2020版高考物理一轮复习第1章运动的描述匀变速直线运动的研究第2讲匀变速直线运动规律课件

第2讲匀变速直线运动规律 知识排查 匀变速直线运动 1 概念 沿一条直线且 不变的运动 2 分类 1 匀加速直线运动 a与v方向 2 匀减速直线运动 a与v方向 加速度 相同 相反 3 基本规律 v v0 at 1 相同时间内的位移差 x xm xn at2 匀变速直线运动的推论 at2 m n 1 条件 物体只受 从静止开始下落 2 基本规律 1 速度公式 2 位移公式 3 速度位移关系式 自由落体运动 重力 v gt v2 2gh 3 伽利略对自由落体运动的研究 伽利略对自由落体运动的研究方法是逻辑推理 猜想与假设 实验验证 这种方法的核心是把实验和逻辑推理 包括数学演算 和谐地结合起来 合理外推 小题速练 1 思考判断 1 匀加速直线运动是速度均匀变化的直线运动 2 匀加速直线运动的位移是均匀增大的 3 在匀变速直线运动中 中间时刻的速度一定等于该段时间的平均速度 4 物体由某高度由静止下落一定做自由落体运动 5 伽利略利用理想实验研究得出自由落体是初速度为零的匀加速运动 答案 1 2 3 4 5 2 一物体做初速度为零的匀加速直线运动 将其运动时间顺次分成1 2 3的三段 则每段时间内的位移之比为 a 1 3 5b 1 4 9c 1 8 27d 1 16 81答案c 3 人教版必修1 p40 t3改编 以18m s的速度行驶的汽车 制动后做匀减速运动 在3s内前进36m 则汽车在5s内的位移为 a 50mb 45mc 40 5md 40m 答案c 4 小王同学想利用所学的物理知识测量房子的高度 他将一个直径为0 5cm的小球从房顶由静止自由落下 在快要落到地面的地方利用光电门记下小球通过光电门的时间为0 3ms 通过计算可以知道房子高度大约为 a 14mb 16mc 10md 12m 答案a 匀变速直线运动规律的应用 1 运动学公式中符号的规定一般规定初速度的方向为正方向 与初速度同向的物理量取正值 反向的物理量取负值 若v0 0 一般以a的方向为正方向 2 解决运动学问题的基本思路 典例 如图1所示 冰壶以速度v垂直进入四个宽为l的矩形区域沿虚线做匀减速直线运动 且刚要离开第四个矩形区域的e点时速度恰好为零 冰壶通过前三个矩形的时间为t 试通过所学知识分析并计算冰壶通过第四个矩形区域所用的时间是多少 可选用多种方法 图1 解析法一一般公式法根据位移公式和速度公式 由a到e 有 式中 t1为冰壶通过四个矩形区域所用的时间 a为其加速度的大小 所以冰壶通过第四个矩形区域所用的时间为t t1 t t 法二逆向思维法冰壶通过矩形区域做匀减速直线运动 可看做冰壶从e点开始做初速度为零的匀加速直线运动 根据位移公式 式中 t1为冰壶通过四个矩形区域所用的时间 a为其加速度的大小 所以冰壶通过第四个矩形区域所用的时间为t t1 t t 法三图象法冰壶做匀减速直线运动的速度 时间图象如图所示 冰壶由a到e的位移与由d到e的位移之比为4 1 由于相似三角形的面积之比等于对应边长的平方之比 则toe tod 2 1 故tde tod t 即冰壶通过第四个矩形区域所用的时间为t t 答案t 解答匀变速直线运动问题常用方法 1 2018 连云港模拟 一个物体做匀加速直线运动 它在第3s内的位移为5m 则下列说法正确的是 a 物体在第3s末的速度一定是6m sb 物体的加速度一定是2m s2c 物体在前5s内的位移一定是25md 物体在第5s内的位移一定是9m 答案c 2 一辆车由静止开始做匀变速直线运动 在第8s末开始刹车 经4s停下来 汽车刹车过程也在做匀变速运动 那么前后两段加速度的大小之比是 a 1 4b 1 2c 2 1d 4 1 答案b 3 2018 4月浙江选考 如图2所示 竖井中的升降机可将地下深处的矿石快速运送到地面 某一竖井的深度为104m 升降机运行的最大速度为8m s 加速度大小不超过1m s2 假定升降机到井口的速度为0 则将矿石从井底提升到井口的最短时间是 图2a 13sb 16sc 21sd 26s 解析运动分成三段 开始匀加速启动 接下来以8m s的速度匀速运动 最后匀减速运动到井口 减速阶段与加速阶段对称 t3 8s x3 32m 所以t总 t1 t2 t3 21s 所以选c 答案c 应用自由落体运动规律解题时的两点注意 1 可充分利用自由落体运动初速度为零的特点 比例关系及推论等规律解题 2 物体由静止开始的自由下落过程才是自由落体运动 从中间截取的一段运动过程不是自由落体运动 而是竖直下抛运动 应该用初速度不为零的匀变速直线运动规律去解决问题 自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究 典例 如图3所示木杆长5m 上端固定在某一点 由静止放开后让它自由落下 不计空气阻力 木杆通过悬点正下方20m处圆筒ab 圆筒ab长为5m 取g 10m s2 求 图3 1 木杆经过圆筒的上端a所用的时间t1是多少 2 木杆通过圆筒ab所用的时间t2是多少 木杆的上端到达圆筒上端a用时 则木杆通过圆筒上端a所用的时间 2 木杆的下端到达圆筒上端a用时 木杆的上端离开圆筒下端b用时 答案a 2 2018 浙江选考模拟 如图4所示 只要测量了小明释放直尺到小张捏住直尺这段时间内直尺下落的高度h 就能确定小张的反应时间t 其所依据的关系式为 重力加速度为g 答案c 图4 3 2018 浙江教育绿色评价联盟高考适应性考试 有一种 傻瓜 相机的曝光时间是0 02s 有位同学从墙面前某点 使一个小石子自由落下 对小石子照相 得到如图5的照片 由于小石子的运动 它在照片上留下一条模糊的径迹ab 已知每块砖的平均厚度约为6cm 从这些信息估算该小石子下落的起点到a点的距离最接近于 a 0 45mb 1 8mc 3 6md 4 5m 图5 答案b 解答多过程问题的注意点 1 由题意画出物体在各阶段时运动示意图 直观呈现物体的运动过程 2 明确物体在各阶段的运动性质 找出题目给定的已知量 待求量以及中间量 3 合理选择运动学公式 列出物体在各阶段的运动方程 同时列出物体各阶段间的关联方程 多过程运动问题 典例 2018 浙江东阳中学测试 如图6所示 在某次阅兵中 某直升机在地面上空某高度a位置处于静止状态待命 要求该机10时56分40秒由静止状态沿水平方向做匀加速直线运动 经过ab段加速后 进入bc段的匀速受阅区 11时准时通过c位置 已知 ab 4km bc 8km 求 图6 1 直升机在bc段的速度大小 2 直升机在ab段做匀加速直线运动时的加速度大小 答案 1 80m s 2 0 8m s2 1 如图7所示 t 0时 质量为0 5kg的物体从光滑斜面上的a点由静止开始下滑 经过b点后进入水平面 经过b点前后速度大小不变 最后停在c点 每隔2s物体的瞬时速度记录在下表中 重力加速度g取10m s2 则下列说法中正确的是 图7 答案a 2 2018 金华模拟 为了缓解城市交通压力 目前我国许多城市在十字路口增设了 直行待行区 当提示 进入直行待行区 时车辆可以越过停车线进入 直行待行区 当直行绿灯亮起时 可从 直行待行区 直行通过十字路口 假设某十字路口限速40km h 直行待行区 的长度为10m 从提示 进入直行待行区 到直行绿灯亮起的时间为4s 图8 1 甲汽车司机看到 进入直行待行区 提示时立即从停车线由静止开始匀加速直线运动 运动到 直行待行区 的前端虚线处正好直行绿灯亮起 求甲汽车的加速度大小并判断绿灯亮起时是否超速 2 乙汽车司机看到 进入直行待行区 提示时 乙车刚好以36km h的速度经过停车线并同时刹车 为了恰好停在直行区前端虚线处 求制动时的加速度大小及所用时间 v1 a1t1 5m s 18km h 40km h 故甲汽车在绿灯亮起时不超速 由v2 a2t2得t2 2s答案 1 1 25m s2不超速 2 5m s22s 3 2018 浙江金华期末 如图9所示 在一个倾斜的长冰道上方 一群孩子排成队 每隔1s有一个小孩往下滑 一游客对着冰道的孩子拍下一张照片 照片上有甲 乙 丙 丁四个孩子 他根据照片与实物的比例推算出乙与甲和丙孩子间的距离分别为12 5m和17 5m 求 1 小孩在下滑过程的加速度是多大 2 拍照时 最下面的小孩丁的速度是多少 3 拍照时 在小孩甲上面的冰道上下滑的小孩不会超过几个 图9 丁的速度v丁 v乙 a 2t 15 5 2 1 m s 25m s 则甲滑动的时间为2s 所以甲上面不会超过两个小孩 答案 1 5m s2 2 25m s 3 两个 科学思维 形异质同 类问题 什么是 形异质同 和 形同质异 题目做得多了 会遇到一类遵循的物理规律相同 但提供的物理情景新颖 信息陌生 物理过程独特的问题 对这类问题同学们往往感觉难度大 无从下手 其实这类问题看似陌生 实则与我们平时练习的题目同根同源 只不过是命题人巧加 改头换面 而已 这类问题我们称之为形异质同 另外 平时做题时还会遇到一类物理情景比较熟悉 物理过程似曾相识的问题 对于这类问题 又往往因审题不严 惯性思维 不注意题中所给条件的细微区别 而解答失误 这类问题我们称之为形同质异 下面列举两类匀变速直线运动中的 形异质同 问题 类型一水平刹车与沿粗糙斜面上滑1 一辆汽车在平直公路上做刹车实验 t 0时刻起开始刹车 刹车过程的位移大小x与速度大小v的关系为x 10 0 1v2 m 下列分析正确的是 a 刹车过程汽车的加速度大小为0 2m s2b 刹车过程持续的时间为2sc t 0时刻汽车的速度大小为5m sd 刹车全过程的位移大小为5m 答案b 2 如图10所示 木板与水平地面间的夹角 30 可视为质点的一小木块恰好能沿着木板匀速下滑 若让该小木块从木板的底端以初速度v0 10m s沿木板向上运动 取g 10m s2 则以下结论正确的是 图10 答案d 1 汽车在水平路面上的刹车问题中 当汽车速度为零后 汽车将停止运动 2 物体沿粗糙斜面上滑至最高点后 若有mgsin mgcos 则物体的运动规律与汽车在水平路面上的刹车问题类似 类型二竖直上抛运动与沿光滑斜面上滑3 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一定为15m s 方向向上b 小球在这段时间内的平