导学教程高考物理总复习 第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究 第二节 匀变速直线运动的规律课件 新人教版.ppt

第二节匀变速直线运动的规律 主干回顾 同向 反向 v0 at 2ax 相等 1 2 3 n 12 22 32 n2 1 3 5 2n 1 0 g gt v2 2gh 向上 竖直向下 v0 gt 2gh 1 判断下列说法的正误 1 匀变速直线运动是加速度均匀变化的运动 2 匀加速直线运动是速度均匀变化的直线运动 3 匀加速直线运动的位移是均匀增大的 自我检测 4 在匀变速直线运动中 中间时刻的速度一定小于该段时间内位移中点的速度 5 竖直上抛运动的物体 上升阶段与下落阶段的加速度方向相反 6 做竖直上抛运动的物体 在上升过程中 速度的变化量的方向是向下的 2 汽车遇紧急情况刹车 经1 5s停止 刹车距离为9m 若汽车刹车后做匀减速直线运动 则汽车停止前最后1s的位移是a 4 5mb 4mc 3md 2m答案b 答案a 4 某航母跑道长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b 5 多选 2016 郑州模拟 在某一高度以v0 20m s的初速度竖直上抛一个小球 不计空气阻力 当小球速度大小为10m s时 以下判断正确的是 g取10m s2 a 小球在这段时间内的平均速度大小可能为15m s 方向向上b 小球在这段时间内的平均速度大小可能为5m s 方向向下c 小球在这段时间内的平均速度大小可能为5m s 方向向上d 小球的位移大小一定是15m 答案acd 考点一匀变速直线运动规律的应用1 运动学公式中正 负号的规定直线运动可以用正 负号表示矢量的方向 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 一般以a的方向为正方向 2 两类特殊的匀减速直线运动 考向1基本公式的应用 例1 2014 海南高考 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内通过的距离为7 5m 求该运动员的加速度及在加速阶段通过的距离 审题探究 如何用加速度和时间表示第2秒内的位移 匀加速段和匀速段的时间 位移 速度有什么关系 答案 5m s210m 考向2刹车类问题 例2 空军特级飞行员李峰驾驶歼十战机执行战术机动任务 在距机场54km 离地1750m高度时飞机发动机停车失去动力 在地面指挥员的果断引领下 安全迫降机场 成为成功处置国产单发新型战机空中发动机停车故障 安全返航第一人 若飞机着陆后以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a 288mb 300mc 150md 144m 答案 b 规律总结匀变速直线运动的求解思路 考点二解答匀变速直线运动问题的六种方法 解题方法 考向1基本公式法和平均速度法的应用 例3 2016 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 考向2推论法的应用 例4 多选 2016 成都质检 如图1 2 1所示 物体自o点由静止开始做匀加速直线运动 a b c d为其运动轨迹上的四点 测得ab 2m bc 3m 且物体通过ab bc cd所用的时间相等 则下列说法正确的是 图1 2 1a 可以求出物体加速度的大小b 可以求得cd 4mc 可求得oa之间的距离为1 125md 可求得oa之间的距离为1 5m 答案 bc 答案 t 考向4图象法的应用 例6 多选 近年来我国北方出现大面积的雾霾天气 对交通造成很大影响 假设高速公路上甲 乙两车在同一车道上同向行驶 甲车在前 乙车在后 速度均为v0 30m s 距离s0 100m t 0时刻甲车遇紧急情况后 甲 乙两车的加速度随时间变化如图1 2 3所示 取运动方向为正方向 下列说法正确的是 图1 2 3a t 6s时两车等速b t 6s时两车距离最近c 0 6s内两车位移之差为90md 两车在0 9s内会相撞 解析 由加速度图象可画出两车的速度图象 如图所示 由图象可知 t 6s时两车等速 此时距离最近 图中阴影部分面积为0 6s内两车位移之差 答案 abc 考点三自由落体运动和竖直上抛运动1 竖直上抛运动的研究方法竖直上抛运动的实质是加速度恒为g的匀变速运动 处理时可采用两种方法 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降过程的自由落体阶段 2 全程法 将全过程视为初速度为v0 加速度为a g的匀变速直线运动 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 2 竖直上抛运动的对称性如图1 2 4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 则 1 时间对称性 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 2 速度对称性 物体上升过程经过a点与下降过程经过a点的速度大小相等 3 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 考向1自由落体规律的应用 例7 我国云南地区发生地震 造成巨大地质灾害 交通中断 为及时救治地震中受伤人员 空降兵某部官兵使用新装备从超低空跳伞 若跳伞空降兵在离地面224m高处 由静止开始在竖直方向做自由落体运动 一段时间后 立即打开降落伞 以12 5m s2的平均加速度匀减速下降 为了空降兵的安全 要求空降兵落地速度最大不得超过5m s g取10m s2 则 a 空降兵展开伞时离地面高度至少为125m 相当于从2 5m高处自由落下b 空降兵展开伞时离地面高度至少为125m 相当于从1 25m高处自由落下c 空降兵展开伞时离地面高度至少为99m 相当于从1 25m高处自由落下d 空降兵展开伞时离地面高度至少为99m 相当于从2 5m高处自由落下 答案 c 考向2竖直上抛运动的两种处理方法 例8 10分 王兵同学利用数码相机连拍功能记录运动会上女子跳水比赛中运动员在10m跳台跳水的全过程 所拍摄的第一张照片恰为她们起跳的瞬间 第四张如图1 2 5甲所示 王兵同学认为这时她们处在最高点 第十九张如图乙 她们正好身体竖直 双手刚刚触及水面 查阅资料得知相机每秒连拍10张 设起跳时重心离台面及触水时重心离水面的距离相等 由以上材料 图1 2 5 1 估算运动员的起跳速度大小 2 分析第四张照片是在最高点吗 如果不是 此时重心是处于上升阶段还是下降阶段 1 审读题干 挖掘信息 跳台高10m 运动员触及水面时发生向下的位移10m 相机每秒连拍10张 拍摄两张时间间隔为t 0 1s 第一张到第四张时间间隔t 0 4s 第十九张双手刚触及水面 运动时间t 0 1s 18 1 8s 2 构建情景 确定解题方案 运动员做竖直上抛运动 用全过程法或分段法处理 通过求解上升到最高点所用时间判断 答案 1 3 4m s 2 不是 重心处于上升阶段 规律总结竖直上抛运动解题时应注意的两个问题竖直上抛运动可分为竖直向上的匀减速直线运动和竖直向下的自由落体运动两个阶段 解题时应注意以下两点 1 可用整体法 也可用分段法 自由落体运动满足初速度为零的匀加速直线运动的一切规律及特点 2 在竖直上抛运动中 当物体经过抛出点上方某一位置时 可能处于上升阶段 也可能处于下降阶段 因此这类问题可能造成时间多解或者速度多解 考点四转换研究对象 将多物体的运动转化为单物体的运动 思想方法 当直接研究某些物体规律时 不易或不能得出结论 我们可以通过研究的某些物体相联系的另一物体 即将多个物体的运动转化为一个物体的运动 例9 某同学站在一平房边观察从屋檐边滴下的水滴 发现屋檐的滴水是等时的 且第5滴正欲滴下时 第1滴刚好到达地面 第2滴和第3滴水刚好位于窗户的下沿和上沿 他测得窗户上 下沿的高度差为1m 由此求 g取10m s2 1 屋檐离地面多高 2 滴水的时间间隔为多少 解析 如图所示 如果将这5滴水的运动等效为一滴水的自由落体运动 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 思维提升 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 使解答过程简单明了 在直线运动问题中常见的思维转化方法还有 将末速度为零的匀减速直线运动通过逆向思维转化为初速度为零的匀加速直线运动 将平均速度转化为中间时刻的速度 将位置变化转化为相对运动等 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 6所示 测得xab 15cm xbc 20cm 求 图1 2 6 1 小球的加速度大小 2 拍摄时b球的速度大小 3 拍摄时xcd的大小 4 a球上方滚动的小球还有几颗 答案 1 5m s2 2 1 75m s 3 0 25m 4 2 1 2016 大庆模拟 在交警处理某次交通事故时 通过监控仪器扫描 输入计算机后得到汽车在水平路面上刹车过程中的位移随时间变化的规律为x 20t 2t2 x的单位是m t的单位是s 则汽车在路面上留下的刹车痕迹长度为a 25mb 50mc 100md 200m答案b 随堂巩固 2 一宇航员在某星球表面上做自由落体运动实验 让一个质量为3kg的小球从足够高处自由下落 测得小球在第3s内的位移为3m 下列说法正确的是a 小球在第2s末的速度是2m sb 小球在第3s内的平均速度是1m sc 小球在第2s内的位移是2 4md 小球在前3s内的位移是5 4m答案d 3 多选 2016 泰安模拟 汽车在平直公路上做初速度为零的匀加速直线运动 途中用了6s时间经过a b两根电线杆 已知a b间的距离为60m 车经过b时的速度为15m s 则a 车从出发到b杆所用时间为9sb 车的加速度为15m s2c 经过a杆时速度为5m sd 从出发点到a杆的距离是7 5m答案acd 4 多选 在地震救援行动中 一辆救灾汽车由静止开始做匀变速直线运动 则运动了8s 由于前方突然有巨石滚下 堵在路中央 所以又紧急刹车 匀减速运动经4s停止前 则关于汽车的运动情况 下列说法正确的是a 加速 减速中的加速度大小之比为a1 a2等于2