新高中物理 第二章 匀变速直线运动的研究课件 新人教版必修1.ppt

第二章 匀变速直线运动的研究 学案7章末总结 专题整合 自我检测 网络构建 网络构建 匀变速直线运动的研究 概念 沿着一条直线运动 且不变的运动 规律 基本公式 速度公式 v 位移公式 x 重要的导出公式 速度位移公式 平均速度公式 匀变速直线运动在连续相等时间t内通过的位移差为一常数 x 加速度 v0 at at2 自由落体运动 概念 物体只在作用下从静止开始下落的运动重力加速度 g 或g 规律 v h v2 匀变速直线运动的所有推论及规律都适用于自由落体运动 重力 9 8m s2 10m s2 gt 2gh 实验 探究小车速度随时间变化的规律 根据纸带求某点的瞬时速度vn 根据纸带求物体运动的加速度 v t图象法 图象表示加速度 由 x at2得 a 斜率 一 匀变速直线运动规律的理解和应用 专题整合 1 匀变速直线运动的公式 1 基本公式 2 常用的导出公式 平均速度公式 位移差公式 x at2 使用时应注意它们都是矢量 一般以v0方向为正方向 其余物理量与正方向相同的为正 与正方向相反的为负 2 逆向思维法把运动过程的 末态 作为 初态 的反向研究问题的方法 例如 末速度为零的匀减速直线运动可以看做反向的初速度为零的匀加速直线运动 3 图象法应用v t图象 可把复杂的物理问题转化为较为简单的数学问题解决 尤其是用图象定性分析 可避免繁杂的计算 快速求解 例1一物体以某一速度冲上一光滑斜面 前4s的位移为1 6m 随后4s的位移为零 那么物体的加速度多大 设物体做匀变速直线运动且返回时加速度不变 你能想到几种方法 解析设物体的加速度大小为a 由题意知a的方向沿斜面向下 解法一基本公式法物体前4s位移为1 6m 是减速运动 所以有 随后4s位移为零 则物体滑到最高点所用时间为 所以初速度为v0 at a 6 由 得物体的加速度为a 0 1m s2 物体2s末时的速度即前4s内的平均速度为 物体6s末的速度为v6 0 所以物体的加速度大小为 解法三推论 x at2法由于整个过程a保持不变 是匀变速直线运动 由 x at2得物体加速度大小为 解法四由题意知 此物体沿斜面速度减到零后 又逆向加速 由以上两式得a 0 1m s2 v0 0 6m s答案见解析 例2甲车以3m s2的加速度由静止开始做匀加速直线运动 乙车落后2s在同一地点由静止开始 以6m s2的加速度做匀加速直线运动 两车的运动方向相同 求 1 在乙车追上甲车之前 两车距离的最大值是多少 解析两车距离最大时速度相等 设此时乙车已开动的时间为t 则甲 乙两车的速度分别是v1 3 t 2 3t 6v2 6t 由v1 v2得 t 2s 答案12m 2 乙车出发后经多长时间可追上甲车 此时它们离出发点多远 解析设乙车出发后经t 追上甲车 则 将所求得的时间代入位移公式可得x1 x2 70m 二 运动图象的意义及应用首先要学会识图 识图就是通过 看 寻找规律及解题的突破口 为方便记忆 这里总结为六看 一看 轴 二看 线 三看 斜率 四看 面 五看 截距 六看 特殊值 1 轴 纵 横轴所表示的物理量 特别要注意纵轴是位移x 还是速度v 2 线 从线反映运动性质 如x t图象为倾斜直线表示匀速运动 v t图象为倾斜直线表示匀变速运动 3 斜率 斜率 往往代表一个物理量 x t图象斜率表示速度 v t图象斜率表示加速度 4 面 即 面积 主要看纵 横轴物理量的乘积有无意义 如x t图象面积无意义 v t图象与t轴所围面积表示位移 5 截距 初始条件 初始位置x0或初速度v0 6 特殊值 如交点 x t图象交点表示相遇 v t图象交点表示速度相等 不表示相遇 例3如图1所示是在同一直线上运动的甲 乙两物体的x t图象 下列说法中正确的是 a 甲启动的时刻比乙早t1b 两车都运动起来后甲的速度大c 当t t2时 两物体相距最远d 当t t3时 两物体相距x1 图1 解析由题图可知甲从计时起运动 而乙从t1时刻开始运动 a正确 都运动后 甲的图线的斜率小 所以甲的速度小 b错误 当t t2时 甲 乙两物体的位置相同 在同一直线上运动 说明两物体相遇 c错误 当t t3时 甲在原点处 乙在x1处 两物体相距x1 d正确 答案ad 例4如图2所示是物体做直线运动的v t图象 由图可知 该物体 a 第1s内和第3s内的运动方向相反b 第3s内和第4s内的加速度相同c 第1s内和第4s内的位移大小不相等d 0 2s和0 4s内的平均速度大小相等 图2 解析由题图知 0 1s向正方向做加速度为1m s2的匀加速直线运动 1 2s向正方向做匀速直线运动 2 3s向正方向作加速度为1m s2的匀减速直线运动 3 4s以1m s2的加速度向相反方向做匀加速直线运动 故选项a错误 b正确 据速度 时间图象中图线与时间轴围成的面积大小表示位移大小可知 第1s内和第4s内的位移大小均为0 5m 选项c错误 0 2s内与0 4s内位移大小相等 但时间不同 故平均速度大小不相等 选项d错误 答案b 三 研究匀变速直线运动实验中数据处理的方法研究匀变速直线运动实验 主要研究两个方向 2 利用纸带求物体的加速度 方法有以下两个 逐差法如图3所示 纸带上有六个连续相等的时间t内的位移x1 x2 x3 x4 x5 x6 图3 由 x at2可得 x4 x1 x4 x3 x3 x2 x2 x1 3at2x5 x2 x5 x4 x4 x3 x3 x2 3at2x6 x3 x6 x5 x5 x4 x4 x3 3at2 由此可以看出 各段位移都用上了 有效地减小了偶然误差 所以利用纸带计算加速度时 可采用逐差法 v t图象法先求出各时刻的瞬时速度v1 v2 v3 vn 然后作v t图象 求出v t图线的斜率k 则k a 这种方法的优点是可以舍掉一些偶然误差较大的测量值 因此求得值的偶然误差较小 例5如图4所示为 探究小车速度随时间变化的规律 实验中打点计时器打出的纸带 相邻两计数点间还有两个点未画出 电源频率为50hz 由图知纸带上d点的瞬时速度vd 加速度a e点的瞬时速度ve 小数点后保留两位小数 图4 解析由题意可知 t 0 06s 设ab bc cd de间距离分别为x1 x2 x3 x4 如图所示 ve vd at 1 10m s 答案0 90m s3 33m s21 10m s 自我检测 1 2 3 4 自我检测 1 匀变速直线运动规律的应用 一辆汽车正在做匀加速直线运动 开始计时时速度为6m s 运动28m后速度增加到8m s 则下列说法正确的是 a 这段运动所用时间是4sb 这段运动的加速度是3 5m s2c 从开始计时起 2s末的速度是7m s 1 2 3 4 2s末速度v2 v0 at2 6 0 5 2 m s 7m s c项对 1 2 3 4 答案acd 1 2 3 4 2 运动图象的意义及应用 如图5是甲 乙两物体做直线运动的v t图象 下列表述正确的是 a 乙做匀加速直线运动b 第1s末甲和乙相遇c 甲和乙的加速度方向相同d 甲的加速度比乙的大 图5 1 2 3 4 解析由题图可知 甲做匀减速直线运动 乙做匀加速直线运动 a正确 第1s末甲 乙速度相等 无法判断是否相遇 b错误 根据v t图象的斜率可知 甲 乙加速度方向相反 且甲的加速度比乙的小 c d错误 答案a 1 2 3 4 3 追及相遇问题 如图6所示 a b两物体相距x 7m 物体a以va 4m s的速度向右匀速运动 而物体b此时的速度vb 10m s 向右做匀减速运动 加速度大小为2m s2 那么物体a追上物体b所用的时间为 图6 a 7sb 8sc 9sd 10s 1 2 3 4 答案b 1 2 3 4 4 研究匀变速直线运动实验中数据处理的方法 在做 探究小车速度随时间变化的规律 的实验中 所用交流电源频率为50hz 取下一段纸带研究 如图7所示 设0点为计数点的起点 每5个点取一个计数点 则第1个计数点与起点间的距离x1 cm