高考物理大一轮复习 第一章 第2讲 匀变速直线运动的规律课件.ppt

一 匀变速直线运动1 定义 物体在一条直线上且做 加速度不变的运动 2 分类 二 匀变速直线运动的规律 注意匀变速直线运动的有关公式较多 应用时要根据具体问题灵活选取 同时要注意每个公式的适用条件以及各个物理量正 负号的确定 三 自由落体运动和竖直上抛运动 1 1 匀变速直线运动是加速度均匀变化的直线运动 2 匀变速直线运动的位移是均匀增加的 3 匀变速直线运动是加速度不变而速度均匀变化的直线运动 4 匀变速直线运动包括匀加速直线运动和匀减速直线运动 5 物体从高处下落就是自由落体运动 6 竖直上抛运动是匀变速直线运动 7 竖直上抛运动上升至最高点的时间为 答案 1 2 3 4 5 6 7 2 多选 a与b两个质点向同一方向运动 a做初速度为零的匀加速直线运动 b做匀速直线运动 开始计时时 a b位于同一位置 则当它们再次位于同一位置时 a 两质点速度相等b a与b在这段时间内的平均速度相等c a的瞬时速度是b的2倍d a与b的位移相等答案bcd由题意可知相遇时二者位移相同 所用的时间也相同 则平均速度相同 再由 vb 知a的瞬时速度是b的2倍 选b c d 3 汽车关闭发动机后做匀减速直线运动 当它运动了300m时速度减为初始速度的一半 接着运动了20s停下来 则汽车关闭发动机后运动的总距离为 a 400mb 500mc 600md 650m答案a设汽车减速时的初速度是v0 加速度为a 则有 v0 2 2 2ax 0 v0 2 at 由以上两式可得 a 0 5m s2v0 20m s 由v2 2ax总 得x总 400m 4 空降兵从飞机上跳伞时 为了保证安全着陆 着陆前最后阶段降落伞匀速下落的速度约为6m s 空降兵平时模拟训练时 经常从高台上跳下 则训练用高台的合适高度约为 g 10m s2 a 0 5mb 1 0mc 1 8md 5 0m答案c根据运动学公式v2 2gh 得h m 1 8m可知c正确 5 从同一地点先后开出n辆汽车在平直的公路上排成直线行驶 各车均由静止出发先做加速度为a的匀加速直线运动 达到同一速度v后改做匀速直线运动 欲使n辆车都匀速行驶时彼此距离均为x 则各辆车依次启动的时间间隔为 不计汽车的大小 a b c d 答案d设某辆车从静止开始做匀加速运动 经过时间t速度恰好达到v 其前面一辆车运动时间为t t 则x1 at2 x1 x at2 v t 联立上述方程得各辆车依次启动的时间间隔 t 故d项正确 1 正 负号的规定 1 匀变速直线运动的基本公式均是矢量式 应用时要注意各物理量的符号 一般情况下 我们规定初速度的方向为正方向 与初速度同向的物理量取正值 反向的物理量取负值 2 公式中各矢量有时以绝对值的形式出现 此时要在此 绝对值 前加上正 负号表示此物理量 有时以物理量的符号形式出现 此时物理量符号中通常包含了正 负号 重难一匀变速直线运动规律的理解和应用 2 公式 x at2的拓展应用 1 公式的适用条件 匀变速直线运动 x为连续相等的时间间隔内的位移差 2 进一步的推论 xm xn m n at2要注意此式的适用条件及m n t的含义现举例说明 一物体做匀变速直线运动 连续四段时间t1 t2 t3 t4内的位移分别为x1 x2 x3 x4 则 若t1 t2 t3 t4 t 则x3 x1 x4 x2 2at2 若t1 t2 t4 t t3 t 则x3 x1 x4 x2 2at2 典例1短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100m和200m短跑项目的新世界纪录 他的成绩分别是9 69s和19 30s 假定他在100m比赛时从发令到起跑的反应时间是0 15s 起跑后做匀加速运动 达到最大速率后做匀速运动 200m比赛时 反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与100m比赛时相同 但由于弯道和体力等因素的影响 以后的平均速率只有跑100m时最大速率的96 求 1 加速所用时间和达到的最大速率 2 起跑后做匀加速运动的加速度 结果保留两位小数 解析 1 设加速所用时间为t 以s为单位 匀速运动的速度为v 以m s为单位 则有vt 9 69s 0 15s t v 100m vt 19 30s 0 15s t 0 96v 200m 由 式得t 1 29s v 11 24m s 2 设加速度大小为a 则 a 8 71m s2 答案 1 1 29s11 24m s 2 8 71m s2 1 1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 答案5 7解析设汽车甲在第一段时间间隔末 时刻t0 的速度为v 第一段时间间隔内行驶的路程为s1 加速度为a 在第二段时间间隔内行驶的路程为s2 由运动学公式得v at0 s1 as2 vt0 2a 设汽车乙在时刻t0的速度为v 在第一 二段时间间隔内行驶的路程分别为s1 s2 同样有v 2a t0s1 2a s2 v t0 a设甲 乙两汽车行驶的总路程分别为s s 则有s s1 s2 s s1 s2 联立以上各式解得 甲 乙两汽车各自行驶的总路程之比为 重难二两类典型的匀减速运动 注意公式v v0 at和a 经变形后相同 但二式的含义不同 a 是加速度的定义式 适用于所有变速运动 而v v0 at仅适用于匀变速直线运动 典例2一物体在与初速度方向相反的恒力作用下做匀减速直线运动 初速度为v0 20m s 加速度为a 5m s2 求 1 物体经多少秒后回到出发点 2 由开始运动算起 求6s末物体的速度 解析由于物体做匀变速直线运动 故可以直接应用匀变速运动公式 以v0的方向为正方向 1 设经时间t回到出发点 此过程中位移x 0 代入公式x v0t at2 并将a 5m s2 v0 20m s代入 得t s 8s 2 由公式v v0 at知6s末物体的速度v v0 at 20m s 5 6m s 10m s 负号表示此时物体的速度方向与初速度方向相反 答案 1 8s 2 10m s 方向与初速度方向相反 2 1火车刹车过程中做匀减速直线运动 开始刹车后的第1s内和第2s内位移大小依次为9m和7m 则刹车后6s内的位移是 a 20mb 24mc 25md 75m答案c解析由 x at2知a 2m s2 在第1s内 由x1 v0t1 a得v0 10m s 汽车减速时间t 5s 则6s内的位移应为运动5s内的位移 x t 25m c正确 1 竖直上抛运动的特点 1 对称性如图所示 物体以速度v0竖直上抛 a b为途中的任意两点 c为最高点 则 时间的对称性物体上升过程中从a c所用时间tac和下降过程中从c a所用时间tca相等 同理tab tba 速度的对称性物体上升过程经过a点的速度与下降过程经过a点的速度大小相等 能量的对称性物体从a b和从b a重力势能变化量的大小相等 均等于mghab 重难三对竖直上抛运动的理解 2 多解性当物体经过抛出点上方某个位置 除最高点 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 2 竖直上抛运动的两种处理方法 注意当物体先做匀减速直线运动 又反向做匀加速直线运动 且全程加速度恒定时 其运动特点与竖直上抛运动相似 典例3气球以10m s的速度匀速上升 当它上升到离地175m的高处时 一重物从气球上掉落 则重物需要经过多长时间才能落到地面 到达地面时的速度是多大 取g 10m s2 解析解法一全程法如图所示 重物在时间t内的位移h 175m 将h 175m v0 10m s代入位移 公式h v0t gt2 解得 t 7s或t 5s 舍去 所以重物落地速度为v v0 gt 10m s 10 7m s 60m s其中负号表示方向向下 与初速度方向相反 解法二分段法设重物离开气球后 经过t1时间上升到最高点 则t1 s 1s上升的最大高度h1 m 5m故重物离地面的最大高度为h h1 h 5m 175m 180m 重物从最高处自由下落 落地时间和落地时速度的大小分别为t2 s 6sv gt2 60m s所以重物从气球上掉落至落地共历时t t1 t2 7s 答案7s60m s 3 1一个从地面竖直上抛的物体 它两次经过一个较低点a的时间间隔为ta 两次经过一个较高点b的时间间隔为tb 则a b之间的距离为 a b c d 答案c解析采取逆向思维法 物体从最高点自由下落到较高点b的时间为tb 下落到较低点a的时间为ta 所以a b之间的距离为 h ha hb g ta 2 g tb 2 g 处理匀变速直线运动的一般方法 注意 1 匀变速直线运动涉及v0 v a x t五个物理量 其中只有t是标量 其余都是矢量 通过取初速度v0的方向为正方向 其余的各量依据其与v0的方向相同或相反分别用正 负号表示 如果某个矢量是待求的 就假设为正 最后根据结果的正 负确定实际方向 2 在任何一个运动过程中 已知五个物理量中的三个物理量 另外两个物理量就可以求出 典例有一质点在连续12s内做匀加速直线运动 在第一个4s内位移为24m 在最后4s内位移为56m 求质点的加速度 解析解法一 运用运动学基本公式求解根据x v0t at2 有24 v0 4 a 42 56 v1 4 a 42 又由v v0 at 有v1 v0 a 8 以上三式联立可解得a 1m s2 解法二 利用平均速度公式求解 由于已知量有x及t 平均速度可求 故想到利用平均速度公式 第一个4s内平均速度等于中间时刻即第2s时的速度 v2 m s 6m s 最后4s内平均速度等于中间时刻即第10s时的速度 v10 m s 14m s所以a m s2 1m s2 解法三 利用 x at2求解本题出现了三个连续相等时间间隔 4s 故想到选用公式 x at2 x2 x1 at2 x3 x2 at2 所以x3 x1 2at2 a m s2 1m s