高中物理 第2章 第3节 从自由落体到匀变速直线运动课件 粤教版必修1.ppt

第三节从自由落体到匀变速直线运动 1 关于自由落体运动 下列说法中不正确的是 a 物体竖直向下的运动一定是自由落体运动b 自由落体运动是初速度为零 加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动c 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫做自由落体运动d 当空气阻力的作用比较小 可以忽略不计时 物体自由下落可视为自由落体运动 答案 a 精彩回眸 2 做自由落体运动的物体 每秒的速度增量总是 a 大小相等 方向相同b 大小不等 方向不同c 大小相等 方向不同d 大小不等 方向相同 答案 a 解释 自由落体运动是匀变速直线运动 加速度为重力加速度g 由 v g t知每秒内速度的增量相等 故a正确 答案 c 知识梳理 v0 at 思考 一辆汽车启动时加速 加速度方向与速度方向一致 若加速度减小 则其速度是减小吗 答案 如果一个物体做加速运动 即加速度与速度方向相同 加速度由大变小说明在单位时间内速度增加量比前一时间少了 但速度仍在增加 故加速度减小时速度不一定减小 同理若物体做减速运动不论加速度增大还是减小 速度一定是减小的 即 加速度与速度方向相同时不论加速度如何变化 速度一定是增加的 加速度与速度方向相反时不论加速度如何变化 速度一定是减小的 速度与时间的关系式 2 对速度公式vt v0 at的理解 1 此式叫匀变速直线运动的速度公式 它反映了匀变速直线运动的速度随时间变化的规律 式中v0是开始计时时刻的速度 vt是经过时间t后的瞬时速度 2 速度公式中 末速度vt是时间t的一次函数 其v t图象是一条倾斜的直线 斜率即为加速度a 纵轴上的截距为初速度v0 3 此速度公式既适用于匀加速直线运动 也适用于匀减速直线运动 式中v0 vt a都是矢量 在直线运动中 当规定了正方向后 它们都可用带正 负号的代数值表示 则矢量运算转化为代数运算 通常情况下取初速度方向为正方向 对于匀加速直线运动 a取正值 对于匀减速直线运动 a取负值 计算结果若vt 0 说明vt的方向与v0方向相同 若vt 0 则说明vt的方向与v0方向相反 4 此公式中有四个物理量 知道任意三个物理量便能确定第四个物理量 5 从静止开始的匀加速直线运动 即v0 0 则vt at 速度与时间成正比 例1 汽车以54km h的速度匀速行驶 现在汽车又以0 5m s2的加速度开始加速 经过20s后汽车的速度达到多少 解析 初速v0 54km h 15m s加速度a 0 5m s2 时间t 20s由速度公式vt v0 at得20s后速度为vt v0 at 15m s 0 5 20m s 25m s 90km h 答案 90km h题后反思 解题要首先分析物体的运动过程 判断物体在做匀加速直线运动还是匀减速直线运动 然后确定物体的初 末状态的速度 某型号喷气式飞机速度达到95m s即可升空 假定飞机从静止开始以3 5m s2的加速度匀加速滑行 则飞机从启动到起飞共滑行多长时间 答案 27 1s 1 v t图象中的 面积 在匀变速直线运动中 虽然速度时刻变化 但只要时间足够小 速度的变化就非常小 在这段时间内近似应用我们熟悉的匀速运动的公式计算位移 其误差也非常小 如图2 3 2所示 位移与时间的关系 图2 3 2 如果把每一小段 t内的运动看作匀速运动 则矩形面积之和等于各段匀速直线运动的位移之和 显然小于匀变速直线运动在该时间内的位移 但时间越小 各匀速直线运动位移和匀变速直线运动位移之间的差值就越小 当 t 0时 各矩形面积之和趋近于v t图象下面的面积 可以想象 如果把整个运动过程划分得非常非常细 很多很多小矩形的面积之和就能准确代表物体的位移了 位移的大小等于图2 3 2丙中梯形的面积 匀变速直线运动的v t图象中图线所围 面积 表示位移 3 注意 1 位移公式反映了匀变速直线运动的位移随时间变化的规律 式中的位移是指0 t时间段上的位移 即运动质点在t时刻相对初始位置的位移 2 公式中 v0 vt a s均是矢量 应用时要规定正方向 凡与正方向相同者取正值 相反者取负值 所求矢量为正值者 表示其方向与正方向相同 为负值者 表示其方向与正方向相反 一般取初速度v0方向为正方向 例2 某种型号的飞机以60m s的速度着陆 着陆后飞机的运动可看作匀减速运动 加速度大小为6m s2 求飞机着陆后12s内的位移的大小 答案 300m 题后反思 解决运动学问题要善于由题意画出图示 利用图示解题不论是从思维上还是过程的叙述上都变得简洁 图示有助于我们思考 使整个运动一目了然 这样可以帮助我们灵活选择公式解题 做匀加速直线运动的物体 在前3s内通过了18m 在紧接着的2s内又通过了22m 求它的初速度和加速度 答案 3m s2m s2 匀变速直线运动位移与速度的关系 例3 有些航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统 已知某型号的战斗机在跑道上加速时可能产生的最大加速度为5 0m s2 起飞速度为50m s 如果要求该飞机滑行100m后起飞 问弹射系统必须使飞机具有多大的初速度 如果某舰上没有安装弹射系统 要求该飞机仍能在此舰上正常起飞 问该舰身长至少应为多少 答案 38 7m s250m 发现号 航天飞机在完成了最后一次空间任务后 在佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心安全降落 刚着陆时速度为100m s 在着陆的同时立即打开阻力伞 再加上地面的摩擦作用 产生大小为4m s2的加速度 请你研究一下 这条跑道至少要多长 图2 3 3 答案 1250m 例4 从车站开出的汽车 做匀加速运动 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 总共历时20s 行进了50m 求汽车的最大速度 综合 拓展 提高 答案 5m s 题后反思 1 分析物体的运动问题 要养成画物体运动草图的习惯 并在图中标注有关物理量 这样将加深对物体运动过程的理解 有助于发现已知量与未知量之间的相互关系 迅速找到解题的突破口 2 如果一个物体的运动包含几个阶段 就要分段分析 弄清物体在每段上的运动情况及遵循的规律 应该特别注意的是各段交接点处的速度往往是解题的关键 该点速度是前段的末速度 同时又是后段的初速度 是联系前 后两段的桥梁 并要注意前 后段的位移s 加速度a 时间t之间的联系