高中物理 2.3 从自由落体到匀变速直线运动 11课件 粤教版必修1.pptVIP

学案3从自由落体到匀变速直线运动 匀变速直线运动是一种理想化的运动模型 生活中的许多运动由于受到多种因素的影响 运动规律往往比较复杂 但我们忽略某些次要因素后 有时也可以把它们看成是匀变速直线运动 例如 在平直的高速公路上行驶的汽车 在超车的一段时间内 可以认为它做匀加速直线运动 刹车时则做匀减速直线运动 直到停止 深受同学们喜爱的滑板车运动中 运动员站在板上从坡顶笔直滑下时做匀加速直线运动 笔直滑上斜坡时做匀减速直线运动 那么 速度随时间变化的关系式和位移随时间变化的关系式呢 学点1匀变速直线运动规律 1 基本规律速度公式 位移公式 平均速度公式 速度 位移关系式 2 匀变速直线运动规律应用原则在匀变速直线运动的速度公式和位移公式中 速度 位移和加速度都是矢量 通常取初速度方向为正方向 当物体做匀加速直线运动时 加速度方向与初速度方向相同 即沿正方向 所以加速度为正值 当物体做匀减速直线运动时 加速度方向和初速度方向相反 即沿负方向 所以加速度为负值 在应用速度公式和位移公式时 一定要注意各矢量的方向 代入公式时要将表示物理量方向的正 负号代入公式中 例1 一物体做 5m s 加速度为3的匀加速直线运动 求它在第1s末 第5s末和第8s初的瞬时速度 答案 8m s 20m s 26m s 解析 根据速度公式求解 当t 1s时 5 3 1 m s 8m s 当t 5s时 5 3 5 m s 20m s 当t 7s时 5 3 7 m s 26m s 1 汽车从静止开始以1 0的加速度运动 求 1 汽车运动5 0s通过的位移是多少 2 汽车第2s内运动的位移是多少 3 汽车在第2s内的平均速度是多少 12 5m 1 5m 1 5m s 证明 如图所示 则t时间内的平均速度t中间时刻的瞬时速度所以 学点2匀变速直线运动的两个重要推论 1 任意两个相邻的连续相等的时间间隔 t 内 位移之差是一恒量 即 证明 所以 即为恒量 由此结论可以来求匀变速直线运动的加速度 即 2 在一段时间的中间时刻的瞬时速度等于这一段时间内的平均速度 即 例 某同学在研究小车的运动实验中 获得一条点迹清晰的纸带 已知打点计时器每隔0 02s打一个计数点 该同学选择a b c d e f六个计数点 对计数点进行测量的结果记录在图中 单位是cm 1 试计算在打下a b c d e f各点时小车的瞬时速度va vb vf各为多大 2 计算小车的加速度多大 答案 1 0 335m s 0 415m s 0 495m s 0 575m s 0 655m s 0 735m s 2 2 0m s2 解析 由上图可知 相邻的计数点的时间间隔t 2 0 02s 0 04s 1 vb ac 2t 3 32 2 0 04 cm s 0 415m svc bd 2t 5 46 1 50 2 0 04 cm s 0 495m svd ce 2t 7 92 3 32 2 0 04 cm s 0 575m sve df 2t 10 70 5 46 2 0 04 cm s 0 655m s由vb va vc 2得va 2vb vc 0 335m s由ve vd vf 2得vf 2ve vd 0 735m s 2 应用公式 s at2计算加速度a由上图可知s1 ab 1 50cm s2 bc 1 82cm s3 cd 2 14cm s4 de 2 46cm s5 ef 2 78cm 可见s2 s1 0 32cm s3 s2 0 32cm s4 s3 0 32cm s5 s4 0 32cm 即 s 0 32cm 所以 加速度a s t2 0 32 0 04 2cm s2 200cm s2 2 0m s2 2 如图所示为一做匀加速直线运动的小车通过打点计时器所得纸带的一部分 a为任选的第一点 b c是第11点和第21点 若小车运动的加速度是10m s2 则打点计时器的频率为 hz 100 初速度为零的匀加速直线运动 设t为等分时间间隔 1 1t末 2t末 3t末 nt末瞬时速度的比为v1 v2 v3 vn 1 2 3 n 1t内 2t内 3t内 n 内位移的比为s1 s2 s3 sn 12 22 32 n2 第一个t内 第二个t内 第三个t内 第n个 内位移的比为s s s sn 1 3 5 2n 1 4 从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比为t1 t2 t3 tn 1 学点3初速度为零的匀加速直线运动的特点 汽车刹车后做匀减速直线运动 经过3s停止运动 那么汽车在先后连续相等的三个1s内通过的位移之比s1 s2 s3为 a 1 3 5b 5 3 1c 1 2 3d 3 2 1 3 例3 站台上有一观察者 在火车开动时在第1节车厢前端的附近 第1节车厢在5s内驶过此人 设火车做匀加速直线运动 求第10节车厢驶过此人需要多长时间 解析 以列车为参考系 观察者相对列车做初速度为零的匀加速直线运动 初速度为零的匀加速直线运动在连续相等位移内所用时间的比为t1 t10 1 所以t10 t1 0 81s 答案 0 81s b 解析 火车进站速度v 54km h 15m s 火车进站做匀减速运动通过的路程s a 此过程用去的时间 a1 火车出站做匀加速运动通过的路程s a 此过程用去的时间 a 火车正常行驶时在 s s 路程内所需时间 s s 火车因靠站而延误的时间 s 例4 在正常情况下 火车以 4 的速度匀速地开过一个小站 现因需要 必须在这一小站停留 火车将要到小站时以 0 5 的加速度做匀减速运动 停留 后 又以 的加速度驶出小站 一直恢复到原来的速度 求因列车停靠小站而延误的时间 答案 一辆值勤的警车停在公路边 当警员发现从他旁边驶过的货车 以8m s的速度匀速行驶 有违章行为时 决定前去追赶 经2 5s警员将警车发动起来 然后以2m s2的加速度匀加速追赶 试问 1 警车要多长时间才能追上违章货车 2 在警车追上货车前 两车间的最大距离是多少 4 点评 从速度 时间图象上分析延误的时间 如图所示 图中图线 表示正常情况 图线 表示到站减速和离站加速的情况 画斜线的梯形面积的大小表示由于停站而延误的路程 这段路程除以正常速度 就是延误的时间 要学好物理学 首先要对基本概念 基本规律和思维方法准确地理解与应用 如果能够把握由基本规律所导出的一些推论 在学习上就会达到一个更高的层次 在解决问题的过程中 才能够做到灵活 准确 迅速 10s 36m 点拨 首先要明确有几个物体在运动 它们做何种形式的运动 是匀速直线运动还是匀变速直线运动 若是匀变速直线运动 是加速还是减速 初速度怎样等 其次 要对整个运动过程有全面了解 分清经历了几个不同的过程 这样就可避免解题时的盲目性 要做到这一点 审题是关键 要求我们在解题之前 必须仔细分析题目叙述的条件 其中包括搞清一些隐含的条件 更重要的是要透彻了解