高三物理专题复习课件 匀变速直线运动.ppt

匀变速直线运动 新课标对知识内容要求掌握的程度 改变以往 知道 理解 掌握 等措辞 统一为 级要求 和 级要求 两个标准 明确了 级要求的含义 基本要求 对所列知识要了解其内容及含义 并能在有关问题中识别和直接使用 较高要求 对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系 能够进行叙述和解释 并能在实际问题的分析 综合 推理和判断等过程中运用 1 质点认识质点的概念 通过实例分析知道质点是一种科学抽象 是一个理想模型 在具体事例中认识在哪些情况下可以把物体看作质点 体会质点模型在研究物体运动中的作用 关于质点重在讲清两个问题 一个方法 科学抽象 两个要点 研究的对象 研究的过程 实际物体在下列三种情况下都可简化为质点 1 物体的大小和形状对研究问题的影响可忽略不计 2 物体上的各点的运动情况都是相同的 所以研究它上面某 点 的运动规律就可以代表它的整体运动情况了 故此物体也可当质点处理 平动的物体 3 有转动 但相对平动而言可以忽略时 也可以把物体视为质点 例1 下列关于质点的说法中正确的是 a 体积很小的物体都可看成质点b 质量很小的物体都可看成质点c 不论物体的质量多大 只要物体的尺寸跟物体间距离相比甚小时 就可以看成质点d 只有低速运动的物体才可看成质点 高速运动的物体不可看做质点 c 误点警示有同学可能错误地认为 小的物体就能看作质点 大的物体不能看作质点 要纠正这类错误 一定要理解质点这个理想化模型的含义 例2 下列关于质点的一些说法 其中正确的是 a 研究和观察日食时 可以把太阳看成质点b 原子核很小 可把它看成质点c 研究地球自转时 不能把地球看成质点d 做花样溜冰的运动员可以看作质点 c 例3 关于质点 下列说法正确的是 a 研究刘翔在110m栏比赛中的过杆技术是否合理时 可以将刘翔看作质点b 陈中和主教练在奥运会女排决赛中 在战术板上布置队员怎样跑位时 不能把女排队员看成质点c 研究奥运会跳水冠军田亮的跳水动作时 不能把他看成质点d 研究乒乓球比赛中打的弧圈球时 不能把乒乓球看作质点 cd 例4 下列情况中的物体 可以看作质点的是 a 地面上放一只木箱 用力作用于上面的箱角 研究它先滑动还是先翻倒的时候b 用外力拖动木箱沿地面作匀速直线运动时c 研究自转情况时的车轮d 计算绕地球运动的卫星的周期时 bd 2 参考系和坐标系知道参考系概念 通过实例的分析了解参考系的意义 在具体问题中正确选择参考系 利用坐标系描述物体的位置及其运动 不要求介绍 惯性系 和 非惯性系 体会研究物理问题中建立参考系的重要性 体验数学工具在物理学中的应用 参考系是为了描述一个物体的运动 选来作为标准 假定不动的物体 参考系的选取是任意的 但选择的原则是使运动的描述尽可能简便 对同一个物体的运动 所选择的参考系不同 对它的运动的描述就会不同 物体做机械运动时 其位置发生变化 为了定量地描述物体的位置及位置的变化 需要在参考系上建立适当的坐标系 对质点的直线运动 一般选质点运动轨迹为坐标轴 在坐标轴上规定原点 正方向和单位长度 建立直线坐标系 当物体在平面上运动时 需采用两个坐标来确定它的位置 当物体做空间运动时 需要用三个坐标来确定它的位置 例5 甲 乙 丙三人各乘一个热气球 甲看到楼房匀速上升 乙看到甲匀速上升 甲看到丙匀速上升 丙看到乙匀速下降 那么 从地面上看 甲 乙 丙的运动情况可能是 a 甲 乙匀速下降 v乙 v甲 丙停在空中b 甲 乙匀速下降 v乙 v甲 丙匀速上升c 甲 乙匀速下降 v乙 v甲 丙匀速下降 且v丙 v甲d 以上说法均不正确 ab 点评 分析这类问题时 要紧扣参考系的定义 根据运动的相对性 由简单到复杂的顺序 先确定有唯一性的 再确定有多种可能性的 一环扣一环 不要出现遗漏 必须明确 选取不同的参照系 同一物体的运动的描述可能是不同的 不同物体的运动的描述可能是相同的 例6 某车站上并排停着两列待发的列车甲和乙 当甲列车车厢里的人从窗口看到乙列车向南移动 从车厢另一侧的窗口看到田野上的树木也向南移动 但比看乙列车移动的速度慢 如果以地面为参照物 上述事实说明 a 甲乙两列车同时开始运动 甲列车向北运动 乙列车向南运动b 甲列车开始向北运动 乙列车未动c 甲乙列车同时开始运动 都向北行驶d 甲乙列车同时开始运动 甲列车向南运动 乙列车向北运动 a 例7 一质点在x轴上运动 各个时刻的位置坐标如下表 请在下面的x轴上标出质点在各时刻的位置 哪个时刻离开坐标原点最远 有多远 3 时间 间隔 和时刻通过实例了解时刻和时间 间隔 的区别和联系 并用数轴表示时刻和时间 间隔 体会数轴在研究物理问题中的应用 4 路程和位移理解位移的概念 通过实例 了解路程和位移的区别 知道位移是矢量 路程是标量 知道时刻与位置 时间与位移的对应关系 用坐标系表示物体运动的位移 1 矢量和标量2 路程和位移的关系 1 路程是质点运动轨迹的实际长度 是标量 没有方向 路程不能描述物体位置的变化 2 位移描述物体的位置变化 既有大小 又有方向 是矢量 用由初位置到末位置的有向线段表示 有向线段的长度表示位移的大小 有向的线段的方向表示位移的方向 位移与运动路径无关 仅由初 末位置决定 3 由于位移是矢量 路程是标量 所以位移不可能和路程相等 但物体做方向不变的直线运动时 位移的大小等于路程 路程 位移的大小 例8 如图 质点从 点出发沿顺时针方向在半径 的圆周做匀速圆周运动 其间最大位移等于 最小位移等于 经过9 4周后的位移大小等于 路程 例9 我国著名篮球运动姚明在原地拍球 球从1 5m高处落下 又被地板弹回 在离地1m处被接住 则球通过的路程和位移的大小分别是 a 2 5m 2 5mb 2 5m 0 5mc 1 5m 1md 1 5m 0 5m 例10 如图1 2所示 为一个质点做直线运动的位移 时间图象 试根据图象对该质点的运动性质及特点作出描述 位移 时间图象描述的是质点在某一方向上的运动 图线的纵坐标值表示质点在某一时刻的位移值 而图线的斜率大小表示质点在对应时刻的运动快慢程度 正负表示运动方向与规定的正方向相同或相反 5 速度匀速直线运动理解物体运动速度的意义 知道速度的定义式 单位和矢量性 理解平均速度的意义 并用公式计算物体运动的平均速度 认识有关反映物体运动速度大小的仪表 知道瞬时速度的意义 在具体问题中识别平均速度和瞬时速度 体会极限的数学思想 知道速度和速率以及它们的区别 理解匀速运动的概念 认识匀速直线运动的s t图像和v t图像 知道v t图像中图线与横轴包围的 面积 表示位移 1 平均速度位移和时间对应2 平均速率3 瞬时速度极限思想 微分 4 速率瞬时速度的大小5 匀速直线运动任意相等时间 例11 物体沿直线运动 下列说法正确的是 a 若物体某一秒内的平均速度是 m s 则物体在这1s内的位移一定是 mb 若物体第1s末的速度是 m s 则物体在第1s内的位移一定是 mc 若物体在10s内的平均速度是 m s 则物体在其中1s内的位移一定是 md 物体通过某位移的平均速度是 m s 则物体在通过这段位移一半时的速度一定是2 5m s 例12 甲 乙 丙三辆汽车以相同的速度经过某一路标 从此时开始 甲车做匀速直线运动 乙车先加速后减速 丙车先减速后加速 它们经过下一个路标的速度相同 则 a 甲车先通过下一个路标b 乙车先通过下一个目标c 丙车先通过下一个路标d 三辆车同时通过下一个目标 例13 物体由a点沿直线运动到b点 前一半时间做速度为v1的匀速运动 后一半时间做匀速为v2的匀速运动 求整个过程的平均速度 若物体前一半位移做速度为v1是匀速运动 后一半位移做速度为v2的匀速运动 整个过程的平均速度又是多少 校运动会百米比赛中 某同学以6m s的速度从起点冲出 经50m处速度为8 2m s 在他跑完全程的中间时刻t 6 2s时 速度为8 3m s 他的百米平均速度是多大 例14 一支队伍沿平直的公路匀速前进 其速度的大小为v 队伍全长为l 一通讯兵从队尾以速度v v v 赶到队前 然后立即返回队尾 求在这个往复的过程中 通讯兵通过的路程 通讯兵的位移大小 解析 设运动的时间分别为t t 则有 通讯兵通过的路程为两段路程的和 即有x v t v t 将上面的关系式代入得 在整个过程中 通讯兵通过的位移大小等于前后两个运动的路程之差 即有 1 准确理解题意 建立物体运动的图景2 两个物体都在运动 必须理清它们的时间 位移 速度等关系 以其中一个运动物体作为参考系 往往可以使问题的求解过程得到简化 在选取其中一个运动物体作为参考系时 必须正确地确定另一个运动物体相对于参考系的速度 6 加速度 理解加速度的物理意义 知道加速度的定义式和单位 用加速度定义式进行计算 并根据加速度与速度方向间的关系判断物体是加速运动还是减速运动 知道平均加速度和瞬时加速度及其区别 理解匀变速直线运动的含义 知道匀变速直线运动v t图像的斜率表示加速度的大小 例15 以下对于加速度这个物理概念的认识中 错误的是 a 加速度数值很大的运动物体 速度可以很小b 加速度数值很大的运动物体 速度的变化量必然很大c 加速度数值很大的运动物体 速度可以减小得很快d 加速度数值减小时 物体运动的速度值也必然随着减小 例16 某物体沿一直线运动 其图象如图所示 则下列说法中正确的是 a 第2s内和第3s内速度方向相反b 第2s内和第3s内的加速度方向相反c 第3s内速度方向与加速度方向相反d 第5s内加速度与速度方向相反 7 匀变速直线运动的规律 匀变速直线运动的速度与时间的规律 匀变速直线运动的位移与时间的规律 关心一个人 伽利略观察 假设 推论 实验检验 修正和推广 谨防一个陷阱 机车减速位移和速度 紧绷一根弦 正方向 渗透几个方法 图象法 极值法 微元法 近似法 估算 级数法 不等式法 熟悉基本公式及推论 灵活运用 一题多解 这部分内容出现较多的是匀变速直线运动的规律 在新课标下 与实际生活和生产密切结合的问题 新高考考查的几率会大大提高 本章知识应多注意对有关交通运输 现代科技 测量运动物体的速度和物体之间距离等题型的归纳和总结 在复习的过程中 熟练地掌握匀变速运动的公式 规律和它们之间的关系 并能灵活的运用和变通 是解决该部分问题的关键 例17 一辆汽车在平直的公路上以72km h的速度匀速行驶 看见红灯后司机开始刹车 设刹车的加速度大小为5m s2 求 刹车后2s内汽车的位移大小 刹车5s后内汽车的位移大小 例18 汽车先以a1 0 5m s2的加速度由静止开始做匀加速直线运动 在20s末改做匀速直线运动 当匀速运动持续10s后 因遇到障碍汽车便紧急刹车 已知刹车的加速度为a2 2m s2 求 1 汽车匀速运动时的速度大小 2 汽车刹车后的6s内所通过的位移 3 在坐标图上画出该汽车运动全过程的速度一时间图象 例19 a b两点相距s 将s平分为n等分 现在让一个物体 可视为质点 从a点由静止开始向b做匀加速运动 但每过一个等分点 加速度都增加a n 试求物体到达b点的速度 例20 质点作匀变速直线运动 第一秒内通过2米 第三秒内通过6米 求 1 质点运动的加速度 2 6秒内的位移 3 第6秒内的平均速度 例21 一列火车作匀变速直线运动驶来 一人在轨道旁观察火车的运动 发现在相邻的两个10s内 火车从他面前分别驶过8节车厢和6节车厢 每节车厢长8m 连接处长度不计 求 火车的加速度a 人开始观察时火车速度的大小 例22 一个质量为m的物块由静止开始沿斜面下滑 拍摄此下滑过程得到的同步闪光 即第一次闪光时物块恰好开始下滑 照片如图1所示 已知闪光频率为每秒10次 根据照片测得物块相邻两位置之间的距离分别为ab 2 40cm bc 7 30cm cd 12 20cm de 17 10cm 求物块经过d时的速度以及物块的加速度 保留3位有效数字 例23 甲 乙两运动员在训练交接棒的过程中发现 甲经短距离加速后能保持9m s的速度跑完全程 乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的 为了确定乙起跑的时机 需在接力区前适当的位置设置标记 在某次练习中 甲在接力区前s0 13 5m处作了标记 并以v 9m s的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令 乙在接力区的前端听到口令时起跑 并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上 完成交接棒 已知接力区的长度为l 20m 求 1 此次练习中乙在接棒前的加速度a 2 在完成交接棒时乙离接力区末端的距离 解 1 设经过时间t 甲追上乙 则根据题意有vt vt 2 13 5将v 9m s代入得到 t 3s 再有v at解得 a 3m s2 2 在追上乙的时候 乙走的距离为s 则 s at2 2代入数据得到s 13 5m所以乙离接力区末端的距离为 s 20 13 5 6 5m 例24 一个物体原来静止在光滑的水平地面上 从t 0开始运动 在第1 3 5 奇数秒内 给物体施加方向向北的水平推力 使物体获得大小为2m s2的加速度 在第2 4 6 偶数秒内 撤去水平推力 向经过多长时间 物体位移的大小为40 25m 例25 一辆汽车在十字路口等候绿灯 当绿灯亮时汽车以3m s2的加速度开始行驶 恰在这时一辆自行车以6m s的速度匀速驶来 从后边赶过汽车 试求 汽车从路口开动后 在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远 此时距离是多少 什么时候汽车追上自行车 此时汽车的速度是多少 例26 火车a以速度v1匀速行驶 司机发现前方同轨道上相距s处有另一火车b沿同方向以速度v2 对地 且v1 v2 做匀速运动 司机立即紧急刹车 火车a做加速度大小为a1的匀减速直线运动 问 要使两车不相撞 a1应满足什么条件 例27 一水平的浅色长传送带上放置一煤块 可视为质点 煤块与传送带之间的动摩擦因数为 起始时 传送带与煤块都是静止的 现让传送带以恒定的加速度a0开始运动 当其速度达到v0后 便以此速度匀速运动 经过一段时间 煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后 煤块相对于传送带不再滑动 求此黑色痕迹的长度 8 运动学图象 牢牢把握截距 斜率 面积 峰值 一阶导数为0 等所代表的物理内涵 这样才能找到解题的突破口 要有意识的注意图象的函数表达 例27 如图为两个物体a和b在同一直线上沿同一方向同时作匀加速运动的v t图线 已知在第3s末两个物体在途中相遇 则物体的出发点的关系是 a 从同一地点出发b a在b前3m处c b在a前3m处d b在a前5m处 c 例28 甲乙两物体在同一直线上运动的 x t图象如图所示 以甲的出发点为原点 出发时刻为计时起点则从图象可以看出 a 甲乙同时出发b 乙比甲先出发c 甲开始运动时 乙在甲前面x0处d 甲在中途停了一会儿 但最后还是追上了乙 acd 例29 t 0时 甲乙两汽车从相距70km的两地开始相向行驶 它们的v t图象如图所示 忽略汽车掉头所需时间 下列对汽车运动状况的描述正确的是 a 在第1小时末 乙车改变运动方向b 在第2小时末 甲乙两车相距10kmc 在前4小时内 乙车运动加速度的大小总比甲车的大d 在第4小时末 甲乙两车相遇 例30 一物体做加速直线运动 依次通过a b c三点 ab bc 物体在ab段加速度为a1 在bc段加速度为a2 且物体在b点的速度为 则 a a1 a2b a1 a2c a1 a2d 不能确定 例31 两支完全相同的光滑直角弯管 如图所示 现有两只相同小球a和a 同时从管口由静止滑下 问谁先从下端的出口掉出 假设通过拐角处时无机械能损失 例32 摩托车在平直公路上从静止开始起动 a1 1 6m s2 稍后匀速运动 然后减速 a2 6 4m s2 直到停止 共历时130s 行程1600m 试求 摩托车行驶的最大速度vm 若摩托车从静止起动 a1 a2不变 直到停止 行程不变 所需最短时间为多少 9 自由落体竖直上抛通过实验 认识空气阻力对落体运动的影响 知道自由落体的概念 结合具体例子的分析 知道自由落体运动的加速度是恒定的 认识自由落体运动的规律 通过查找资料等方式 了解并体会伽利略对物体运动的研究在科学发展和人类进步上的重大意义 初步了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法 自由落体运动是实际运动的一种抽象 是一种模型化的理想运动过程 自由落体运动的条件 只受重力作用 受力条件 从静止开始运动 初始条件 其加速度恒为g竖直上抛运动的特点是有个竖直向上的初速度 物体的加速度亦为g 1 注意题目所给的信息 灵活选择运动学方程列式求解2 处理竖直上抛运动时 无论是分段计算还是对全程列方程 均要把握好方向关系 3 从运动的分解角度要看到一切抛体运动都有相同的运动成分 自由落体运动 在涉及多个物体的抛体运动中选择其中的一个抛体做参考系 则所有抛体之间相对做匀速直线运动 例33 从距离地面125m的高处 每隔相同的时间有静止释放一个小球 不计空气阻力 当第11个小球刚释放时 第1个小球恰好着地 则 1 相邻的两个小球开始下落的时间间隔 s 2 第1个小球恰好着地时 第3个小球和第5个小球间的距离 m 例34 气球以10m s的速度匀速竖直上升 从气球上掉下一个物体 经17s到达地面 求物体刚脱离气球时气球的高度 g 10m s2 例35 a b两球 a从距地面高度为h处自由下落 同时将b球从地面以初速度v0在a球正下方竖直上抛 试分析 1 b球在上升过程中与a球相遇 2 b球在下降过程中与a球相遇 两种情况下 b球初速度v0的取值范围 10 探究速度随时间的变化规律经历 研究物体运动速度随时间变化规律 的探究过程 会用打点计时器来研究匀变速直线运动 运用列表法 图像法处理实验数据 分析运动特点等 体验在实验研究中获取数据 作出图像 分析图像 寻找规律的科学思维方法 1 器材 两种计时器的异同2 实验原理3 实验过程设计4 数据处理 图表计算图象5 误差 偶然误差 系统误差 绝对误差 相对误差6 有效数字 例36 在测定匀变速直线运动的加速度的实验中 小车带动的纸带上记录的一些点如图 在每相邻的两点中间都有四个点未画出 按时间顺序取0 1 2 3 4 5六个点 用米尺量出1 2 3 4 5点到0点的距离分别是8 7816 0821 8726 1628 94 单位 厘米 由此可得小车的加速度的大小为米 秒2 方向为 打下第3点时的速度大小为米 秒 例36 例36 例37 例38 1 考查探究性实验 徐州市期末统考卷t10利用光控实验板进行了 探究自由落体的下落高度与速度之间的关系 在数据分析过程中 小组同学先得出了vb h图象 继而又得出vb2 h图象 如图所示 请根据图象回答下列问题 1 小明同学在得出vb h图象后 为什么还要作出vb2 h图象 2 若小球下落过程机械能守恒 根据实验操作及数据处理 你能否得出重力加速度g 如果能 请简述方法 例39 北京08奥运会 跳高如图 一位身高1 80m的跳高运动员擅长背越式跳高 他经过25m弧线助跑 下蹲0 2m蹬腿 起跳 划出一道完美的弧线 创造出他的个人最好成绩2 39m 设其重心c上升的最大高度实际低于横杆0 1m 如果他在月球上采用同样的方式起跳和越过横杆 请估算他能够跃过横杆的高度为多少 某同学认为 该运动员在地球表面能够越过的高度h 0 1 则有v0 该名运动员在月球上也以起跳 能够越过的高度h 0 1 根据万有引力定律 月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的1 6 所以h 你觉得这位同学的解答是否合理 如果是 请完成计算 如果你觉得不够全面 请说明理由 并请并用你自己的方法算出相应的结果 例39 北京08奥运会举重运动是力量和技巧充分结合的体育项目 就 抓举 而言 其技术动作可分为预备 提杠铃 发力 下蹲支撑 起立 放下杠铃等六个步骤 图甲所示的照片表示了其中的几个状态 现只研究从发力到支撑这个过程 测得轮子在照片中的直径是d 0 9cm 在照片上用尺量出从发力到支撑 杠铃上升的距离为1 4cm已知运动员所在地举杠铃直径d 0 45m 质量m 150kg 运动员从发力到支撑历时t 0 7s 为简便起见 可以认为在该过程中运动员作用在杠铃上的竖直向上的作用力与时间的关系如图乙 杠铃相应的速度与时间的关系如图丙 空气阻力不计 g取10m s2 则 1 估算在从发力到支撑的过程中杠铃向上运动的最大速度 2 在f t图象中的f0的值