,勻加速的加速度大小是勻減速的加速度大小的2倍。則在單次運輸鐵餅的運動過程中,以下說法正確的是( )A.勻加速的加速度大小為1.25 m/s2B.勻加速的時間是8 sC.最大速度是10 m/sD.全程的平均速度是10 m/sC [設勻加速直線運動時的加速度大小為a1,勻減速直線運動時的加速度大小為a2,勻加速直線運動的時間為t1,勻減速直線運動的時間為t2,由運動學公式x==60 m,t1+t2=12 s,a1t1=a2t2,a1=2a2,聯立可得a1=2.5 m/s2,a2=1.25 m/s2,t1=4 s,t2=8 s,最大速度為v=a1t1=2.5×4 m/s=10 m/s,故A、B錯誤,C正確;全程的平均速度為== m/s=5 m/s,故D錯誤。]5.一名雜技演員在鋼管的頂端進行表演,當他結束表演后,沿著豎直鋼管從頂端由靜止先勻加速再勻減速下滑,滑到地面時他的速度恰好為零。如果他加速時的加速度大小是減速時加速度大小的1.5倍,下滑的總時間為 5 s,那么該雜技演員加速過程所用的時間為( )A.1 s B.2 sC.3 s D.4 sB [加速時的加速度大小是減速時加速度大小的1.5倍,即a1=1.5a2,又從頂端由靜止先勻加速再勻減速下滑,滑到地面時他的速度恰好為零,可得出a1t1=a2t2,同時滿足t1+t2=5 s,聯立三式,解得t1=2 s,故選項B正確。]6.a同學和b同學在平直跑道上做直線運動,他們的位置x隨時間t的變化如圖所示,下列說法正確的是( )A.a同學和b同學整個過程中運動方向不變B.t1~t3時間內,a同學的平均速度等于b同學的平均速度C.0~t4時間內,a同學和b同學相遇三次D.a的運動軌跡為曲線,b的運動軌跡為直線B [在x-t圖像中,圖像的斜率表示物體運動的速度,故a同學的運動方向變了,故A錯誤;t1~t3時間內,a、b同學的初末位置相同,故通過的位移相同,由于運動的時間也相同,根據=可知a、b同學的平均速度相同,故B正確;t1、t3時刻a、b同學在同一個位置,則0~t4時間內,a同學和b同學相遇兩次,故C錯誤;在x-t圖像中都是直線運動,故D錯誤。]7.港珠澳大橋上的四段長度均為110 m的等跨鋼箱連續梁橋如圖所示,汽車從a處開始做勻減速直線運動,恰好行駛到e處停下。汽車通過ab段所用的時間為t1,汽車通過de段所用的時間為t2,則滿足( )A.1<<2 B.2<<3C.3<<4 D.4<<5C [將汽車的運動過程反向來看,可看作從e到a由靜止開始做勻加速運動,設加速度大小為a,每段梁跨長度為L,根據初速度為零的勻加速運動公式x=at2可得t2=,同理可得t1=tae-tbe=,所以有==2+,即3<<4,故選C。]8.中國高鐵向世界展示了中國速度。和諧號和復興號高鐵相繼從沈陽站點由靜止出發,沿同一方向做勻加速直線運動。兩車運動的速度—時間圖像如圖所示,下列說法正確的是( ) A.復興號追上和諧號前,t=70 s時兩車相距最遠B.復興號經過95 s加速達到最大速度C.t=140 s時,復興號追上和諧號D.復興號追上和諧號前,兩車最遠相距2 450 mBD [由v-t圖像可知,0≤t<140 s時,和諧號速度大于復興號,t>140 s時,和諧號速度小于復興號,故復興號追上和諧號前,t=140 s時兩車相距最遠,根據v-t圖像與橫軸圍成的面積表示位移,可知復興號追上和諧號前,兩車最遠相距Δx=×140×70 m-×(140-70)×70 m=2 450 m,故A、C錯誤,D正確;復興號的加速度為a== m/s2=1 m/s2,復興號加速達到最大速度所需的時間為t1== s=95 s,故B正確。]9.2024年全國蹦床冠軍賽暨巴黎奧運會選拔賽第三站19日落幕,代表天津隊出戰的奧運冠軍朱雪瑩技高一籌,獲得女子網上個人金牌。若某次比賽中,運動員以大小為v0的初速度豎直向上離開蹦床,重力加速度大小為g,若不計空氣阻力,運動員可視為質點,從離開蹦床算起,則下列說法正確的是( )A.運動員上升到最大高度所用的時間為B.運動員的速度大小減小到初速度的一半時所用的時間為C.運動員上升到最大高度一半時的速度大小為v0D.運動員上升的最大高度為AC [根據勻變速直線運動速度與時間關系式0=v0-gt,可得運動員上升到最大高度所用的時間為t=,故A正確;速度大小減為初速度的一半所用的時間可能為t2==,也可能為==,故B錯誤;設上升的最大高度為h,上升到最大高度一半時的速度為v,則根據勻變速直線運動速度與位移的關系式有==-2gh,聯合解得h=,v=v0,故C正確,D錯誤。]10.如圖所示的四幅圖分別為四個物體做直線運動的 v-t 圖像,下列說法正確的是( )A.甲圖中,物體在0~t0這段時間內的平均速度為B.乙圖中,物體的加速度大小為0.5 m/s2C.丙圖中,陰影面積表示t1~t2時間內物體的速度變化量D.丁圖中,t=3 s時物體的速度大小為25 m/sBCD [由v-t圖線與時間軸圍成的面積表示位移大小可知,題圖甲中物體在0~t0這段時間內的位移大于v0t0,則平均速度大于v0,故A錯誤;根據v2=2ax可知,題圖乙中2a=1 m/s2,解得a=0.5 m/s2,故B正確;根據Δv=at可知,題圖丙中陰影部分的面積表示t1~t2時間內物體的速度變化量,故C正確;由x=v0t+at2可得=v0+at,結合題圖丁可知a= m/s2=5 m/s2,即a=10 m/s2,把t=3 s,=10 m/s代入公式,可得v0==10 m/s-×10×3 m/s=-5 m/s,故t=3 s時,物體的速度為v3=v0+at=(-5+10×3) m/s=25 m/s,故D正確。]二、實驗題11.在“探究小車速度隨時間的變化規律”的實驗中:(1)下列操作正確的是______。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.應先釋放小車,后接通電源D.電火花計時器應使用低壓交流電源(2)某同學用如圖甲所示的裝置測定勻加速直線運動的加速度,打出的一條紙帶如圖乙所示,A、B、C、D、E為在紙帶上所選的計數點,相鄰計數點間的時間間隔為0.1 s。①打點計時器打下C點時小車的速度大小為________m/s。②由紙帶所示數據可算出小車的加速度大小為________m/s2。[解析] (1)在釋放小車前,小車要靠近打點計時器,從而增加有效點的個數,故A正確;打點計時器應放在長木板遠離滑輪的一端,這樣釋放小車后才有足夠的有效點,故B錯誤;應先接通電源,待打點穩定后再釋放小車,故C錯誤;電火花計時器應使用220 V的交流電源,電磁打點計時器才應使用低壓交流電源,故D錯誤。(2)①打C點時,小車的速度為B、D兩點之間的平均速度,vC== m/s=0.3 m/s②根據逐差法可得小車的加速度a==0.4 m/s2。[答案] (1)A (2)①0.3?、?.412.如圖甲所示為在氣墊導軌上研究勻變速直線運動的示意圖,滑塊上裝有寬度很小的遮光條,滑塊在鉤碼作用下先后通過兩光電門,用光電計時器記錄遮光條通過光電門1的時間Δt0及遮光條通過光電門2的時間Δt,用刻度尺測出兩個光電門之間的距離x。(1)要測出滑塊通過光電門的速度,需要測出________。A.遮光條的寬度d B.小車的長度l(2)實驗時,滑塊從光電門1的右側某處由靜止釋放,測得通過光電門1的時間Δt0,則遮光條經過光電門1時的速度v=________。(3)保持其他實驗條件不變,只調節光電門2的位置,滑塊每次都從同一位置由靜止釋放,記錄幾組兩光電門之間的距離x及對應遮光條經過光電門2的擋光時間Δt,作出-x圖像如圖乙所示,其斜率為k,則滑塊加速度的大小為a=________。(用k、d表達)[解析] (1)根據v=可知要測出滑塊通過光電門的速度,需要測出遮光條的寬度d。故選A。(2)實驗時,滑塊從光電門1的右側某處由靜止釋放,測得通過光電門1的時間Δt0,則遮光條經過光電門1時的速度v=。(3)滑塊在兩光電門間做勻加速直線運動,由速度—位移公式可得-v2=2ax整理可得=x+可知-x圖像的斜率為k=解得滑塊加速度的大小為a=。[答案] (1)A (2) (3)三、計算題13.(2024·廣西卷)如圖,輪滑訓練場沿直線等間距地擺放著若干個定位錐筒,錐筒間距d=0.9 m,某同學穿著輪滑鞋向右勻減速滑行。現測出他從1號錐筒運動到2號錐筒用時t1=0.4 s,從2號錐筒運動到3號錐筒用時t2=0.5 s。求該同學:(1)滑行的加速度大?。?br/>(2)最遠能經過幾號錐筒。[解析] (1)根據勻變速運動規律某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度可知,在1、2間中間時刻的速度為v1==2.25 m/s2、3間中間時刻的速度為v2==1.8 m/s故可得加速度大小為a===1 m/s2。(2)設到達1號錐筒時的速度為v0,根據勻變速直線運動規律得=d代入數值解得v0=2.45 m/s從1號開始到停止時通過的位移大小為x==3.00 125 m≈3.33d故可知最遠能經過4號錐筒。[答案] (1)1 m/s2 (2)414.某人駕駛汽車在平直公路上以72 km/h的速度勻速行駛,某時刻看到前方路上有障礙物,立即進行剎車,從看到障礙物到剎車后做勻減速運動停下,位移隨速度變化的關系如圖所示,圖像由一段平行于x軸的直線與一段曲線組成。求:(1)該人剎車的反應時間;(2)剎車的加速度大小及剎車的時間。[解析] (1)汽車在反應時間內做勻速直線運動,由題圖可知,反應時間內的位移為x1=12 m,速度為v=72 km/h=20 m/s,反應時間為t1== s=0.6 s。(2)開始剎車時,速度v=20 m/s,剎車過程的位移大小為x2=(37-12) m=25 m,則有v2=2ax2可得剎車時加速度大小為a== m/s2=8 m/s2根據速度與時間關系知,剎車的時間為t2== s=2.5 s。[答案] (1)0.6 s (2)8 m/s2 2.5 s15.某次足球比賽中,攻方使用“邊路突破,下底傳中”的戰術。如圖所示,足球場長90 m、寬60 m。前鋒甲在中線處將足球沿邊線向前踢出,足球的運動可視為在地面上做勻減速直線運動,其初速度v0=12 m/s,加速度大小a0=2 m/s2。(1)甲踢出足球的同時沿邊線向前追趕足球,設他做初速度為零、加速度a1=2 m/s2的勻加速直線運動,能達到的最大速度vm=8 m/s。求他追上足球的最短時間。(2)若甲追上足球的瞬間將足球以某速度v沿邊線向前踢出,足球仍以a0在地面上做勻減速直線運動;同時,甲的速度瞬間變為v1=6 m/s,緊接著他做勻速直線運動向前追趕足球,恰能在底線處追上足球傳中,求v的大小。[解析] (1)已知甲的加速度為a1=2 m/s2最大速度為vm=8 m/s足球停止運動的時間為t1==6 s位移為x0==36 m甲做勻加速運動達到最大速度的時間和位移分別為t2== s=4 sx1=t2=×4 m=16 m之后甲做勻速直線運動,到足球停止運動時,甲運動的位移x2=vm(t1-t2)=8×2 m=16 m由于x1+x2聯立解得t3=0.5 s甲追上足球的最短時間t=t1+t3=6.5 s。(2)足球距底線的距離x3=45 m-x0=9 m設甲從第一次追上足球到運動到底線的時間為t4,則x3=v1t4足球在t4時間內發生的位移x3=聯立解得v=7.5 m/s。[答案] (1)6.5 s (2)7.5 m/s15/15主題1 測量重力加速度方法的拓展1.頻閃照相法頻閃照相機可以間隔相等的時間拍攝一次,利用頻閃照相機可追蹤記錄做自由落體運動的物體在各個時刻的位置,根據Δx是否為恒量,可判斷自由落體運動是否為勻變速直線運動。并且可以根據勻變速運動的推論Δx=gT2求出重力加速度g=。也可以根據v==求出物體在某一時刻的速度,再由v=v0+gt,可求出重力加速度g。2.滴水法(1)讓水滴落到墊起來的盤子上,可以清晰地聽到水滴碰盤子的聲音。小心調整水龍頭的閥門,使第一個水滴碰到盤子聽到響聲的瞬間,觀察到第二個水滴正好從水龍頭滴水處開始下落。(2)聽到某個響聲時開始計時,并數0,以后每聽到一次響聲,順次加1,直到數到N,停止計時,秒表上時間的讀數是T。(3)用米尺量出水龍頭滴水處到盤子的距離為x。(4)由x=gt2和t=得g===。【典例1】 用滴水法可以測定重力加速度的值,方法是:在自來水龍頭下面固定一擋板,如圖1所示,仔細調節水龍頭,使得前一個水滴滴在擋板A上的同時,下一個水滴剛好開始下落。首先量出水龍頭口離擋板的高度h,再用秒表計時,計時的方法是:當聽到某一水滴滴在擋板上的聲音的同時,開啟秒表開始計時,并數“1”,以后每聽到一滴水聲,依次數“2、3、4、…”,一直數到“n”時,按下秒表按鈕停止計時,讀出秒表的讀數T。(1)寫出用上述方法測量重力加速度g的表達式g=________。(2)某同學改變水龍頭口離擋板的高度h,測出多組數據,并且測出不同h所對應的水滴從水龍頭口到擋板所用的時間t,在圖2中描繪出圖像,則該圖像的斜率所表示的物理意義是________。[聽課記錄] 【典例2】 小明同學在家自主開展實驗探究。用手機拍攝物體自由下落的視頻,得到分幀圖片,利用圖片中小球的位置來測量當地的重力加速度,實驗裝置如圖甲所示。(1)家中有乒乓球、小塑料球和小鋼球,其中最適合用作實驗中下落物體的是________。(2)下列主要操作步驟的正確順序是________(填寫各步驟前的序號)。①把刻度尺豎直固定在墻上②捏住小球,從刻度尺旁由靜止釋放③手機固定在三角架上,調整好手機鏡頭的位置④打開手機攝像功能,開始攝像(3)停止攝像,從視頻中截取三幀圖片,圖片中的小球和刻度如圖乙所示,已知所截取的圖片相鄰兩幀之間的時間間隔為 s,刻度尺的分度值是1 mm,由此測得重力加速度為________ m/s2(結果保留3位有效數字)。[聽課記錄] 主題2 勻變速直線運動的四類非常規圖像1.由Δv=aΔt可知,a-t圖像中圖線與時間軸所圍面積表示速度變化量Δv,如圖甲所示。2.由x=v0t+at2可得=v0+at,由此知-t圖像的斜率為a,縱軸截距為v0,如圖乙所示。3.v2-x圖像:由=2ax可知v2=+2ax,圖像斜率為2a,縱截距為,如圖丙所示。4.a-x圖像:由=2ax可知a=,圖像與x軸所圍面積表示速度平方的變化量Δv2的一半,如圖丁所示。【典例3】 下列圖分別是甲、乙、丙、丁四個物體做直線運動的運動圖像,其中v表示速度、x表示位移、t表示時間、a表示加速度。則( )A.物體甲在0~1 s內的平均速度大小為2 m/sB.物體乙的加速度大小為2 m/s2,在0~1 m內的運動時間為1 sC.物體丙在0~1 s內的速度變化量大小為5 m/sD.物體丁的加速度為4 m/s2,在1 s末的速度大小為5 m/s[聽課記錄] 4/4 展開更多...... 收起↑ 資源列表 15 第二章 章末綜合提升 (學生版).docx 15 第二章 章末綜合提升.docx 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫