【红对勾】高考物理 匀变速直线运动的规律及应用课件.ppt

课时2匀变速直线运动的规律及应用 知识点一匀变速直线运动的基本规律 知识回顾 1 匀变速直线运动 1 定义 物体沿一条直线运动 且不变的运动 2 加速度 2 匀变速直线运动的规律 1 三个基本公式 速度公式 v 位移公式 x 位移速度关系式 v2 v02 2 平均速度公式 v0 at 2ax 要点深化 1 如何确定公式中各量正负号 x a v0 v均是矢量 在应用公式时 一般以初速度方向为正方向 凡是与v0方向相同的x a v均为正值 反之为负值 当v0 0时 一般以a的方向为正方向 2 两类特殊的运动问题 1 刹车类问题做匀减速运动到速度为零时 即停止运动 其加速度a也突然消失 求解此类问题时应先确定物体实际运动的时间 注意题目中所给的时间与实际运动时间的关系 对末速度为零的匀减速运动也可以按其逆过程即初速度为零的匀加速运动处理 切忌乱套公式 2 双向可逆类的运动例如 一个小球沿光滑斜面以一定初速度v0向上运动 到达最高点后就会以原加速度匀加速下滑 整个过程加速度的大小 方向不变 所以该运动也是匀变速直线运动 因此求解时可对全过程列方程 但必须注意在不同阶段v x a等矢量的正负号 基础自测 以54km h的速度行驶的火车 因故需要在中途停车 如果停留的时间是1min 刹车引起的加速度大小是30cm s2 启动产生的加速度大小是50cm s2 求火车因临时停车所延误的时间 答案 100s 知识点二匀变速直线运动的重要推论 知识回顾 4 初速度为零的匀加速直线运动的规律 设t为等分时间间隔 1 1t内 2t内 3t内 位移之比x1 x2 x3 2 1t末 2t末 3t末 速度之比v1 v2 v3 3 第一个t内 第二个t内 第三个t内 的位移之比为x x x 12 22 32 1 2 3 1 3 5 解析 由匀变速直线运动的特点 很容易选出正确答案为ac选项 答案 ac 2 一个质点正在做匀加速直线运动 用固定的照相机对该质点进行闪光照相 闪光时间间隔为1s 分析照片得到的数据 发现质点在第1次 第2次闪光的时间间隔内移动了2m 在第3次 第4次闪光的时间间隔内移动了8m 由此不可求得 a 第1次闪光时质点的速度b 质点运动的加速度c 从第2次闪光到第3次闪光这段时间内质点的位移d 质点运动的初速度 图1答案 d 知识点三自由落体和竖直上抛运动 知识回顾 1 自由落体运动 1 条件 物体只在作用下 从开始下落 2 特点 初速度v0 0 加速度为重力加速度g的运动 重力 静止 匀变速直线 3 基本规律 速度公式v 位移公式h 速度位移关系式 v2 gt 2gh 2 竖直上抛运动规律 1 运动特点 加速度为g 上升阶段做运动 下降阶段做运动 匀减速直线 自由落体 2 基本规律速度公式 v 位移公式 速度位移关系式 v2 v02 上升的最大高度 h 上升到最高点所用时间 t v0 gt 2gh 要点深化 对竖直上抛运动的理解1 处理方法 1 全程法将竖直上抛运动视为竖直向上的加速度为g的匀减速直线运动 2 分阶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 图22 竖直上抛运动的重要特性 1 对称性如图2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 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 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 能量对称性物体从a b和从b a重力势能变化量的大小相等 均等于mghab 2 多解性当物体经过抛出点上方某个位置时 可能处于上升阶段 也可能处于下降阶段 造成双解 基础自测 1 关于自由落体运动 下列说法中不正确的是 a 自由落体运动是竖直方向的匀加速直线运动b 前3s竖直方向的位移只要满足x1 x2 x3 1 4 9的运动一定是自由落体运动c 自由落体运动在开始的连续三个2s内的位移之比是1 3 5d 自由落体运动在开始的连续三个2s末的速度之比是1 2 3 解析 自由落体运动是竖直方向上初速度v0 0 a g的匀加速直线运动 满足初速度为零的匀加速直线运动的规律 故a c d均正确 对b项 平抛运动也满足 故b选项错误 答案 b 2 以35m s的初速度竖直向上抛出一个小球 不计空气阻力 g 10m s2 以下判断正确的是 a 小球到最大高度时的速度为0b 小球到最大高度时的加速度为0c 小球上升的最大高度为61 25md 小球上升阶段所用的时间为3 5s 答案 acd 题型一匀变速直线运动规律的应用 例1 汽车自o点由静止开始在平直公路上做匀加速直线运动 途中6s时间内依次经过p q两根电线杆 已知p q相距60m 车经过q点时的速率为15m s 求 1 汽车经过p点时的速率是多少 2 汽车的加速度为多少 3 o p两点间距离为多少 答案 1 5m s 2 1 67m s2 3 7 5m 题后反思解决运动问题的一般方法 1 根据题意 确定研究对象 2 明确物体做什么运动 并且画出运动示意图 3 分析研究对象的运动过程及特点 合理选择公式 注意多个运动过程的联系 4 确定正方向 列方程求解 5 对结果进行讨论 验算 变式1 12002年12月31日 我国与德国合作建设的磁悬浮列车开始运营 这是世界上第一条投入商业性运营的磁悬浮列车线路 该线路全长x 20km 某次列车从始发站出发 先做匀加速运动 当列车达到最大速度v 120m s后 改做匀速运动 经一段时间后 再做匀减速运动 最后恰好停在终点处 已知加速过程所用的时间与减速过程所用时间相等 列车运动的总时间t 440s 求列车做匀加速时加速度的大小 答案保留二位有效数字 答案 0 44m s2 题型二匀变速直线运动推论的灵活应用 例2 一个做匀加速直线运动的质点 在连续相等的两个时间间隔内 通过的位移分别是24m和64m 每个时间间隔为4s 求质点的初速度和加速度 解析 法1 基本公式法画出过程示意图 如图3所示 因题目中只涉及位移与时间 故选择公式 图3 答案 1m s2 5m s 题后反思运动学问题的求解一般均有多种解法 进行一题多解训练可以熟练地掌握运动学规律 提高灵活运用知识的能力 从多种解法的对比中进一步明确解题的基本思路和方法 从而提高解题能力 变式2 1一质点由静止开始作匀加速直线运动 已知它在第2s内的位移是3m 则它在第5s内的位移是多少 解析 因为已知第2s内的位移求第5s内位移 可以根据初速度为零的匀加速直线运动的特点 在连续相等时间内的位移之比x x x 1 3 5 运用比例法求解 因质点做初速度为零的匀加速直线运动 有 x x x 1 3 5 x x 1 3 x 3 x 3 3m 9m 答案 9m 变式2 2一列火车做匀变速直线运动 一人在轨道旁边观察火车运动 发现在相邻的两个10s内 火车从他跟前分别驶过8节车厢和6节车厢 每节车厢长8m 连接处长度不计 求 1 火车的加速度的大小 2 人开始观察时火车速度的大小 答案 1 0 16m s2 2 7 2m s 题型三自由落体和竖直上抛运动图4 答案 16m 题后反思在解决运动学问题的过程中 画运动草图很重要 解题前应根据题意画出运动草图 草图上一定要有规定的正方向 否则用运动代数方程解决问题时就会出现错误 变式3 1气球下挂一重物 以v0 10m s的速度匀速上升 当到达离地高h 175m处时 悬挂重物的绳子突然断裂 那么重物经过多少时间落到地面 落地的速度为多大 空气阻力不计 g取10m s2 解析 本题的研究对象是重物 原来它随气球以速度v0匀速上升 绳子突然断裂后 重物不会立即下降 将保持原来的速度做竖直上抛运动 运动至最高点后再自由下落 将竖直上抛运动分成上升阶段和下落阶段两过程来考虑 1 一人从雪坡上匀加速下滑 他依次通过a b c三个标志旗 已知ab 6m bc 10m 这人通过ab和bc所用时间都等于2s 则这人过a b c三个标志旗的速度分别是 a va 2m s vb 3m s vc 4m sb va 2m s vb 4m s vc 6m sc va 3m s vb 4m s vc 5m sd va 3m s vb 5m s vc 7m s 答案 b 图52 如图5所示 三块完全相同的木块固定在地板上 一初速度为v0的子弹水平射穿第三块木板后速度恰好为零 设木板对子弹的阻力不随子弹的速度而变化 求子弹分别通过三块木板的时间之比 图63 有若干相同的钢球 从斜面上的某一位置每隔0 1s无初速度地释放一颗 在连续释放若干钢球后 对准斜面上正在滚动的若干钢球拍摄到如图6所示的照片 测得ab 15cm bc 20cm 求 1 拍摄照片时b球的速度 2 a球上面还有几颗正在滚动的钢球 答案 1 1 75m s 2 2颗 图74 如图7所示 一名消防队员在演习训练中 沿着长为l的竖立在地面上的钢管往下滑 他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑 滑到地面时速度恰好为零 如果加速和减速运动的加速度大小分别为a1和a2 则下滑过程的最大速度和总时间分别为多少 5 跳水是一项优美的水上运动 图8甲是2008年北京奥运会跳水比赛中小将陈若琳和王鑫在跳台上腾空而起的英姿 其中陈若琳的体重约为40kg 身高约为1 55m 她站在离水面10m高的跳台