高三物理一轮精品课件 1.2匀变速直线运动的规律及应用课件 新人教版.ppt

一 匀变速直线运动1 定义 沿着一条直线 且加速度不变的运动 2 种类 1 匀加速直线运动 物体的速度随时间均匀增加 加速度的方向与速度的方向相同 2 匀减速直线运动 物体的速度随时间均匀减小 加速度的方向与速度的方向相反 v v0 at at2 中间 一半 1 2 3 n 1 22 32 n2 1 3 5 2n 1 gt 2gh v0 gt 1 物体上升到最高点时速度虽为零 但并不处于平衡状态 2 由于竖直上抛运动的上升和下降阶段加速度相同 故可对全程直接应用匀变速直线运动的基本公式 1 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 以下判断不正确的是 a 小球到达最大高度时的速度为0b 小球到达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 b 2 用如图所示的方法可以测出一个人的反应时间 甲同学用手握住直尺顶端刻度为零的地方 乙同学在直尺下端刻度为a的地方做捏住尺子的准备 但手没有碰到尺子 当乙同学看到甲同学放开尺子时 立即捏住尺子 乙同学发现捏住尺子的位置刻度为b 已知重力加速度为g a b的单位均为国际制中单位 则乙同学的反应时间t约等于 答案 c 3 一辆汽车由车站开出 沿平直公路做初速度为零的匀变速直线运动 至第10s末开始刹车 再经5s便完全停下 设刹车过程汽车也做匀变速直线运动 那么加速和减速过程车的加速度大小之比是 a 1 2b 2 1c 1 4d 4 1解析 设加速时加速度大小为a1 减速时加速度大小为a2 则a1t1 a2t2 a1 a2 t2 t1 1 2 a正确 答案 a 4 一根直杆ab长15m 上端挂起 然后让它自由下落 如图所示 求全杆经过离杆下端b为5m处的o点所需的时间 取g 10m s2 答案 1s 匀变速直线运动规律的应用 1 对基本公式的理解应用 1 正负号的规定匀变速直线运动的基本公式均是矢量式 应用时要注意各物理量的符号 一般情况下 我们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 当v0 0时 一般以a的方向为正 2 刹车问题对匀减速直线运动 要注意减速为零后停止 加速度变为零的实际情况 如刹车问题 应首先判断给定时间内车是否已停止运动 3 双向可逆类如果物体先做匀减速直线运动 减速为零后又反向做匀加速直线运动 且全程加速度不变 对这种情况可以直接应用匀变速直线运动公式 4 逆向法物体由某一速度匀减速到零的运动可以视为反向的初速度为零的匀加速直线运动 2 对推论 x at2的拓展 1 公式的适用条件 匀变速直线运动 x为连续相等的时间间隔t内的位移差 2 进一步的推论 xm xn m n at2要注意此式的适用条件及m n t的含义 3 此公式常用来研究打点计时器纸带上的加速度 例1 2010年高考课标全国卷 短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100m和200m短跑项目的新世界纪录 他的成绩分别是9 69s和19 30s 假定他在100m比赛时从发令到起跑的反应时间是0 15s 起跑后做匀加速运动 达到最大速率后做匀速运动 200m比赛时 反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与100m比赛时相同 但由于弯道和体力等因素的影响 以后的平均速度只有跑100m时最大速率的96 求 1 加速所用时间和达到的最大速率 2 起跑后做匀加速运动的加速度 结果保留两位小数 思路点拨 解答本题时应注意以下两点 1 100m和200m比赛时运动员的运动情景相似 求解时可类比列式 2 运动员在比赛时的运动分两个阶段 即匀加速阶段和匀速阶段 可根据两个阶段的速度 位移 时间关系列式求解 答案 1 1 29s11 24m s 2 8 71m s2 1 跳伞运动员做低空跳伞表演 直升机静止在离地面高度h 224m的空中 运动员离开飞机在竖直方向做自由落体运动 经过一段时间后 立即打开降落伞 展开伞后运动员以a 12 5m s2的加速度在竖直方向上匀减速下降 若运动员落地时竖直方向的速度为v 5m s g取10m s2 求 1 运动员展开伞时离地面的高度h 2 运动员在空中运动的时间t 答案 1 99m 2 8 6s 解决匀变速直线运动的常用方法 运动学问题的求解一般有多种方法 除了直接套用基本公式求解外 还有其他一些方法 具体如下 例2 为了测定一辆电动汽车的加速性能 研究人员驾驶汽车沿平直公路从标杆o处由静止启动 依次经过a b c三处标杆 如图所示 已知ab间的距离为x1 bc间的距离为x2 测得汽车通过ab段与bc段所用的时间相等 将汽车的运动过程视为匀加速行驶 求标杆o与标杆a的距离 思路点拨 本题应从题目阐述的运动过程中获取以下有用信息 汽车自o点由静止出发 和 汽车通过ab段与bc段所用的时间相等 画出运动过程示意图后合理选取运动过程 2 物体以一定的初速度冲上固定的光滑的斜面 到达斜面最高点c时速度恰为零 如图所示 已知物体第一次运动到斜面长度3 4处的b点时 所用时间为t 求物体从b滑到c所用的时间 答案 t 竖直上抛运动的理解 1 竖直上抛运动研究方法竖直上抛运动的实质是加速度恒为g的匀变速运动 处理时可采用两种方法 1 分段法 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 2 全程法 将全过程视为初速度为v0 加速度a g的匀变速直线运动 必须注意物理量的矢量性 习惯上取v0的方向为正方向 则v 0时 物体正在上升 v0时 物体在抛出点上方 h 0时 物体在抛出点下方 2 重要特性 1 对称性如图所示 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 同理有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 造成多解 当物体先做匀减速直线运动 又反向做匀加速直线运动 且全程加速度恒定时 其运动特点与竖直上抛运动相似 这类运动称之为 类竖直上抛运动 也可以用以上方法处理 例3 某校一课外活动小组自制一枚火箭 设火箭发射后 始终在垂直于地面的方向上运动 火箭点火后可认为做匀加速直线运动 经过4s到达离地面40m高处时燃料恰好用完 若不计空气阻力 取g 10m s2 求 1 燃料恰好用完时火箭的速度 2 火箭上升离地面的最大高度 3 火箭从发射到残骸落向地面过程的总时间 思路点拨 解答本题应明确以下三个方面 1 燃料用完后火箭做什么运动 2 竖直上抛运动的求解选用哪种方法 3 运用整体法和分段法解题时 要特别注意物理量正负号的意义 3 2012年德州模拟 在竖直的井底 将一物块以11m s的速度竖直地向上抛出 物块冲过井口时被人接住 在被人接住前1s内物块的位移是4m 位移方向向上 不计空气阻力 g取10m s2 求 1 物块从抛出到被人接住所经历的时间 2 此竖直井的深度 答案 1 1 2s 2 6m 1 2011年高考重庆理综 某人估测一竖直枯井深度 从井口静止释放一石头并开始计时 经2s听到石头落底声 由此可知井深约为 不计声音传播时间 重力加速度g取10m s2 a 10mb 20mc 30md 40m 答案 b 答案 a 3 2012年合肥模拟 测速仪安装有超声波发射和接收装置 如图所示 b为测速仪 a为汽车 两者相距335m 某时刻b发出超声波 同时a由静止开始做匀加速直线运动 当b接收到反射回来的超声波信号时 a b相距355m 已知声速为340m s 则汽车的加速度大小为 a 20m s2b 10m s2c 5m s2d 无法确定