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时间:2019-09-04
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1、快怎课堂学物理-高屮物理必修1-多余老师趣讲“匀变速直线运动”一、本单元概述宙于上一-单元“运动的描述”,进行了了概念准备,所以本单元没有新概念的出现。就是通过对匀变速直线运动的研究,加深对概念的理解和运用。上一次说过:研究运动的核心物理量是加速度,速度是重要物理量,参考系提供空间,时间和空间是描述运动的基本物理量,质点就是描述时使用的主语。为什么说加速度是核心,而速度只是重要呢?因为速度的大小是相对的,因参照系的不同,速度的大小可以相应改变,即运动可以变为相对静止。而加速度的大小是绝对的,只与自己的速度改变情况有关,与参照系无关。所以,根据
2、速度的方向和加速度的方向、大小,可将运动进行分类:1、速度的方向不变,加速度为0,称为匀速直线运动。2、速度的方向不变、加速度的大小不变,称为匀变速直线运动。A当加速度为正时,称为匀加速直线运动;B当加速度为负时,称为匀减速直线运动。3、速度的方向不变、加速度的大小改变,称为非匀变速直线运动。4、加速度的方向指向一个定点、大小不变时,称为匀速圆周运动。5、加速度的方向与初速度不同、但方向不变、大小不变,常见有平抛运动、上抛运动。还有更多更复杂的运动,就不再列举了。匀速直线运动,是最简单的运动,也是最理想的运动模型,在初中物理中已经研究过了。现
3、在要研究匀变速直线运动,与匀速直线运动不同的,就是加速度不为0,大小仍然不变。物理的研究都是按照一定的顺序进行,由简单而复杂。所以,我们在学习和解题时,都要养成按顺序进行的习惯。加速度和速度的概念,都是用数学语言来说明的。所以,在运动的研究过程中,要特别注重数学的使用。1、分析时,要善于使用解析思想,灵活运用v・t图像,2、解题时,要善于把运动问题看成数学问题來解决。3、当然,在运动数学方法的同时,不要忘了物理意义。开始在物理,结束在物理,过程在数学。你如果深刻理解了,数学在物理中的重要作用。可以说,在本单元,一个图像,就可以搞定所有问题.二
4、、幵始在物理由物理实验得出,匀加速直线运动的v-t图像。测量物理量时,只能直接测量基本物理量,所以,在研究物体运动情况吋,只能测量时间和位移、路程。测量时,错误是可以避免的,但误差是肯定存在的。为了避免错误、减小误差,就要:1、合理设计测量方案;2、正确使用测量仪器;3、准确进行测量操作计时器是可以同时测量时间和位移、路程的测量仪器设备。对于计时器的学习,就要注意掌握好:1、仪器设备的构造、工作原理。2、不同类型仪器设备的异同。3、使用的步骤,及使用时的注意事项。三、过程在数学对实验得出的,匀变速直线运动的v・t图像,进行数学分析。匀变速运动
5、的图像是一条倾斜的直线,因此V随I变化的函数关系式,符合一次函数v=kt+b。由此得出:1、b即物体的初速度Vo,k即物体的加速度a。得出速度的计算式v=at+v0o2、v与t成“线性关系”,速度随时间均匀变化。3、速度、初速度、加速度都是矢量,由于是直线运动,矢量的方向可由来代表,这样,就能使匀加速直线运动的所有矢量计算,使用实数的运算法则。在上一讲中,己经说过,X图像中,图像与t轴所围图形面积的大小,即位移的大小。由此可得出,匀变速直线运动的位移大小的计算公式:1、所围图形是一个梯形,由梯形面积公式可得,x=(v0+vt)t/2o此式的优
6、点是:没有加速度。2、把梯形用过vO与t轴平行的直线,分割成一个矩形和一个三角形。由矩形面积公式和三角形面积公式可得,x二Vot+a『/2。此式的优点是:没有末速度。在初速度、加速度,已知的情况下,此式可看成,匀变速直线运动x随t变化的函数关系式。3、由上可知,匀变速直线运动的x・t图像,是一个二次函数图像,即抛物线。4、过图像的中点作t轴的平行线,可把梯形变成一个矩形,则此中点的速度大小就是平均速度的大小,即x=v¥to5、由上可得出匀变速直线运动平均速度的计算式,"二(v0+vt)/2o(线段的中点坐标公式)在位移的计算中,发现一个没有加
7、速度、一个没有末速度,那么可不可以没有时间呢?用方程组进行消元。解方程组:v(=at+v()(1)x=(vo+vt)t/2(2)(即速度与位移计算式联立)由(1)得匸(vt-v0)/a由(2)得t=2x/(vt+vo)即(W-VO)/a=2x/(Vi+v°)得(vt+vo)(vt-vo)=2ax即vt2-v02=2ax这就得到了,位移与速度、加速度的计算关系式。搞出儿个主耍计算式后,我们再继续玩数学游戏。在匀变速直线运动v・t图像的t轴上,从0点开始,収相等间隔的点,表示连续相等的时间段。过这些点分別做t轴的垂线。这时,表示位移的图形区域,被
8、分割成了一个个梯形。这时,每个连续t点对应的v点,成等差数列(数列在高一下学期学习,但从小学开始我们就已经使用了)。相邻两点的速度差都相等,即厶v=ato(直角三角
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