高考物理一轮总复习专题《匀变速直线运动的规律》.ppt

第2讲 匀变速直线运动的规律,【考纲解读】1.掌握匀变速直线运动及其公式、图象；2.掌握并能应用匀变速直线运动的推论以及比例关系式；3.掌握自由落体运动和竖直上抛运动,一、匀变速直线运动的基本规律 1速度时间公式：_. 2位移时间公式：_. 3位移速度公式：_.,考点O 讲堂梳理自查,vv0at,aT2,3初速度为零的匀加速直线运动比例式 (1)1T末，2T末的瞬时速度之比为 v1v2v3vn_. (2)1T内，2T内的位移之比为 x1x2x3xn_. (3)第一个T内，第二个T内的位移之比为 xxxxN_. (4)通过连续相等的位移所用时间之比为 t1t2t3tn_.,123n 12232n2 135(2N1),三、自由落体运动规律 1概念：物体只在重力作用下从_开始下落的运动 2运动特点 (1)初速度为_ (2)加速度大小等于g，且加速度的方向_ 3运动规律 (1)速度公式：v_. (2)位移公式：h_. (3)速度位移关系式：v2_.,静止,零,竖直向下,gt,2gh,四、竖直上抛运动规律 1定义：将物体以一定的初速度_抛出，物体只在_作用下的运动 2特点：上升过程是加速度为g的_直线运动；下落过程是_运动,竖直向上,重力,匀减速,自由落体,3规律 (1)速度公式：v_. (2)位移公式：h_. (3)速度位移关系式： _2gh. (4)上升的最大高度：h_. (5)上升到最大高度用时：t_.,v0gt,1对匀变速直线运动基本规律的考查(2017届江西赣州检测)以24 m/s的速度行驶的汽车，紧急刹车后做匀减速直线运动，其加速度大小为6 m/s2，则刹车后( ) A汽车在第1 s内的平均速度为24 m/s B汽车在第1 s内的平均速度为12 m/s C汽车在前2 s内的位移为36 m D汽车在前5 s内的位移为45 m 【答案】C,2对匀变速直线运动推论的考查(2017年山东潍坊检测)一人从雪坡上匀加速下滑，他依次通过a、b、c三个标志旗，已知ab6 m，bc10 m，这人通过ab和bc所用时间都等于2 s，则这人过a、b、c三个标志旗的速度分别是( ) Ava1 m/s，vb4 m/s，vc7 m/s Bva2 m/s，vb4 m/s，vc6 m/s Cva3 m/s，vb4 m/s，vc5 m/s Dva3 m/s，vb5 m/s，vc7 m/s 【答案】B,3对自由落体运动规律的考查(多选)(2017年安徽马鞍山检测)从塔顶自由下落一石块，它在着地前的最后1 s内的位移是30 m(g10 m/s2)，则( ) A石块落地时速度是30 m/s B石块落地时速度是35 m/s C石块下落所用的时间是3 s D石块下落所用的时间是3.5 s 【答案】BD,4对竖直上抛运动规律的考查(2017届湖北恩施检测)某同学观看跳台跳水比赛，一跳水运动员在离水面10 m高的平台向上跃起，该同学估测运动员跃起离平台的最大高度约为0.2 m假设运动员做竖直上抛运动，则该运动员在空中完成动作的时间大约为( ) A1.2 s B1.4 s C1.6 s D2.0 s 【答案】C,考点1 匀变速直线运动的基本规律,3两类特殊的匀减速直线运动 (1)刹车类问题：指匀减速到速度为零后即停止运动，加速度a突然消失，求解时要注意确定其实际运动时间如果问题涉及最后阶段(到停止运动)的运动，可把该阶段看成反向的初速度为零、加速度不变的匀加速直线运动 (2)双向可逆类：如沿光滑斜面上滑的小球，到最高点后仍能以原加速度匀加速下滑，全过程加速度大小、方向均不变，故求解时可对全过程列式，但必须注意x，v，a等矢量的正负号及物理意义,例1 近期，天气变化频繁，给道路交通安全带来了不利影响的情况，汽车正以10 m/s 的速度在平直公路上行驶，发现正前方有一辆自行车以4 m/s 的速度做同方向的匀速运动，汽车应在距离自行车多远时关闭油门，做加速度为6 m/s2 的匀减速运动，汽车才不致撞上自行车？ 【答案】3 m 【解析】设汽车应在距离自行车s时关闭油门，当两者速度相等时距离最近，若此刻不相撞，之后便不会相撞设经时间t两者速度相等，则有 v1atv2 得t1 s,思路剖析：(1)汽车与自行车什么时刻距离最近？(2)汽车不致撞上自行车的前提条件是什么？,练1 (2017届湖南永州检测)接连发生的马航MH370失事和台湾复兴航空客机的坠毁，使人们更加关注飞机的安全问题假设飞机从静止开始做匀加速直线运动，经时间t028 s，在速度达到v070 m/s时驾驶员对发动机的运行状态进行判断，在速度达到v177 m/s时必须作出决断，可以中断起飞或继续起飞；若速度超过v280 m/s就必须起飞，否则会滑出跑道已知从开始到离开地面的过程中，飞机的加速度保持不变 (1)求正常情况下驾驶员从判断发动机运行状态到作出决断终止起飞的最长时间； (2)若在速度达到v2时，由于意外必须停止起飞，飞机立即以4 m/s2的加速度做匀减速运动，要让飞机安全停下来，求跑道的最小长度 【答案】(1)2.8 s (2)2 080 m,两类特殊的匀减速直线运动 1刹车类问题：指匀减速到速度为零后即停止运动，加速度a突然消失，求解时要注意确定其实际运动时间如果问题涉及最后阶段(到停止运动)的运动，可把该阶段看成反向的初速度为零、加速度不变的匀加速直线运动 2双向可逆类：如沿光滑斜面上滑的小球，到最高点后仍能以原加速度匀加速下滑，全过程加速度大小、方向均不变，故求解时可对全过程列式，但必须注意x、v、a等矢量的正负号及物理意义,考点2 解匀变速直线运动的常用方法,例2 (2017届湖南长郡月考)有一质点在连续12 s内做匀加速直线运动，在第一个4 s内位移为24 m，在最后4 s内位移为56 m，求质点的加速度大小 【答案】1 m/s2,练2 (2017届山东临沂检测)甲车以10 m/s的速度在平直的公路上匀速行驶，乙车以4 m/s的速度与甲车平行同向做匀速直线运动，甲车经过乙车旁边时开始以0.5 m/s2的加速度刹车，从甲车刹车开始计时，求： (1)乙车在追上甲车前，两车相距的最大距离； (2)乙车追上甲车所用的时间 【答案】(1)36 m (2)25 s,一道题可能有多种不同的解题方法，但采用不同的方法，繁简程度不同，因此在处理问题时，要分析题目特点，判断利用哪种方法更合适,多运动阶段问题的分析的注意点 1准确选取研究对象，根据题意画出物体在各阶段的运动示意图，直观呈现物体的运动过程 2明确物体在各阶段的运动性质，找出题目给定的已知量、待求未知量以及中间量,考点3 多阶段匀变速直线运动问题,3合理选择运动学公式，列出物体在各阶段的运动方程，同时列出物体各阶段间的关联方程 4匀变速直线运动涉及的公式较多，各公式相互联系，大多数题目可一题多解，解题时要开阔思路，通过分析、对比，根据已知条件和题目特点适当地拆分、组合运动过程，选取最简捷的解题方法,例3 甲、乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动，加速度方向一直不变在第一段时间间隔内，两辆汽车的加速度大小不变，汽车乙的加速度大小是甲的两倍；在接下来的相同时间间隔内，汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍，汽车乙的加速度大小减小为原来的一半求甲、乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比 思路剖析：(1)每辆汽车在整个运动过程中加速度都发生了改变，要采取分段分析还是整段分析？(2)分段处什么物理量是连接两段的桥梁？,练3 (2017年河北定州检测)近几年，国家取消了7座及以下小车在法定长假期间的高速公路收费，给自驾出行带来了很大的实惠，但车辆的增多也给道路的畅通增加了压力，因此交管部门规定，上述车辆通过收费站口时，在专用车道上可以不停车拿(交)卡而直接减速通过若某车减速前的速度为v072 km/h，靠近站口时以大小为a15 m/s2的加速度匀减速，通过收费站口时的速度为vt28.8 km/h，然后立即以a24 m/s2的加速度加速至原来的速度(假设收费站的前、后都是平直大道)试问：,(1)该车驾驶员应在距收费站口多远处开始减速？ (2)该车从减速开始到最终恢复到原来速度的过程中，运动的时间是多少？ (3)在(1)(2)问题中，该车因减速和加速过站而耽误的时间为多少？ 【答案】(1)33.6 m (2)5.4 s (3)1.62 s,如果研究的物体的运动过程涉及多个阶段，就要分段分析，弄清物体在各阶段的运动情况，在分析物体由一段运动转变为另一段时，要注意各阶段运动之间物理量的联系要特别注意各段转折点处的速度是前后阶段的衔接点，这往往是解题的关键,考点4 自由落体运动规律,例4 (2016年湖北名校联考)如图所示，木杆长5 m，上端固定在某一点，由静止放开后让它自由落下(不计空气阻力)，木杆通过悬点正下方20 m处圆筒AB，圆筒AB长为5 m，求： (1)木杆经过圆筒的上端A所用的时间t1是多少？ (2)木杆通过圆筒AB所用的时间t2是多少？(取g10 m/s2),思路剖析：(1)从木杆下端平齐圆筒的上端A到木杆上端平齐圆筒的上端A所用的时间t1如何计算？(2)从木杆下端平齐圆筒的上端A到木杆上端平齐圆筒的下端B所用的时间t2如何计算？,【答案】BC,1在例题中计算杆通过圆筒的时间时，既不能将杆视为质点，又不能将圆筒视为质点，此时要注意确定杆通过圆筒的开始和终止时刻之间所对应的下落高度 2应用自由落体运动的规律时，应先确定研究对象，选定研究过程，明确物体的运动情况，结合自由落体运动规律进行求解,考点5 竖直上抛运动规律,(2)速度的对称性 物体上抛时的初速度与物体又落回原抛出点时的速度大小相等、方向相反 物体在上升阶段和下降阶段经过同一个位置时的速度大小相等、方向相反 (3)能量的对称性 竖直上抛运动物体在上升和下降过程中经过同一位置时的动能、重力势能及机械能分别相等 2竖直上抛运动的多解性：当物体经过抛出点上方某个位置时，可能处于上升阶段，也可能处于下降阶段，造成双解，在解决问题时要注意这个特点,例5 (2017届大庆模拟)某校一课外活动小组自制一枚火箭，设火箭从水平地面发射后，始终在垂直于地面的方向上运动火箭点火后可认为做匀加速直线运动，经过4 s到达离地面40 m高处时燃料恰好用完，若不计空气阻力，取g10 m/s2，求： (1)燃料恰好用完时火箭的速度大小； (2)火箭上升离地面的最大高度； (3)火箭从发射到残骸落回地面过程的总时间,练5 (2017届广东潮州检测)小球每隔0.2 s从同一高度抛出，做初速为6 m/s的竖直上抛运动，设它们在空中不相碰第一个小球在抛出点以上能遇到的小球数为(取g10 m/s2)( ) A3个 B4个 C5个 D6个 【答案】C,(2)当h0时，表示物体刚抛出或抛出后落回原处此时t有两解：一解为零，表示刚要上抛这一时刻，另一解表示上抛后又落回抛出点所用的时间. (3)当h0时，表示物体抛出后落回抛出点后继续下落到抛出点下方的某一位置此时t有两解：一解为正值，表示物体落到抛出点下方某处所用时间；另一解为负值，应舍去,1物理思想概述 很多抽象问题无从下手，没有思路方法解决这些问题中有的是题目情景叙述烦琐，题设条件隐蔽，用一般思路方法无法直接解决；有的题设条件与未知结论或已知结果与待求条件间无法轻易建立起一种逻辑思维关系(因果关系) 此时可以借助于图文转换、图图转换、研究对象的转换等，将抽象问题进行简单化处理.,微课堂 转换法求多个物体的运动,2物理思想应用 在涉及多体问题和不能视为质点的研究对象问题时，应用“转化”的思想方法转换研究对象、研究角度，就会使问题清晰、简捷 (1)将多体转化为单体：研究多物体在时间或空间上重复同样运动问题时，可用一个物体的运动取代多个物体的运动 (2)将线状物体的运动转化为质点运动：长度较大的物体在某些问题的研究中可转化为质点的运动问题如求列车通过某个路标的时间，可转化为车尾(质点)通过与列车等长的位移所经历的时间,例6 从斜面上某一位置每隔0.1 s释放一颗小球，在连续释放几颗后，对斜面上正在运动着的小球拍下部分照片，如图所示现测得AB15 cm，BC20 cm，已知小球在斜面上做匀加速直线运动，且加速度大小相同，求： (1)小球的加速度； (2)拍摄时B球的速度； (3)D，C两球相距多远？ (4)A球上面正在运动着的小球共有几颗？,思路剖析：(1)如何利用转换法把某时刻多个小球看作一个小球的运动？(2)若利用转换法转换为一个小球的运动，如何选用运动学公式求解？ 【答案】(1)5 m/s2 (2)1.75 m/s (3)0.355,练6 屋檐每隔一段时间滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1 m的窗子的上、下沿，如图所示，g取10 m/s2，问： (1)此屋檐离地面多高？ (2)滴水的时间间隔是多少？ 【答案】(1)3.2 m (2)0.2,在直线运动中，常遇到多个物体以相同的加速度做匀变速直线运动的问题，求解这类问题时，如果对每个物体列方程则求解过程较为复杂；若将它们转化为一个物体的运动，其他物体只不过是重复这一物体的运动，则能化繁为简,热点题组一 匀变速直线运动的基本规律 1(2017年湖北宜昌检测)汽车在平直的公路上以20 m/s的速度行驶，当汽车以5 m/s2的加速度刹车时，刹车2 s内与刹车6 s内的位移之比为( ) A11 B34 C43 D31 【答案】B,模拟精选组合专练,2(2016年江西南昌调研)质点做匀变速直线运动的位置x与时间t的关系为xt25t4(物理量均采用国际单位制单位)，该质点( ) A运动的初速度为2 m/s B运动的加速度为1 m/s2 C在第1 s内的位移为6 m D在第1 s内的平均速度为2 m/s 【答案】C,热点题组二 匀变速直线运动的推论 3(2016年湖北黄冈模拟)一个物体从静止开始做匀加速直线运动，以T为时间间隔，在第3个T时间内位移是3 m，第3个T时间末的瞬时速度为3 m/s，则( ) A物体的加速度是1 m/s2 B第1个T时间末的瞬时速度为0.6 m/s C时间间隔T1 s D物体在第1个T时间内的位移为0.6 m 【答案】D,热点题组三 多过程运动问题 4(2017届湖北枣阳检测)我国不少省市已经实施ETC联网运行，ETC是电子不停车收费系统的简称汽车分别通过ETC通道和人工收费通道的流程如图所示假设汽车以正常行驶速度v116 m/s朝收费站沿直线行驶，如果过ETC通道，需要在距收费站中心