高考物理一轮复习 第1章 第2讲 匀变速直线运动规律的应用课件.pptVIP

第2讲匀变速直线运动规律的应用 1 匀变速直线运动 1 定义 沿着一条直线且不变的运动 2 分类 匀加速直线运动 a与v0方向 匀减速直线运动 a与v0方向 匀变速直线运动及其公式 考纲要求 加速度 相同 相反 v0 at at2 3 初速度为零的匀变速直线运动的四个推论 1 1t末 2t末 3t末 瞬时速度的比为 v1 v2 v3 vn 2 1t内 2t内 3t内 位移的比为 x1 x2 x3 xn 12 22 32 n2 3 第一个t内 第二个t内 第三个t内 位移的比为 x x x xn 1 2 3 n 1 3 5 2n 1 判断正误 正确的划 错误的划 1 匀变速直线运动是加速度均匀变化的直线运动 2 匀变速直线运动是速度均匀变化的直线运动 3 匀变速直线运动的位移是均匀增加的 答案 1 2 3 1 x t图象 1 物理意义 反映了物体做直线运动的 随 变化的规律 2 斜率的意义 图线上某点切线斜率的大小表示物体 的大小 斜率正负表示物体 的方向 2 v t图象 1 物理意义 反映了做直线运动的物体的 随 变化的规律 2 斜率的意义 图线上某点切线斜率的大小表示物体在该点 的大小 斜率正负表示物体 的方向 匀变速直线运动的图象 考纲要求 位移 时间 速度 速度 速度 时间 加速度 加速度 3 面积 的意义 图线与时间轴围成的面积表示相应时间内的 若面积在时间轴的上方 表示位移方向为 若此面积在时间轴的下方 表示位移方向为 位移的大小 正 负 判断正误 正确的划 错误的划 1 无论是x t图象还是v t图象都只能描述直线运动 2 x t图象和v t图象不表示物体运动的轨迹 3 x t图象与时间轴围成的面积表示物体运动的路程 4 两条v t图象的交点表示两个物体相遇 5 两条x t图象的交点表示两个物体相遇 答案 1 2 3 4 5 1 单选 质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x 5t t2 各物理量均采用国际单位制单位 则该质点 a 第1s内的位移是5mb 前2s内的平均速度是6m sc 任意相邻的1s内位移差都是1md 任意1s内的速度增量都是2m s 基础自测 答案d 答案b 3 2013 哈尔滨六中模拟 单选 一个做匀变速直线运动的质点 初速度为0 5m s 第9s内的位移比第5s内的位移多4m 则该质点的加速度 9s末的速度和质点在9s内通过的位移分别是 a a 1m s2 v9 9m s x9 40 5mb a 1m s2 v9 9m s x9 45mc a 1m s2 v9 9 5m s x9 45md a 0 8m s2 v9 7 7m s x9 36 9m 答案c 4 2013 大庆模拟 多选 如图1 2 1所示 是a b两质点从同一地点运动的x t图象 则下列说法正确的是 a a质点以20m s的速度匀速运动b b质点先沿正方向做直线运动 后沿负方向做直线运动c b质点最初4s做加速运动 后4秒做减速运动d a b两质点在4s末相遇 图1 2 1 答案abd 5 2013 广州模拟 多选 甲 乙两物体同时从同一地点出发 同方向做匀加速直线运动的v t图象如图1 2 2所示 则 a 甲的瞬时速度表达式为v 2tb 乙的加速度比甲的加速度大c t 2s时 甲在乙的前面d t 4s时 甲 乙两物体相遇答案ad 图1 2 2 热点一匀变速直线运动规律的应用 4 逆向思维法把运动过程的 末态 作为 初态 的反向研究问题的方法 一般用于末态已知的情况 5 图象法应用v t图象 可以使比较复杂的问题变得形象 直观和简单 尤其是用图象定性分析 可避开繁杂的计算 快速得出答案 6 推论法在匀变速直线运动中 两个连续相等的时间t内的位移之差为一恒量 即 x xn 1 xn at2 若出现相等的时间间隔问题 应优先考虑用 x at2求解 典例1 2013 大纲卷 24 一客运列车匀速行驶 其车轮在铁轨间的接缝处会产生周期性的撞击 坐在该客车中的某旅客测得从第1次到第16次撞击声之间的时间间隔为10 0s 在相邻的平行车道上有一列货车 当该旅客经过货车车尾时 货车恰好从静止开始以恒定加速度沿客车行进方向运动 该旅客在此后的20 0s内 看到恰好有30节货车车厢被他连续超过 已知每根铁轨的长度为25 0m 每节货车车厢的长度为16 0m 货车车厢间距忽略不计 求 1 客车运行速度的大小 2 货车运行加速度的大小 审题指导第一步 读题获取信息 找切入点 第二步 分析理清思路 抓突破口 由题给条件有l总 x1 x2 由 式解得a 1 35m s2 答案 1 37 5m s 2 1 35m s2 反思总结求解匀变速直线运动问题的一般步骤1 基本思路 2 应注意的三类问题 1 如果一个物体的运动包含几个阶段 就要分段分析 各段交接处的速度往往是联系各段的纽带 2 描述匀变速直线运动的基本物理量涉及v0 v a x t五个量 每一个基本公式中都涉及四个量 选择公式时一定要注意分析已知量和待求量 根据所涉及的物理量选择合适的公式求解 会使问题简化 3 对于刹车类问题 当车速度为零时 停止运动 其加速度也突变为零 求解此类问题应先判断车停下所用时间 再选择合适公式求解 跟踪短训 1 2013 青岛模拟 一个小球从斜面顶端无初速下滑 接着又在水平面上做匀减速运动 直到停止 它共运动了10s 斜面长4m 在水平面上运动的距离为6m 求 1 小球在运动过程中的最大速度 2 小球在斜面和水平面上运动的加速度大小 答案 1 2m s 2 0 5m s20 33m s2 方向竖直向下 竖直上抛运动的处理方法 1 两种方法 分段法 就是把竖直上抛运动分为上升阶段和下降阶段 上升阶段物体做匀减速直线运动 下降阶段物体做自由落体运动 下落过程是上升过程的逆过程 全程法 就是把整个过程看成是一个匀减速直线运动过程 从全程来看 加速度方向始终与初速度v0的方向相反 热点二自由落体和竖直上抛运动规律 2 符号法则 应用公式时 要特别注意v0 v h等矢量的正负号 一般选向上为正方向 v0总是正值 上升过程中v为正值 下降过程中v为负值 物体在抛出点以上时h为正值 在抛出点以下时h为负值 3 巧用竖直上抛运动的对称性 速度对称 上升和下降过程经过同一位置时速度等大反向 时间对称 上升和下降过程经过同一段高度的上升时间和下降时间相等 典例2 研究人员为检验某一产品的抗撞击能力 乘坐热气球并携带该产品竖直升空 当热气球以10m s的速度匀速上升到某一高度时 研究人员从热气球上将产品自由释放 测得经11s产品撞击地面 不计产品所受的空气阻力 求产品的释放位置距地面的高度 g取10m s2 解析方法一 全程法 将产品的运动视为匀变速直线运动 根据题意画出运动草图如图所示 规定向上为正方向 则v0 10m s2 a g 10m s2根据h v0t at2 解得h 495m 即产品刚释放时离地面的高度为495m 答案见解析 跟踪短训 2 一根轻质细线将2个薄铁垫圈a b连接起来 一同学用手固定b 此时a b间距为3l a距地面为l 如图1 2 3所示 由静止释放a b 不计空气阻力 从开始释放到a落地历时t1 a落地前瞬间速率为v1 从a落地到b落在a上历时t2 b落在a上前瞬间速率为v2 则 a t1 t2b t1 t2c v1 v2 1 2d v1 v2 1 3 图1 2 3 答案bc 热点三对运动图象的理解及应用 典例3 2013 四川卷 6 甲 乙两物体在t 0时刻经过同一位置沿x轴运动 其v t图象如图1 2 4所示 则 a 甲 乙在t 0到t 1s之间沿同一方向运动b 乙在t 0到t 7s之间的位移为零c 甲在t 0到t 4s之间做往复运动d 甲 乙在t 6s时的加速度方向相同 图1 2 4 审题指导 解析根据v t图象可知 在t 0到t 1s这段时间内 甲一直向正方向运动 而乙先向负方向运动再向正方向运动 故a选项错误 根据v t图象可知 在t 0到t 7s这段时间内 乙的位移为零 故b选项正确 根据v t图象可知 在t 0到t 4s这段时间内 甲一直向正方向运动 故c选项错误 根据v t图象可知 在t 6s时 甲 乙的加速度方向均与正方向相反 故d选项正确 答案bd 反思总结用速度 时间图象巧得四个运动量 1 运动速度 从速度轴上直接读出 2 运动时间 从时间轴上直接读出时刻 取差得到运动时间 3 运动加速度 从图线的斜率得到加速度 斜率的大小表示加速度的大小 斜率的正负反映了加速度的方向 4 运动的位移 从图线与时间轴围成的面积得到位移 图线与时间轴围成的 面积 表示位移的大小 第一象限的面积表示与规定的正方向相同 第四象限的面积表示与规定的正方向相反 跟踪短训 3 2013 新课标全国 19 如图1 2 5所示 直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位移 时间 x t 图线 由图可知 a 在时刻t1 a车追上b车b 在时刻t2 a b两车运动方向相反c 在t1到t2这段时间内 b车的速率先减少后增加d 在t1到t2这段时间内 b车的速率一直比a车的大 图1 2 5 解析由题图可知 t1时刻 b车追上a车 故a错误 x t图象的斜率表示速度 由于t2时刻a b两图象的斜率一正 一负 故两车运动方向相反 b正确 由b图线的斜率的变化可以看出t1到t2这段时间b车的速率先减少后反向增加 c正确 如图所示 在t3时刻b图线的斜率与a图线的相等 此时两车的速率相等 故d错误 答案bc 4 如图1 2 6所示 汽车以10m s的速度匀速驶向路口 当行驶至距路口停车线20m处时 绿灯还有3s熄灭 而该汽车在绿灯熄灭时刚好停在停车线处 则汽车运动的速度 v 时间 t 图象可能是 图1 2 6 解析v t图线与时间坐标轴所围 面积 表示位移 a d图中v t图象中 面积 不等于20m a d错误 b中v t图象的 面积 可能等于20m b正确 c中v t图象的 面积 正好等于20m c正确 答案bc 热点四追及 相遇问题 1 分析 追及 问题应注意的几点 1 一定要抓住 一个条件 两个关系 一个条件 是两物体的速度满足的临界条件 如两物体距离最大 最小 恰好追上或恰好追不上等 两个关系 是时间关系和位移关系 其中通过画草图找到两物体位移之间的数量关系 是解题的突破口 2 若被追赶的物体做匀减速运动 一定要注意被追上前该物体是否已停止运动 3 仔细审题 注意抓住题目中的关键字眼 如 刚好 恰好 最多 至少 等 充分挖掘题目中的隐含条件 2 主要方法 临界条件法 图象法 数学法 典例4 一辆汽车在十字路口等待绿灯 当绿灯亮时汽车以a 3m s2的加速度开始行驶 恰在这时一人骑自行车以v0 6m s的速度匀速驶来 从后边超过汽车 试问 1 汽车从路口开动后 在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远 最远距离是多大 2 当汽车与自行车距离最近时汽车的速度是多大 答案 1 2s6m 2 12m s 反思总结求解追及相遇问题的一般思路 跟踪短训 5 如图1 2 7所示 直线mn表示一条平直公路 甲 乙两辆汽车原来停在a b两处 a b间的距离为85m 现甲车先开始向右做匀加速直线运动 加速度a1 2 5m s2 甲车运动6 0s时 乙车开始向右做匀加速直线运动 加速度a2 5 0m s2 求两辆汽车相遇处距a处的距离 图1 2 7 答案125m或245m 思维转化法 在运动学问题的解题过程中 若按正常解法求解有困难时 往往可以通过变换思维方式 转换研究对象 使解答过程简单明了 1 逆向思维法将匀减速直线运动直至速度变为零的过程转化为初速度为零的匀加速直线运动 利用运动学规律可以使问题巧解 思想方法2 思维转化法 图1 2 8 解析将物块从a到c的匀减速直线运动 运用逆向思维可看作从c到a的初速度为零的匀加速直线运动 根据初速度为零的匀加速直线运动规律 可知连续相邻相等的时间内位移之比为奇数比 而cb ab 1 3 正好符合奇数比 故tab tbc t0 且从b到c的时间等于从c到b的时间 故从b经c再回到b需要的时间是2t0 c对 答案c 即学即练1做匀减速直线运动的物体经4s后停止 若在第1s内的位移是14m 则最后1s内的位移是 a 3 5mb 2mc 1md 0 答案b 2 等效转化法 将多个物体的运动 转化为 一个物体的运动 典例2 屋檐每隔一定时间滴下一滴水 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1m的窗子的上 下沿 如图1 2 9所示 g取10m s2 问 1 此屋檐离地面多高 2 滴水的时间间隔是多少 图1 2 9 解析如图所示 如果将这5滴水运动等效为一滴水的自由落体 并且将这一滴水运动的全过程分成时间相等的4段 设每段时间间隔为t 则这一滴水在0时刻 t末 2t末 3t末 4t末所处的位置 分别对应图示第5滴水 第4滴水 第3滴水 第2滴水 第1滴水所处的位置 据此可作出解答 答案 1 3 2m 2 0 2s 即学即练2从斜面上某一位置 每隔0 1s释放一个小球 在连续释放几颗小球后 对在斜面上滚动的小球拍下照片 如图1 2 10所示 测得xab 15cm xbc 20cm 求 1 小球的加速度 2 拍摄时b球的速度 3 拍摄时xcd的大小 4 a球上方滚动的小球还有几颗 图1 2 10 附 对