【同步导学】高中物理课件 2.4匀变速直线运动规律的应用课件 沪科版必修1.ppt

2 4匀变速直线运动规律的应用 1 追及和相遇问题概述当两个物体在同一条直线上运动时 由于两物体的运动情况不同 所以两物体之间的 会不断发生变化 两物体间距越来越大或越来越小时 就会涉及追及 相遇或避免碰撞等问题 距离 2 追及问题的两类情况 1 速度大者减速 如匀减速直线运动 追速度小者 如匀速运动 当两者速度相等时 若追者位移与被追者位移之差仍小于初始间距 则永远追不上 此时两者间有 距离 若两者位移之差与初始间距相等 且两者速度相等时 则恰能追上 也是两者 的临界条件 若两者位移之差与初始间距相等时 追者速度仍大于被追者的速度 则被追者还有一次追上追者的机会 其间速度相等时两者间距离有一个 值 2 速度小者加速 如初速度为零的匀加速直线运动 追同地点出发的速度大者 如匀速运动 当两者速度相等时有 距离 若两者位移相等时 则追上 重点解读解答匀变速直线运动问题的基本思路 1 仔细审题 找出已知条件 明确物体的运动过程和待求量 2 规定正方向 一般取初速度方向为正 设物理量 并确定矢量的正负号 可画过程图 把各量标于图上 3 选择恰当的公式列方程 代入已知条件求解 4 讨论结果是否符合题意 并据正负号确定矢量方向 物体做匀变速直线运动 相邻的相等的时间间隔t内的位移差是一个恒量 即 s sn sn 1 at2 此结论经常被用来判断物体是否做匀变速直线运动 两个连续的相等的时间内的位移之差 s s2 s1 v1 v0 t at2因为t是个恒量 小车的加速度也是个恒量 因此 s也是个恒量 即 只要物体做匀变速直线运动 它在任意两个连续相等的时间内的位移之差等于一个常数 答案 1 45m 2 28s 方法总结 1 求解 追及 相碰 问题的基本思路是 根据对两物体运动过程的分析 画出物体的运动示意图 根据两物体的运动性质 分别列出两个物体的位移方程 注意要将两物体运动时间的关系反映在方程中 由运动示意图找出两物体位移间关联方程 联立方程求解 2 分析 追及 相遇 问题应注意的事项 分析 追及 相遇 问题时 一定要抓住一个条件 两个关系 一个条件是两物体的速度满足的临界条件 如两物体距离最大或最小 恰好追上或恰好追不上等 两个关系是时间关系和位移关系 其中通过画示意图找到两物体位移之间的数量关系 是解题的突破口 答案 1 25m 2 10s 解析 在t 4s之前 a b c物体开始阶段速度方向均为正 方向相同 当t 4s时 a b两物体发生的位移相同 但由于两物体不是同地出发 因此此时两者并没有相遇 而a c两物体是同时同地出发 此时两者的位移也相等 故此时两物体相遇 当t 2s时 a b两物体的速度相同 此时应当为两者之间距离的一个极值 但由于初始状态不清 没有明确a b谁在前 故出现 相距最远 和 相距最近 两种可能 答案 c 评析 1 v t图象中 由于位移的大小可以用图线和时间轴包围的面积表示 因此可以根据面积判断物体是否相遇 还可以根据面积差判断物体间距离的变化 2 用图象法求解运动学问题形象 直观 利用运动图象可以直接得出物体运动的速度 位移 加速度 甚至可以结合牛顿第二定律根据加速度来确定物体的受力情况 解析 图象为小车运动的v t图象不是实际运动的轨迹 不能说小车一定做曲线运动 从图象上知小车的最大速度为0 8m s 从图象的面积可计算出运动的位移约为8 2m d正确 答案 d 指点迷津 因为剪断悬线的瞬间 由于惯性 小物体仍具有向上的速度5m s 所以它不会立即下落 而是做竖直上抛运动 可把上升与下降阶段合为一个整体来解答 答案 4s 逆向思维方法的应用把物体所发生的物理过程逆过来加以分析的方法叫逆向转换法 比如 把末速度为零的匀减速直线运动逆过来转换为初速度为零的匀加速直线运动等效处理 使用时要注意 要使逆过来后的运动与逆过来前的运动位移 速度 时间具有对称性 必须保证逆过来前后物体的加速度大小 方向均要相同 1 将物理过程逆向 利用公式法解答匀减速直线运动问题 某汽车紧急刹车后经7s停止 在此过程中汽车的运动可看做匀减速直线运动 它在最后1s内的位移是2m 则汽车在刹车过程中通过的位移和开始刹车时的速度各是多少 答案 98m28m s 点评 本题采用正向解答比较繁琐 因为最后1s的位移就是总位移与前6s内位移之羞 应用逆向思维可以使问题求解变得简单方便 2 将物理过程逆向 利用比值法解答匀减速直线运动问题相当一部分运动问题在运用正向思维解答时 往往思路繁琐 不如逆向思维顺畅 逆向法不拘于题目中条件出现的先后顺序 进行逆向分析推理往往使问题变得简单容易 完全相同的三块木块 固定在水平面上 一颗子弹以速度v水平射入 子弹穿透第三块木块时的速度恰好为零 设子弹在木块内做匀减速直线运动 则子弹先后射入三木块前的速度之比是多少 穿过三木块所用的时间之比是多少 答案 见解析 1 汽车后刹车灯的光源 若采用发光二极管 led 则通电后亮起的时间 会比采用灯丝的白炽车灯大约快0 5秒 故有助于后车驾驶提前作出反应 假设后车以50km h的车速等速前进 则在0 5秒的时间内 后车前行的距离大约为多少公尺 a 3b 7c 12d 25 答案 b 解析 v t图象斜率表示加速度的大小 a正确 第1s末与第3s末速度均沿正方向 c正确 答案 ac 解析 v t图象的斜率代表加速度 所以b正确 两图象斜率的正 负不同 因此c错误 甲图象的斜率大于乙图象的斜率 所以d错误 图象下的面积表示位移 0 1s内甲 乙图象下的面积不等 所以a错误 答案 b 解析 本题为追及问题 从题图中看到开始甲比乙运动快 且早出发 但是乙做匀加速运动 最终是可以追上甲的 a项错误 t 20s时 速度图象中甲的速度图线与时间轴所围的面积大于乙的 即甲的位移大于乙的位移 所以乙没有追上甲 b项错误 在t 20s之前 甲的速度大于乙的速度 在t 20s之后 乙的速度大于甲的速度 c项正确 乙在追上甲之前 当它们速度相同时 它们之间的距离最大 对应的时刻为t 20s d选项错误 答案 c 5 a b两辆汽车在笔直的公路上同向行驶 当b车在a车前84m处时 b车速度为4m s 且正以2m s2的加速度做匀加速运动 经过一段时间后 b车加速度突然变为零 a车一直以20m s的速度做匀速运动 经