高中物理必修一 第二章　章末素养提升学案学案

章末素养提升物理观念匀变速直线运动特点：加速度；v－t图像是一条_______匀变速直线运动的基本公式(1)速度与时间的关系式v＝________(2)位移与时间的关系式x＝_________自由落体运动(1)条件：只受作用由下落(2)重力加速度：g＝m/s2，方向，地球上不同位置g值可能不同(3)h＝gt2，v＝____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大小图像法利用v－t图像分析并解决生产和生活中有关实际问题，例如追及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－v02＝______(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，能与他人合作例1　公路上行驶的汽车，司机从发现前方异常情况到紧急刹车，汽车仍将前进一段距离才能停下来。要保持安全，这段距离内不能有车辆和行人，因此把它称为安全距离。通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1s(这段时间汽车仍保持原速)。晴天汽车在干燥的路面上以108km/h的速度行驶时，得到的安全距离为120m。设雨天汽车刹车时的加速度为晴天时的，若要求安全距离仍为120m，求汽车在雨天安全行驶的最大速度。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例2　ETC是电子不停车收费系统的简称，如图，汽车以15m/s的速度行驶，如果过人工收费通道，需要在收费站中心线处减速至0，经过20s缴费后，再加速至15m/s行驶；如果过ETC通道，需要在中心线前方10m处减速至5m/s，匀速到达中心线后，再加速至15m/s行驶。设汽车加速和减速的加速度大小均为1m/s2。(1)汽车过人工收费通道，从收费前减速开始，到收费后加速结束，总共通过的路程和所需的时间是多少？(2)如果过ETC通道，汽车通过第(1)问路程所需要的时间是多少？汽车通过ETC通道比人工收费通道节约多长时间？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 例3　火车甲以v1＝288km/h的速度匀速行驶，司机突然发现前方同轨道上相距s＝0.5km处有一列火车乙正沿同方向以v2＝144km/h的速度做匀速运动，司机立即以大小为a的加速度紧急刹车，要使甲、乙不相撞，a应满足什么条件？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例4　(2023·北京市海淀区高一期末)如图所示是同一平直公路上同向行驶的甲、乙两汽车的v－t图像，t＝1.5t0时两车恰好并排行驶，则(　　)A．t＝0时刻，甲在乙前方v0t0处B．t＝0.5t0时刻，甲在乙的前方C．t＝t0时刻，乙在甲前方v0t0处D．t＝3t0时刻，两车再次并排行驶追及相遇问题的常用分析方法物理分析法抓住“两物体能否同时到达同一位置”这一关键，认真审题，挖掘题中的隐含条件，建立物体运动关系的情景，并画出运动情况示意图，找出位移关系图像法将两者的v－t图像画在同一坐标系中，然后利用图像分析求解数学分析法设从开始到相遇的时间为t，根据条件列位移关系方程，得到关于t的一元二次方程，用判别式进行讨论。若Δ＞0，即有两个解，说明可以相遇两次；若Δ＝0，说明刚好追上或相遇；若Δ<0，说明追不上或不能相碰例5　某质点做直线运动，现以出发点为坐标原点，以运动方向为x轴正方向，质点运动的v2－x图像如图所示。则(　　) A．质点的初速度为0B．质点做变加速直线运动C．质点做匀加速直线运动，且加速度大小为4m/s2D．质点从x＝1m坐标处运动到x＝2m坐标处所用的时间为s例6　(多选)一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其－t的图像如图所示，则(　　)A．质点做匀速直线运动，速度为0.5m/sB．质点做匀加速直线运动，加速度为0.5m/s2C．质点在2s末的速度为2.5m/sD．质点在第2s内的位移为2m对于非常规运动图像，可由运动学公式推导出两个物理量间的函数关系，来分析图像的斜率、截距、面积的含义。1．函数法解决－t图像由x＝v0t＋at2可得＝v0＋at，截距b为初速度v0，图像的斜率k为a，如图甲所示。2．函数法解决v2－x图像由v2－v02＝2ax可知v2＝v02＋2ax，截距b为v02，图像斜率k为2a，如图乙所示。3．其他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－v02＝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