高考物理一轮复习 第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究 2 匀变速直线运动的规律及应用课件.ppt

第2节匀变速直线运动的规律及应用 2 基础夯实 自我诊断 一 匀变速直线运动的规律 3 基础夯实 自我诊断 二 初速度为零的匀加速直线运动的四个重要推论1 t末 2t末 3t末 nt末的瞬时速度之比v1 v2 v3 vn 1 2 3 n 2 t内 2t内 3t内 nt内的位移之比x1 x2 x3 xn 12 22 32 n2 3 第1个t内 第2个t内 第3个t内 第n个t内的位移之比x1 x2 x3 xn 1 3 5 2n 1 4 基础夯实 自我诊断 三 自由落体运动和竖直上抛运动 5 基础夯实 自我诊断 6 基础夯实 自我诊断 2 一辆汽车从a点开始以初速度v0做匀加速直线运动 加速度为a 经过时间t到达b点 再过时间t到达c点 1 如何推导在ac段的平均速度 如何推导过b点的速度vb 与vb的大小关系如何 2 bc段与ab段的位移差的表达式如何 7 基础夯实 自我诊断 1 多选 做匀加速直线运动的质点 在第5s末的速度为10m s 则 a 前10s内位移一定是100mb 前10s内位移不一定是100mc 加速度一定是2m s2d 加速度不一定是2m s2 答案 解析 8 基础夯实 自我诊断 2 如图所示 一小球从a点由静止开始沿斜面向下做匀变速直线运动 若到达b点时速度为v 到达c点时速度为2v 则xab xbc等于 a 1 1b 1 2c 1 3d 1 4 答案 解析 9 基础夯实 自我诊断 3 某航母甲板上跑道长200m 飞机在航母上滑行的最大加速度为6m s2 起飞需要的最低速度为50m s 那么 飞机在滑行前 需要借助弹射系统获得的最小初速度为 a 5m sb 10m sc 15m sd 20m s 答案 解析 10 基础夯实 自我诊断 4 多选 2016 广东中山模拟 物体从静止开始做匀加速直线运动 第3s内通过的位移为3m 则 a 前3s内的平均速度为3m sb 前3s内的位移为6mc 物体的加速度大小为1 2m s2d 3s末的速度大小为3 6m s 答案 解析 11 基础夯实 自我诊断 5 多选 物体从离地面45m高处做自由落体运动 g取10m s2 则下列说法正确的是 a 物体运动3s后落地b 物体落地时的速度大小为30m sc 物体在落地前最后1s内的位移为25md 物体在整个下落过程中的平均速度为20m s 答案 解析 12 考点一 考点二 考点三 考点一匀变速直线运动规律的应用 师生共研 想一想飞机着陆后以6m s2的加速度做匀减速直线运动 若其着陆速度为60m s 则它着陆后12s内滑行的距离是多少 某位同学的解析如下 由位移公式x v0t at2 代入已知量求得滑行距离x 288m 请分析以上解析是否正确 若不正确 请写出正确的解析 13 考点一 考点二 考点三 知识整合运动学公式中正 负号的确定运动学公式均为矢量式 应用时先选好正方向 将矢量式变成代数式 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 当v0 0时 一般选a的方向为正方向 14 考点一 考点二 考点三 例1短跑运动员完成100m赛跑的过程可简化为匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段 一次比赛中 某运动员用11 00s跑完全程 已知运动员在加速阶段的第2s内通过的位移为7 5m 求该运动员的加速度及在加速阶段通过的位移 解析 根据题意 在第1s和第2s内运动员都做匀加速直线运动 设运动员在匀加速阶段的加速度为a 在第1s和第2s内通过的位移分别为x1和x2 由运动学规律得 t0 1s 联立 求得a 5m s2 15 考点一 考点二 考点三 设运动员做匀加速运动的时间为t1 匀速运动的时间为t2 匀速运动的速度为v 跑完全程的时间为t 全程的位移为x 依题意及运动学规律 得t t1 t2 v at1 答案 5m s210m 16 考点一 考点二 考点三 思维点拨画出运动员完成100m赛跑的运动示意图 提示 17 考点一 考点二 考点三 例2汽车以20m s的速度做匀速直线运动 发现前方有障碍物立即刹车 刹车的加速度大小为5m s2 则汽车刹车后第2s内的位移和刹车后5s内的位移为 a 30m 40mb 30m 37 5mc 12 5m 40md 12 5m 37 5m 答案 解析 18 考点一 考点二 考点三 例3 多选 在光滑足够长的斜面上 有一物体以10m s的初速度沿斜面向上运动 物体的加速度始终为5m s2 方向沿斜面向下 当物体的位移大小为7 5m时 下列说法正确的是 a 物体运动时间可能为1sb 物体运动时间可能为3sc 物体运动时间可能为 2 sd 此时的速度大小一定为5m s 答案 解析 19 考点一 考点二 考点三 思维点拨 1 位移大小为7 5m时 物体的位置可能在出发点的上方 也可能在出发点的下方 2 在利用x v0t at2时 取v0方向为正方向 则a取号 物体在出发点上方时x取号 在下方时x取号 负 正 负 20 考点一 考点二 考点三 规律总结1 匀变速直线运动的求解思路 21 考点一 考点二 考点三 2 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 如例2 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 如例3 22 考点一 考点二 考点三 突破训练1 2016 广东湛江模拟 以36km h的速度沿平直公路行驶的汽车 遇障碍物刹车后获得大小为a 4m s2的加速度 刹车后第三个2s内 汽车走过的位移为 a 12 5mb 2mc 10md 0 答案 解析 23 考点一 考点二 考点三 2 2016 江西南昌调研 出租车载客后 从高速公路入口处驶入高速公路 假设从10时10分55秒开始做初速度为零的匀加速直线运动 经过10s时 速度计显示速度为54km h 求 1 这时车离出发点的距离 2 车继续做匀加速直线运动 当速度计显示速度为108km h时 车开始做匀速直线运动 10时12分35秒时计价器里程表示数应为多少 车起动时 计价器里程表示数为零 解析 1 由速度公式得v at由位移时间公式得这时出租车离出发点距离为75m 24 考点一 考点二 考点三 即出租车加速完毕后的时间表应显示10时11分15秒 出租车继续匀速运动 匀速运动时间t3应为80s 则通过的位移x3 v2t3 30 80m 2400m所以10时12分35秒时 计价器里程表应显示x x2 x3 300 2400 m 2700m 答案 1 75m 2 2700m 25 考点一 考点二 考点三 考点二解决匀变速直线运动的六种方法 师生共研 26 考点一 考点二 考点三 例4 2016 山东青岛质检 一个小球从斜面顶端无初速度地下滑 接着又在水平面上做匀减速直线运动 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 解析 解法一基本公式法设小球在斜面上的加速度大小为a1 运动时间为t1 在水平面上的加速度大小为a2 运动时间为t2 由x v0t at2可得 由最大速度相等可得vmax a1t1 a2t2 又t1 t2 10s 联立 可解得vmax 2m s a1 0 5m s2 a2 0 33m s2 27 考点一 考点二 考点三 解法二平均速度法 答案 1 2m s 2 0 5m s20 33m s2 28 考点一 考点二 考点三 例5 2016 四川成都质检 如图所示 小球从竖直砖墙某位置由静止释放 用频闪照相机在同一底片上多次曝光 得到了如图中1 2 3 4 5 所示的小球运动过程中每次曝光时的位置 连续两次曝光的时间间隔均为t 每块砖的厚度为d 根据图中的信息 则下列判断错误的是 a 位置 1 是小球释放的初始位置b 小球做匀加速直线运动 答案 解析 29 考点一 考点二 考点三 例6一物体以一定的初速度从斜面底端a点冲上固定的光滑斜面 斜面总长度为l 到达斜面最高点c时速度恰好为零 如图所示 已知物体运动到距斜面底端l处的b点时 所用时间为t 求物体从b滑到c所用的时间 解析 解法一逆向思维法物体向上匀减速冲上斜面 相当于向下匀加速滑下斜面 设物体从b到c所用的时间为tbc 由运动学公式得 30 考点一 考点二 考点三 解法二基本公式法因为物体沿斜面向上做匀减速运动 设初速度为v0 物体从b滑到c所用的时间为tbc 由匀变速直线运动的规律可得 又vb v0 at vb atbc 由 解得tbc t 31 考点一 考点二 考点三 解法三比例法对于初速度为零的匀加速直线运动 在连续相等的时间里通过的位移之比为x1 x2 x3 xn 1 3 5 2n 1 所以通过xbc的时间tbc t 解法四中间时刻速度法利用推论 匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于这段位移 点是这段位移的中间时刻 因此有tbc t 32 考点一 考点二 考点三 解法五图象法 答案 t 33 考点一 考点二 考点三 思维点拨 1 物体从a到c做什么运动 如果把它看成是由c向a的运动 又是什么运动 2 ab间 bc间的距离分别是多少 它们的比值是多少 提示 1 匀减速直线运动 可看成初速度等于零的匀加速运动 34 考点一 考点二 考点三 方法归纳匀变速直线运动解题 四步骤 35 考点一 考点二 考点三 突破训练3 一辆列车由等长的车厢连接而成 车厢间的间隙忽略不计 一人站在站台上与第一节车厢的最前端相齐 列车由静止开始做匀加速直线运动 第一节车厢经过他的时间为2s 从第5节至第16节车厢通过他的时间为 a 4sb 5sc d 6s 答案 解析 36 考点一 考点二 考点三 4 从车站开出的汽车 做匀加速直线运动 走了12s时 发现还有乘客没上来 于是立即做匀减速运动至停车 汽车从开出到停止总共历时20s 行进了50m 求汽车的最大速度 解析 解法一基本公式法设最大速度为vmax 由题意可得 t t1 t2 vmax a1t1 0 vmax a2t2 37 考点一 考点二 考点三 解法二平均速度法 解法三图象法 答案 5m s 38 考点一 考点二 考点三 考点三自由落体和竖直上抛运动 师生共研 想一想如图所示 物体以初速度v0竖直上抛 a b为途中的任意两点 c为最高点 请分析以下问题 1 物体从a c的时间tac与从c a的时间tca有什么关系 2 物体在上升和下降过程经过a点的速度有什么关系 3 从a b和从b a的重力势能变化量有什么关系 39 考点一 考点二 考点三 提示 1 时间对称性 物体上升过程中a c所用时间tac和下降过程中c a所用时间tca相等 2 速度对称性 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 方向相反 3 能量对称性 物体a b和b a重力势能变化量的大小相等 均等于mghab 40 考点一 考点二 考点三 知识整合1 应用自由落体运动规律解题时的两点注意 1 可充分利用自由落体运动初速度为零的特点 比例关系及推论等规律解题 从运动开始连续相等的时间内位移之比为1 3 5 7 一段时间内的平均速度 连续相等的时间t内位移的增加量相等 即 h gt2 2 物体由静止开始的自由下落过程才是自由落体运动 从中间截取的一段运动过程不是自由落体运动 而是竖直下抛运动 应该用初速度不为零的匀变速直线运动规律去解决 41 考点一 考点二 考点三 2 竖直上抛运动的两种研究方法 1 分段法 将全程分为两个阶段 即上升过程的匀减速阶段和下落过程的自由落体阶段 2 全程法 将全过程视为初速度为v0 加速度a g的匀减速直线运动 必须注意物理量的矢量性 习惯上取v0的方向为正方向 则v 0时 物体正在上升 v0时 物体在抛出点上方 h 0时 物体在抛出点下方 42 考点一 考点二 考点三 例7 2016 江西南昌模拟 一个小石块从空中a点自由落下 先后经过b点和c点 不计空气阻力 已知它经过b点时的速度为v 经过c点时的速度为3v 则ab段与ac段位移之比为 a 1 3b 1 5c 1 8d 1 9 答案 解析 43 考点一 考点二 考点三 例8 2016 江苏徐州一中模拟 一气球以10m s的速度匀速竖直上升 从气球上掉下一个物体 经17s到达地面 求物体刚脱离气球时气球的高度 g取10m s2 思维点拨物体离开气球后 先向上做匀减速运动 到达最高点后 向下做匀加速运动 上升段和下降段的加速度均为g 故物体的运动可视为全程的匀变速运动 也可分为上升段的匀减速运动和下降段的自由落体运动 44 考点一 考点二 考点三 解析 解法一 全程法 可将物体的运动全过程视为匀变速直线运动 根据题意画出运动草图 如图甲所示所以物体刚脱离气球时气球的高度为1275m 45 考点一 考点二 考点三 解法二 分段法 如图乙 将物体的运动过程分为a b和b d两段来处理 a b为竖直上抛运动 b d为自由落体运动 在a b段 据竖直上抛规律可知此阶段运动时间为 答案 1275m 46 考点一 考点二 考点三 特别提醒1 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 2 在竖直上抛运动中 由位移公式h v0t gt2 求某一高度h 1 当h 0时 表示物体在抛出点的上方 此时t有两解 较小的t表示上