2011高考物理 匀速直线运动讲义 新人教版

用心 爱心 专心1 1 20112011 高考物理高考物理 匀速直线运动讲义匀速直线运动讲义 新人教版新人教版 温故自查 1 定义 物体在一直线上运动 如 果在相等时间内速度变化相等 这种运动叫匀变速直线运动 2 特点 a 恒量 2 3 公式 以上式中 v0 vt a x 均为矢量 应用时应先规定正方向 凡与正方向相同者取 正值 相反者取负值 3 考点精析考点精析 1 匀变速直线运动的公式涉及五个物理量 v0 vt a x 和 t 其中 v0和 a 决定物体的运动性质 指做匀加速运动 匀减速运动 所以称为特征量 x 和 vt随 着时间 t 的变化而变化 2 在只有规定初速度 v0的方向为正方向时 若物体做匀加速直线运动 a 与 v0是同向的 a 应取正值 若物体做匀减速直线运动 a 与 v0是反向的 a 应取 负值 3 从加速度的角度来看 只要加速度 大小和方向 一定即为匀变速直线运动 可能是单向的直线运动 也可能是往返的直线运动 4 用心 爱心 专心2 4 取初速度 v0方向为正 一般习惯 在匀减速直线运动中 单向或往返 vt x 可为正值也可为负值 vt为正值说明物体正在向正方向减速运动 vt为负值 则向负方向匀加速运动 也可理解为向正方向做匀减速运动 x 为正值 说明物体处于正方向的某位置 x 为负值说明物体已经返回到参考点后 继续运动到负方向上的某点 5 综上所述 上述几个公式并不只适用于单向的匀变速直线运动 对往返的匀变速直线运动同样适用 可将运动的全过程作为一个整体直接应用公式计 算 从而避免了分段计算带来的麻烦 但要对 v x a 正 负值做出正确的判断 这一点是应用时的关键 5 6 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 12 22 32 2 1T 末 2T 末 3T 末 速度之比 v1 v2 v3 1 2 3 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 进制 1 3 5 4 从静止开始通过连续相等的位移所用时间之比为 用心 爱心 专心3 7 考点精析考点精析 1 一个做匀减速直线运动的物体 末速度为零 若将整个运动时间分为相等的 n 个 T 整个运动位移分为相等的 n 个 x 可以得到如同初速度为零的匀加速 直线运动相似的比例关系式 只是二者首尾颠倒 2 基本公式加上这么多推论公式 应该如何选择呢 一种方法是不管推论只选基本公式 把已知量代入基本公式求解 再一种方法是分析已知量 相关量与 待求量 看这些量共存于哪个公式中 这个公式就是要选取的最合适的公式 前种方法需要列出的方程个数多 求解麻烦 后者选公式需要花点工夫 但列 出的方程数目少 求解比较简单 8 温故自查温故自查 1 自由落体运动的概念 物体只在重力作用下从 静止 开始下落的运动 叫做自由落体运动 2 自由落体运动的特点 v0 0 a g 9 8 m s2 方向 竖直向下 9 3 自由落体运动的规律 vt gt h gt2 v 2gh 10 考点精析考点精析 1 自由落体运动实际上是物理学中的理想化运动 只有满足一定的条件才能把实际的落体运动看成是自由落体运动 第一 物体只受重力作用 如果还受 空气阻力作用 那么空气阻力与重力相比可以忽略不计 第二 物体必须从静止开始下落 即初速为零 必须是从静止开始算起的自由下落过程才是自由落体运动 从中间取的一段运动过程不是自由落体运动 用心 爱心 专心4 2 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 1 满足初速度为零的匀变速运动的几个推论的比例关系 2 连续相等的时间内位移的增加量相等 x gt2 11 温故自查 1 竖直上抛运动的概念 物体以初速 v0竖直上抛后 只在重力作用下而做的运动 叫做竖直上抛运动 2 竖直上抛运动的规律 取向上的方向为正方向 有 vt v0 gt 12 3 几个特征量 1 上升的最大高度 hm v 2g 2 上升到最大高度处所需时间 t 上和从最高点处落回原抛出点所需时间 t下相等 即 t上 t下 v0 g 13 考点精析考点精析 用心 爱心 专心5 1 竖直上抛运动的两个结论 2 竖直上抛运动的对称性 1 时间对称性 物体在上升和下降过程中通过同一竖直距离所用时间相同 2 速度对称性 物体在上升和下降过程中通过同一位置时速度大小相等 方向相反 14 3 对竖直上抛运动的处理法 1 二步分析法 根据竖直上抛的过程特点 以达到的最高点为界 可分为上升过程的匀减速直线运动和下降过程的自由落体运动 两个阶段分别按其对应的运动形式选用相 应规律 2 整体分析法 竖直上抛运动中 其加速度始终不变 因此实质上是一个统一的匀变速直线运动 从整体上分析 一般取竖直向上的方向作为正方向 竖直上抛运动就是以 v0为初速度的匀减速直线运动 其速度公式和位移公式可以统一为 15 命题规律 考查对匀变速直线运动规律的理解 会利用有关公式进行计算 并能利用不同方法灵活解答问题 考例 1 已知 O A B C 为同一直线上的四点 AB 间的距离为 l1 BC 间的距离为 l2 一物体自 O 点由静止出发 沿此直线做匀加速运动 依次经过 A B C 三点 已知物体通过 AB 段与 BC 段所用的时间相等 求 O 与 A 的距离 用心 爱心 专心6 16 17 总结评述 对于用运动学规律解题的题目 基本思路是 抓住一段运动过程 寻找 v0 vt t s a 五个量中的任三个量 选用合适的规律列式 对于缺少 的物理量 可以题设 实际解题过程中往往会消去 由于运动学公式较多 因此解运动学问题往往可以一题多解 本题同学们不妨尝试一下用其他方法解 题 18 一物体从斜面顶端由静止开始匀加速下滑 最初 3s 内的位移为 x1 4 5m 最后 3s 内的位移为 x2 10 5m 求斜面的长度 用心 爱心 专心7 答案 12 5m 19 命题规律 考查对自由落体和竖直上抛运动的理解及特征的应用 考例 2 2009 河南信阳调研 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 20 用心 爱心 专心8 答案 ACD 21 总结评述 竖直上抛问题通常有两类问题 一类是研究单个物体的竖直上抛问题 这类问题通常用分段法或整体法来研究 分段法就是把竖直上抛运动看 成是匀减速上升和自由落体运动两个过程研究 整体法就是把整个过程看成是匀变速运动 规定正方向后与正方向同向的矢量取正 反之取负 运动学公式 仍然成立 一类是追及相遇类问题 这类问题常用相对运动解题 22 取一根长 2m 左右的细线 5 个铁垫圈和一个金属盘 在线端系上第一个垫圈 隔 12cm 再系一个 以后垫圈之间的距离分别为 36cm 60cm 84cm 如图所 示 站在椅子上 向上提起线的上端 让线自由垂下 且第一个垫圈紧靠放在地面上的金属盘内 松手后开始计时 若不计空气阻力 则第 2 3 4 5 各垫 圈 用心 爱心 专心9 23 解析 垫圈的运动可以看成倒过来的初速度为零的匀加速运动 垫圈之间的距离分别为 12cm 36cm 60cm 84cm 满足 1 3 5 7 的关系 因此时间间隔相等 用心 爱心 专心10 A 错误 B 正确 各个时刻末的速度之比应为 1 2 3 4 依次落到盘上的时间关系为 1 2 3 4 C D 错误 答案 B 24 命题规律 对实际问题进行分析建立物理模型 利用合理的物理方法和规律解答 考查理解能力 分析问题能力 抽象思维能力 建模能力等 考例 3 2009 江苏 如图所示 以 8m s 匀速行驶的汽车即将通过路口 绿灯还有 2s 将熄灭 此时汽车距离停车线 18m 该车加速时最大加速度大小为 2m s2 减速时最大加速度大小为 5m s2 此路段允许行驶的最大速度为 12 5m s 下列说法中正确的有 25 A 如果立即做匀加速运动 在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线 B 如果立即做匀加速运动 在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速 C 如果立即做匀减速运动 在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线 D 如果距停车线 5m 处减速 汽车能停在停车线处 答案 AC 26 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 用心 爱心 专心11 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 27 28 答案 1 3m s2 2 6 5m 用心 爱心 专心12 29 命题规律 考查质点做多过程匀变速直线运动的分析方法 能灵活运用匀变速直线运动的规律解决有关问题 考例 4 2009 湖南月考 10 米折返跑 的成绩反应了人体的灵 敏素质 测定时 在平直跑道上 受试者以站立式起跑姿势站在起点终点线前 当听到 跑 的口令后 全力跑向正前方 10 米处的折返 线 测试员同时开始计时 受试者到达折返线处时 用手触摸折返线处的物体 如木箱 再转身跑向起点终点线 当胸部到达起点终点线的垂直面时 测试 员停表 所用时间即为 10 米折返跑 的成绩 30 设受试者起跑的加速度为 4m s2 运动过程中的最大速度为 4m s 快到达折返线处时需减速到零 减速的加速度为 8m s2 返回时达到最大速度后不需减速 保持最大速度冲线 求该受试者 10 米折返跑 的成绩为多少秒 31 用心 爱心 专心13 32 答案 6 25s 33 2008 年初的南方雪灾给我国造成了巨大的损失 积雪对公路行车的危害主要表现在路况的改变 路面积雪经车辆压实后 车轮与路面的摩擦力减小 汽车易 左右滑摆 同时 汽车的制动距离也难以控制 一旦车速过快 转弯太急 都可能发生交通事故 如果一辆小汽车在正常干燥路面上行驶时速度为 108km h 司机从发现前方有情况到开始刹车需要 0 5s 的反应时间 已知轮胎与干燥路面的动摩擦因数为 0 75 g 10m s2 问 1 在正常干燥路面上行驶 司机从发现前方有紧急情况到使车停下来 汽车行驶距离为多少 2 若汽车与雪地间的动摩擦因数为 当司机发现前方有紧急情况时要使车在上述相同距 离内停下来 汽车行驶速度不能超过多少 34 解析 1 在干燥路面上 v0 108km h 30m s 用心 爱心 专心14 设反应时间为 t1 0 5s 在反应时间内汽车匀速行驶距离 s1 v0 t1 刹车后匀减速行驶 由牛顿第二定律有 1mg ma1 35 答案 1 75m 2 36km h 36 命题规律 逆向过程处理 逆向思维法 是把运动过程的 末态 作为 初态 来反向研究问题的方法 如物体做加速运动看成反向的减速运动 物体做减速运动看 成反向的加速运动 该方法一般用在末状态已知的情况 采用逆向思维方法 往往能收到事半功倍的效果 在处理末速度为零的匀减速直线运动时 可以采用逆推法 将该运动对称地看作是加速度大小相等的初速度为零的匀加速运动 则相应的位移 速度公式以 及在连续相等时间的位移之比 连续相等位移内的时间之比等结论 均可使用 采用这种方法尤其在解选择题或填空题时十分简捷 考例 5 一物块以一定的初速度从光滑斜面底端 a 点上滑 最高可滑至 b 点 c 是 ab 的中点 如图所示 已知物块从 a 至 c 需要的时间为 t0 问它从 c 经 b 再回到 c 需要的时间是多少 用心 爱心 专心15 38 总结评述 本题可采用逆推法 将滑块的运动视为由 b 点开始下滑的匀加速直线运动 已知通过第二段相等位移 ca 的时间为 t0 因此只要求出通过第一段 相等位移 bc 所需的时间 t1 那么 2t1就是所求时间 39 如下图所示有若干相同的小球 从斜面上的某一位置每隔 0 1s 无初速地释放一颗 在连续释放若干小钢球后 对准斜面上正在滚动的若干小球拍摄到如