2019_20学年高中物理第二章习题课匀变速直线运动规律的综合应用课件新人教版必修.pptx

习题课:匀变速直线运动规律的综合应用,探究一,探究二,随堂检测,追及和相遇问题 情景导引 如图,由静止做匀加速运动的汽车追赶前面匀速运动的自行车,请思考:(1)当汽车的速度小于自行车速度时,它们间的距离如何变化?(2)当汽车的速度大于自行车速度时,它们间的距离如何变化? (3)在汽车追上自行车前,什么时候它们间的距离最大? 要点提示(1)汽车的速度小于自行车速度时,它们间的距离增大。(2)汽车的速度大于自行车速度时,它们间的距离减小。(3)在汽车追上自行车前,当汽车的速度等于自行车速度时,它们间的距离最大。,探究一,探究二,随堂检测,知识归纳 追及相遇问题的解题策略 两物体在同一直线上运动,它们之间的距离发生变化时,可能出现最大距离、最小距离或者是距离为零的情况,这类问题称为追及和相遇问题,讨论追及和相遇问题的实质是两物体能否在同一时刻到达同一位置。 一、要抓住一个条件、两个关系。 1.一个条件:速度相等。这是两物体是否追上(或相撞)、距离最大、距离最小的临界点,是解题的切入点。 (1)速度大者减速(如匀减速直线运动)追速度小者(如匀速直线运动):,探究一,探究二,随堂检测,若两者速度相等时,追者仍未追上被追者,则永远追不上,此时两者间有最小距离。 若速度相等时,两者在同一位置,则刚好追上,这是两者避免碰撞的临界条件。 若追者追上被追者时,追者速度大于被追者的速度,两者还能再次相遇。 (2)速度小者加速(如初速度为零的匀加速直线运动)追速度大者(如匀速直线运动): 当两者速度相等时,两者间有最大距离。 2.两个关系:时间关系和位移关系。通过画示意图找出两物体位移之间的数量关系,是解题的突破口。,探究一,探究二,随堂检测,二、解题思路,探究一,探究二,随堂检测,典例剖析 例1平直公路上有甲、乙两辆汽车,甲以0.5 m/s2的加速度由静止开始行驶,乙在甲的前方200 m处以5 m/s的速度做同方向的匀速运动,问: (1)甲何时追上乙?甲追上乙时的速度为多大?此时甲离出发点多远? (2)在追赶过程中,甲、乙之间何时有最大距离?这个距离为多少? 点拨画出示意图,如图所示,甲追上乙时,x甲=x0+x乙,且t甲=t乙(追及条件),根据匀变速直线运动、匀速直线运动的位移公式列出方程,即能解得正确的结果。,探究一,探究二,随堂检测,探究一,探究二,随堂检测,答案(1)40 s 20 m/s 400 m (2)10 s 225 m,探究一,探究二,随堂检测,规律方法追及和相遇问题的常用解决方法 1.物理分析方法:通过对物理情景和物理过程的分析,找到临界状态和临界条件,构建时间关系、速度关系、位移关系三个方程求解。 2.数学极值法:由于匀变速运动的位移表达式是时间t的一元二次方程,我们可利用判别式进行讨论:在追及问题的位移关系式中,(1)若0,即有两个解并且两个解都符合题意,说明相遇两次;(2)若=0有一个解,说明刚好追上或相遇;(3)若0无解,说明不能够追上或相遇。 3.图象法:当两物体速度相等时,比较图象的面积差(即两物体的位移差)与两物体初始距离的关系,可以快速求解问题。,探究一,探究二,随堂检测,变式训练1自行车和汽车同时驶过平直公路上的同一地点,此后其运动的v-t图象如图所示,自行车在t=50 s时追上汽车,则 ( ) A.汽车的位移为100 m B.汽车的运动时间为20 s C.汽车的加速度大小为0.25 m/s2 D.汽车停止运动时,两者间距最大,答案C,探究一,探究二,随堂检测,两种运动图象的问题 情景导引 两形状完全相同的v-t和x-t图象,试说明两图象表述的运动有什么区别? 要点提示两个图象表示的运动都可以分三段不同的运动。甲:物体做初速度为零的匀加速直线运动,然后做匀速直线运动,最后一段做减速直线运动,直到速度为零,第1段运动的加速度大于第3段运动的加速度。乙:物体从坐标原点开始做匀速直线运动,然后静止,最后一段做反向匀速直线运动,回到坐标原点,第1段运动的速度大于第3段运动的速度。,探究一,探究二,随堂检测,知识归纳 x-t图、v-t图上的“点、斜率、面积、形状”的区别,探究一,探究二,随堂检测,典例剖析 例2某质点运动的v-t图象如图甲所示,根据其运动情况在图乙中画出对应的x-t图象(设质点从坐标原点开始运动)。,解析汽车在02 s内以v1=2 m/s做匀速直线运动,通过的位移为:x1=v1t1=22 m=4 m; 汽车在24 s内以v2=-2 m/s做匀速直线运动,通过的位移为:x2=-v2t2=22 m=-4 m;,探究一,探究二,随堂检测,汽车在45 s内以v3=1 m/s做匀速直线运动,通过的位移为:x3=v3t3=11 m=1 m 故汽车在5 s内的位移为:x=x1+x2+x3=4 m-4 m+1 m=1 m x-t图象的斜率等于速度,分段作出x-t图象即可。 答案,探究一,探究二,随堂检测,例3(多选)t=0时,甲、乙两汽车从相距70 km的两地开始相向行驶,它们的v-t图象如图所示。忽略汽车掉头所需时间。下列对汽车运动状况的描述正确的是 ( ) A.在第1 h末,乙车改变运动方向 B.在第2 h末,甲、乙两车相距10 km C.在前4 h内,乙车运动加速度的大小总比甲车的大 D.在第4 h末,甲、乙两车相遇,探究一,探究二,随堂检测,探究一,探究二,随堂检测,答案BC 规律方法在明确图象的点、斜率、面积等物理意义的基础上,结合运动示意图,是解决较复杂图象问题的关键。,探究一,探究二,随堂检测,变式训练2(多选)在如图所示的位移时间(x-t)图象和速度时间(v-t)图象中,给出的四条图线甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况,则下列说法正确的是( ) A.t1时刻,乙车追上甲车 B.0t1时间内,甲、乙两车的平均速度相等 C.丙、丁两车在t2时刻相遇 D.0t2时间内,丙、丁两车的平均速度相等,探究一,探究二,随堂检测,解析它们由同一地点向同一方向运动,在t1时刻前,甲的位移大于乙的位移,在t1时刻甲、乙位移相等,则A正确;在t1时刻两车的位移相等,由 ,甲、乙两车在0t1时间内的平均速度相等,B正确;由v-t图象与时间轴围成的面积表示位移可知:丙、丁两车在t2时刻对应v-t图线的面积不相等,即位移不相等,C错误;0t2时间内,丁的位移大于丙的位移,时间相等,平均速度等于位移除以时间,所以丁的平均速度大于丙的平均速度,故D错误。 答案AB,探究一,探究二,随堂检测,1.一物体在某点从静止开始做匀加速直线运动,其中物体运动的位移为x、加速度为a、速度为v、运动时间为t,则下列图象一定错误的是( ),解析加速度a恒定不变,D图错误;v=att,A图正确;x= t2,B图正确;v2=2axx,C图正确。 答案D,探究一,探究二,随堂检测,2.如图所示,表示一质点在6 s内的x-t图象,试据此分析质点的运动情况并画出它的v-t图象。,探究一,探究二,随堂检测,质点的运动情况:02 s内做匀速直线运动,速度大小为3 m/s,2 s末离开出发点6 m;24 s内物体静止于离出发点6 m处;45 s内质点反方向做匀速直线运动,速度大小为6 m/s,5 s末回到出发点,56 s质点继续以6 m/s的速度反方向做匀速直线运动,6 s末位移为-6 m。v-t图象如图所示。 答案见解析,探究一,探究二,随堂检测,3.(多选)甲、乙两物体在同一条直线上运动,初位置相同,它们的v-t图象如图所示,关于该v-t图象,下列说法正确的是 ( ) A.在02 s内,甲物体的平均速度是2 m/s B.在t=4 s时,甲和乙相遇,且此时乙的位移是8 m C.在26 s内,甲和乙的位移相同 D.若乙的加速度保持不变,则一定能追上甲,在t=4 s时,它们之间的距离为乙追上甲前的最大距