直线运动（运动学)---王龙.doc

高中物理教学案-直线运动(运动学 ) 使用时间:F合与v同向-加速F合与v反向-减速F合=0-匀速直线运动力学条件：运动特征：F合与V的方向在同一直线上作出v-t图线并说明物理意义机械能能守恒定律动能定理牛顿定律结合运动学公式处理方法:VtOVtOabcdef多过程问题和往复问题1.【专题知识结构】3.直线运动匀速直线运动理解: v-t图线和x-t图线:计算公式:x=vt匀变速直线运动理解: v-t图线和x-t图线:计算公式: 公式一览变加速直线运动理解: v-t图线和x-t图线:计算公式: 微元法关注图线的斜率、截距、单调性、面积等对加速度a的理解：例a=2m/s2意义关注图线的斜率、截距、单调性、面积等有时要用动能定理立式有时还会设计轨迹图线即y-x图线2.说明:直线运动主要包括运动学和动力学两类说明: 对于多过程问题和往复问题,注意速度v的承上启下性,分段分析;对于两个物体（同时或不同时、同地或不同地）追赶或相向运动中相遇、相距等问题，要理清两者之间速度v、加速度a、位移x、时间t的关系，最好画出空间示意图。图线中还有轨迹图线即yx图，但是v-t图线和x-t图线不是物体的运动轨迹.理解时间数轴：如第1秒、第2秒、1s末、2s末等，还需理解质点、位移、参考系、坐标系、瞬时速度、平均速度、加速度a等=适合匀变速运动x=t适合一切运动x=t适合匀变速运动Vt=v0+atvt2-v02=2axx=v0t+at2x=vtt-at24.运动学公式一览： 说明-自由落体运动和竖直上抛运动（完全失重状态）的公式不再单独列出【思考】V0、Vt 、a 、x 、t 只要知道其中3个，就可以求出另外2个公式归类整理（1）两个速度公式：Vt=v0+at 、vt2-v02=2ax （2）两个平均速度公式：=、=（3）两个位移公式：（实际有5个）x=v0t+at2 x=vtt-at2（4）两个推论：中间时刻速度= 中点位移速度=（哪个大？）（5）纸带的两大记录（x、t）功能和两大处理（v、a）功能说明：纸带、频闪照片、光控门、简谐振子下匀速拖动的玻璃板处理思路相同处理a- X=Xn-Xn-1=aT2=恒量 X=Xm-Xn=（m-n）aT2（不要求v0=0） 处理v-=(6)关于初速度等于零的匀加速直线运动(设T=1S，为等分时间间隔)，有以下特点：1S末、2S末、3S末瞬时速度之比v1v2v3vn=123n1m末、2m末、3m末瞬时速度之比v1v2v3vn=11S内、2S内、3S内位移之比x1x2x3xn=122232n2 （思考平均速度比）第1S内、第2S内、第3S内位移之比xxxxN=135(2n-1) 若把位移改为平均速度,则如何?从静止开始通过连续相等位移所用时间之比（如一列火车的车厢从静止开始一节节经过站台）t1t2t3tn=1（-1）（-） （-）（思考平均速度比）【精讲精练】1甲、乙两物体同时、同地沿同方向做直线运动，它们的vt图线如图所示，由图可判断A、甲的加速度小于乙的加速度 B、在0t2时间内，甲的位移逐渐减少，乙的位移逐渐增大C、在时刻t1甲、乙两物体相遇D、在0t1时间内，甲在前乙在后且甲乙间距逐渐增大，在t1t2时间内某一时刻乙赶上甲并超到前面去甲乙第1题 第2题 第3题第1题2小球从空中自由下落，与水平地面相碰后反弹到空中某一高度，其速度时间图象如图所示，则由图可知A、小球下落的最大速度为5m/s B、小球第一次反弹初速度的大小为3m/sC、小球能弹起的最大高度0.45m D、小球能弹起的最大高度1.25m3某物体运动的速度图像如图，根据图像可知 _ 思考若变成x-t图线？A.0-2s内的加速度为1m/s2 B.0-5s内的位移为10m（试试用公式计算位移）C.第1s末与第3s末的速度方向相同 D.第1s末与第5s末加速度方向相同 www.ks5u.w4.从屋檐处自由下落的雨滴，经过高2m的窗户所用的时间为0.4s，求屋檐到窗口上沿的距离。(答案0.45)思考：（1）若把雨滴改成一竹杆竖直下落.注意竹杆不能看成质点,看成质点的条件是什么?思考：（2）设计小汽车从静止开始做匀加速运动过桥，加速度a2m/s2,已知小汽车过桥的时间t5s和桥长L100m，求小汽车在上桥前加速的距离x5从离地面125m处自由落下一个质量为m小球，取g=10m/s2，求：(1)落到地面所需时间和落地的速度v（动能EK=?）； (2)开始下落后第2s内的位移及重力的平均功率P和最后1s的位移（最后1s的WG=？、平均功率P=？）； (3)下落时间为总时间的一半时的位移（4）从开始下落多少时间时，小球的动能EK是重力势能EP的4倍？6.一条铁链长5 m，铁链上端悬挂在某一点，放开后让它自由落下，铁链经过悬点正下方25 m处某一点所用的时间是多少？（取g=10 m/s2）7甲、乙两物体分别从不同高度自由落下，同时落地。已知甲物体自由落下的时间为3s，乙物体自由下落的时间为1s，那么当乙物体开始下落时甲物体距离地面的高度是多少？（g取10m/s2）8.一矿井深为125m，在井口每隔一定时间自由下落一个小球，当第11个小球从井口开始下落时，第1个小球刚好到达井底，则相邻小球开始下落的时间间隔为 s，这时第3个小球和第5个小球相距 m。9一列火车由静止开始做匀加速直线运动，一人站在站台上观看，第1节车厢通过他时历时t1 = 2s，全部通过他历时t = 6s，各节车厢长度相等，不计车厢间距，求：(1)最后2s内通过他的车厢有几节； (2)最后一节通过他时历时多长？10.一个物体以一定的初速度做匀加速直线运动，第一个2s通过12m的位移，第四个2s通过72m，求：（1）物体的初速度；（2）物体的加速度；（3）物体在前8s内的位移。（4）第8s内的平均速度11一个做匀加速直线运动的质点，初速度为0.5m/s，在第9s内的位移比第5s内的位移多4m，求：质点的加速度 质点在9s内通过的位移(3)质点在第9s内的平均速度12从160m高空静止的气球上自由落下一个物体，此物体下落2s后打开降落伞匀速下落，问请作出vt图线物体共经历多长时间落到地面？(g取10m/s2)请作出vt图线13.气球下挂一重物，以速度v0=10m/s匀速上升，当到达离地面高h=175m处时悬挂重物的绳子突然断裂，那么物体经过多长时间落到地面？落地的速度多大？（空气阻力不计，取g取10m/s2）请作出vt图线.（思考：共有几种方法求t=？和v=？，理解惯性知识）14.一辆汽车正以v30m/s的速度在水平路面上匀速行使，突然以大小为8m/s2的加速度刹车，求刹车直到停止的距离x和时间t？汽车在停止前最后1s运动的距离？若汽车行使过程中，驾驶员突然发现正前方50m处有一个障碍物立即以大小为8m/s2的加速度刹车，问汽车能否撞上障碍物？【思考】（1）如果a=8 m/s2未知，而是给出制动力f和汽车质量m，是不是一样可以解？（2）若驾驶员反应时间为0.7s，则如何理解？15.一辆汽车正以v130m/s的速度在水平路面上匀速行使，驾驶员突然发现正前方50m处有一辆卡车正以v210m/s的速度向前行使，立即以大小为8m/s2的加速度刹车，问汽车能否撞上卡车？【思考】：若汽车正以大小为a=4m/s2的加速度刹车，情况如何？若a=2m/s2呢？16.在同一直线上同方向运动的A、B两辆汽车，B在前,A在后,相距s=7m,A正以vA=4m/s的速度向右做匀速直线运动，而B此时速度vB=10m/s，并关闭油门，以2m/s2的加速度大小做匀减速运动。则从B车关闭油门开始，A追上B需要的时间是多少？在追上之前A、B两者之间的最大距离是多少？若A正以vA=8m/s的速度，则如何解？17.一车处于静止状态,车后距车S0=25m处有一个人,当车以1m/s2的加速度开始起动时,人以6m/s的速度匀速追车,能否追上?若追不上,人车之间最小距离是多少?解题思路总结：井水不犯河水（分析出各自的v、t和x） 画出双轨道空间示意图 找出两者之间x、t、v（相等的含义）关系思考：若人和车同时同地出发，如何设计题目？联系物块放上传送带问题请作出vt图线18.在一条平直的公路上，甲、乙两车从同一位置同时同向运动，甲车以6m/s的速度匀速行驶，乙车由静止以2m/s2的加速度作匀加速运动，求：（1）经过多长时间甲车位于乙车前面最远处？最远距离是多少？（2）经过多长时间两车能相遇？相遇时乙车的速度是多少？请作出他们的vt图线（3）若甲车在乙车正后方10米，其他条件不变，则甲车能否追上乙？19.汽车正以10m/s的速度在平直公路上前进,发现正前方有一辆自行车以4m/s的速度同方向做匀速直线运动,汽车应在距离自行车多远时关闭油门,做加速度为6m/s2的匀减速运动,汽车才不至于撞上自行车?20.质点乙由B点向东以10m/s的速度做匀速运动,同时质点甲从距乙12m远处西侧A点以4m/s2的加速度做初速度为零的匀加速直线运动.求: 当甲、乙速度相等时,甲离乙多远?思考：此时相距最远吗？甲追上乙需要多长时间?此时甲通过的位移是多大?21.在平直公路上,一辆摩托车从静止出发,追赶在正前方100m处正以v0=10m/s的速度匀速前进的卡车.若摩托车的最大速度为vm=20m/s,现要求摩托车在120s内追上卡车,求摩托车的加速度应满足什么条件？22.为了测定某辆轿车在平直路上起动时的加速度(轿车起动时的运动可近似看作匀加速运动)，某人拍摄了一张在同一底片上多次曝光的照片(如下图所示)，如果拍摄时每隔2s曝光一次，轿车车身总长为4.5m，那么这辆轿车的加速度约为( )A.1m/s2B.2m/s2C.3m/s2D.4m/s2思考：相片或地图比例23.两木块自左向右运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木块每次曝光时的位置，如图所示，连续两次曝光的时间间隔是相等的，由图可知A.在时刻t2以及时刻t5两木块速度相同B.在时刻t1两木块速度相同C.在时刻t3和时刻t4之间某瞬间两木块速度相同D.在时刻t4和时刻t5之间某瞬时两木块速度相同解：首先由图看出：上边那个物体相邻相等时间内的位移之差为恒量，可以判定其做匀变速直线运动；下边那个物体明显地是做匀速运动。由于t2及t5时刻两物体位置相同，说明这段时间内它们的位移相等，因此其中间时刻的即时速度相等，这个中间时刻显然在t3、t4之间，因此本题选C。24.一物体从A点由静止开始匀加速运动到B点，接着匀减速运动到C点而停止，已知AB=4m,BC=6m,从A点运动到C点总时间t10s，求加速和减速过程的加速度大小。25.在平直公路上，以速度v0 =12 m/s匀速前进的汽车，遇紧急情况刹车后，轮胎停止转动在地面上滑行，经过时间t =1.5s汽车停止，当地的重力加速度g取10 m/s2.求：刹车时汽车加速度a的大小；开始刹车后，汽车在1s内发生的位移x；刹车时汽车轮胎与地面间的动摩擦因数.26(1999全国)一跳水运动员从离水面10 m高的平台上向上跃起，举双臂直体离开台面此时其重心位于从手到脚全长的中点，跃起后重心升高0.45 m，达到最高点落水时身体竖直，手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计)从离开跳台到手触水面，他可用于完成空中动作的时间是(计算时，可以把运动员看做全部质量集中在重心的一个质点上g取为10m/s2，结果保留两位数字) 1.7s27.在“研究匀变速直线运动” 的实验中：小车拖着纸带的运动情况如图所示，图中A、B、C、D、E为相邻的记数点，相邻的记数点的时间间隔是0.10s，标出的数据单位是cm，则打点计时器在打C点时小车的瞬时速度是_ _m/s，小车运动的加速度是_ _m/s228.利用打点计时器所记录纸带来研究小车的运动情况，某学生实验中的记录纸带如图所示，其中两点中间有四个点未画。已知所用电源的频率为50Hz，则小车运动的加速度a= _m/s2，打P点时小车运动的速度v=_。（思考有几种方法？）29如图所示中的A是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度，图B中P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔t1.0s，超声波在空气中传播的速度是v=340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图B可知汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是_m，汽车的速度是_ m/s17m，17m/s30.一个固定在水平面上的光滑物块，其左侧面是斜面AB，右侧面是曲面AC。已知AB和AC的长度相同。两个小球p、q同时从A点分别沿AB和AC由静止开始下滑，比较它们到达水平面所用的时间A.p小球先到 B.q小球先到 C.两小球同时到 D.无法确定解：可以利用v-t图象(这里的v是速率，曲线下的面积表示路程s) 31从斜面上某一位置，每隔0.1s释放一个小球，在连续释放几颗后，对斜面上滑动的小球拍下照片，如图所示，测得xAB=15cm, xBC=20cm.试(1)小球的加速度； (2)拍摄时B球的速度vB；(3)请猜想：A球上面还有几个球在运动？32.一列火车做匀变速直线运动驶来，一人在火车旁观察火车的运动，发现相邻的两个10s内，列车从他跟前驶过8节车厢和6节车厢，每节车厢长8m。求：（1）火车的加速度；（2人开始观察时火车的速度大小。33.一只蜗牛从地面开始沿竖直电杆上爬，它的上爬速度V与它离地面的高度h之间的关系为V=,其中常数L=20 v0=2/s。求它上爬20所用的时间。提示作出1/v-t图线，然后求面积即可。34.速率为30Km/h的两辆火车在相挨并行的轨道上相向而行，当两火车相距60Km的时候，鸟离开一车只向另一车飞去，当鸟到达另一车时就立刻飞回第一车，以后就继续这样来回的飞，鸟的速率为60Km/h，问：（1）在两车相遇以前，鸟一共飞行多少距离？（2) 在两车相遇以前，鸟第2次从一车飞到另一车时，两车相距多远？在两车相遇以前，鸟第5次从一车飞到另一车时，两车相距多远？ta5102010-10-20tx5102010-10-20tv5102010-10-20图1图2图335.一质点沿x轴作直线运动，其速度v随时间t变化关系如下图1所示。设t=0时，质点位于坐标原点O处。试根据v-t图分别在下图2和3中尽可能准确地画出：表示质点运动的加速度a随时间t变化的关系的a-t图；表示质点运动的位移x随时间t变化的关系的x-t图。一位同学乘坐电梯从六楼下到一楼的过程中，其v-t图象如